[发明专利]一种高分辨率拖曳式瞬变电磁数据预处理方法

权利要求书

1.一种高分辨率拖曳式瞬变电磁数据预处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1、获取瞬变电磁仪器连续拖曳移动发射时采集的全时拖曳瞬变电磁数据，根据发射频率与接收机采样率提取每个发射周期下接收的瞬变电磁数据，每个发射周期采集的数据记为一个测点数据；

S2、完成测线测量后，关闭发射系统，仅打开接收系统，重新沿测线测量以获取瞬变电磁仪器连续拖曳移动的空采噪声数据，记录测量的噪声平均振幅值；

S3、所有测点数据为双极性梯形波发射的数据，将其正极性周期发射关断后对应的数据减去负极性周期发射关断后对应的数据后除以二，得到的数据记为拖曳式瞬变电磁初步处理后的测点数据；

S4、对瞬变电磁各个初步处理后的测点数据按照分段原则进行数据分段，对不同测点中相同分段的数据进行相关度计算，按照分段相关叠加方法进行叠加处理，所有测点完成分段叠加计算后，完成高分辨率拖曳式瞬变电磁数据叠加处理；

所述的步骤S4中的分段原则，包括以下步骤：

T1、随机抽取三组初步处理后的测点数据，从数据中找到与噪声的平均振幅值e_noise最为接近的数据点，记录三个数据点对应的采样时间，并取平均值后记录为t_noise；

T2、定义第一数据段，数据采样起始点时间为1/f_s，f_s为接收机采样率，记录其所在时间数量级为10^-n，则第一数据段为在[1/f_s,10^-(n-1)]时间段内的数据；

T3、由于瞬变电磁穿透深度与传播时间的根号呈正比，将测点数据中信号幅度大于噪声的平均振幅值e_noise的部分，按照等穿透深度划分，定义第二数据段为[10^-(n-1),2²·10^-(n-1)]时间段内的数据，第三数据段为[2²·10^-(n-1),3²·10^-(n-1)]时间段内的数据，第k数据段为[(k-1)²·10^-(n-1),k²·10^-(n-1)]时间段内的数据，其中分段数k的取值满足：

T4、对于剩下的测点数据，均为测点数据中信号幅度小于噪声的平均振幅值e_noise的部分，这部分数据整体作为最后一数据段，记为第k+1数据段，至此完成测点数据的数据分段。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中的瞬变电磁仪器是由人工或者全地形车牵引的拖曳式瞬变电磁系统，探测线圈放置于移动平台上，采用中心回线配置，发射系统控制发射线圈在拖曳过程中连续发射，接收系统通过接收线圈同步采集全波形信号数据。

3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中的测点数据，其数据长度L_m由发射频率f_v与接收机采样率f_s定义，将拖曳式数据中每L_m个数据记为一个测点数据，满足：

4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中噪声平均振幅值是基于对空采噪声数据计算得出，将实测噪声数据全部或截取部分数据段取绝对值后相加，除以对应噪声数据点数，得到噪声的平均振幅值e_noise。

5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中双极性梯形波发射是拖曳式瞬变电磁发射系统的连续发射波形，双极性梯形波发射周期为工频周期的偶数倍以抑制工频噪声的干扰，正负极性周期发射关断后对应的数据相减满足：

其中为测点正极性周期发射关断后对应的接收数据，为负极性周期发射关断后对应的接收数据，U_m'为初步处理过后的第m测点数据，A_m对应仪器接收放大倍数。

6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S4中的分段相关叠加方法包括以下步骤：

G1、对拖曳式各测点数据完成数据分段后，对各个测点的前k段数据按照分段进行相关度计算，计算公式满足：

其中A与B为两个不同测点的分段数据序列，A_m、B_m分别为A与B对应测点分段数据序列里的第m个点，为A测点分段数据序列的均值，为B测点分段数据的均值，r为A与B测点分段数据的相关度计算值；

G2、设置不同分段数据叠加的相关度阈值，第k段数据阈值选取的计算公式满足：

第k段数据阈值＝P^k,P∈[0.92-0.98]；

G3、对目标测点的前k段数据，通过计算目标测点分段数据与全部测点分段数据的相关度值，选取相关度值高于设置阈值的测点，将其作为权系数分别乘以对应的测点数据，叠加到目标测点，最后除以叠加的权系数之和进行数据归一化，得到目标测点前k段数据中第i段数据叠加值U_ki满足：

其中U为测点数据，U_si为第s测点数据中第i段数据序列，M为总测点数据数目，r_si为目标测点第i段数据序列与对应第s测点的同分段数据的相关度值，r_kmin为分段相关度阈值；

G4、对目标测点的第k+1数据段，采用直接叠加法以提高信噪比，叠加次数N根据深部地质的最小横向分辨率W、拖曳车行进速度V和发射频率f_v来确定，