[发明专利]一种带噪声参考道的人工源电磁勘探信号去噪方法及系统

权利要求书

1.一种带噪声参考道的人工源电磁勘探信号去噪方法，其特征在于，观测区域设有噪声观测点，所述噪声观测点仅采集噪声的磁场信号；所述去噪方法具体包括：

所述噪声参考道是通过在人工源电磁勘探供电时在观测区域增加一组“纯”噪声观测装置，通过将噪声观测装置旋转一定测量角度使该装置不采集或几乎不采集来自人工源的电磁信号，只采集“纯”噪声的磁场信号；

利用正交匹配追踪算法，基于给定冗余字典库，将该噪声参考道稀疏分解为一系列的噪声原子，获取构成“纯”噪声磁场信号的噪声参考道匹配字典库；具体包括：

对噪声信号进行时频单元划分：对时域信号进行阶跃点监测，获取信号中起伏较大值点，并以阶跃点为边界在时间上将信号分成不同区域，然后，针对上述不同区域，根据不同频率的受噪声情况，将各区域对应的频率域分成几个需要处理的频段，以此在时频谱中形成一系列的等间距时频单元，并充满对应频率区间，其时频单元的时间长度与服务器计算能力相关；

结合各时频单元对应的频段，分别构建基本字典库和动态字典库，得到冗余字典库；其中，基本原子字典库包括覆盖噪声信号整个频谱空间的一系列窄带原子，动态字典库包括噪声信号中具有特定频谱特征的时频单元相应的窄带原子；

根据冗余字典库，利用正交匹配追踪算法对时频单元噪声稀疏分解为一系列具有窄带特征的噪声原子，得到噪声参考道匹配字典库；

整合人工源电磁勘探频率信息与该噪声参考道匹配字典库，构建基于最小二乘反演去噪方法的反演矩阵，对观测信号进行信噪分离。

2.如权利要求1所述的带噪声参考道的人工源电磁勘探信号去噪方法，其特征在于，所述噪声观测点的观测方位角计算方法为：

利用电性源场源位置、方向及观测点位置，根据可控源远区电磁场的近似方程，计算在远区任意位置针对磁场噪声的观测参考点方位角。

3.如权利要求1所述的带噪声参考道的人工源电磁勘探信号去噪方法，其特征在于，所述噪声观测点的观测方位角计算方法为：

获取使得噪声观测点处人工场源电场分量为0时的方位角β：

根据远区电场和磁场正交的性质，得到磁场分量为0的观测方位角：

γ＝β+2/π

其中，为噪声参考点位置和场源连线与X轴夹角。

4.如权利要求1所述的带噪声参考道的人工源电磁勘探信号去噪方法，其特征在于，基本字典库中的窄带特征根据db10、sym10、dct具有窄带特征的小波字典库或低阶勒让德多项式得到。

5.如权利要求1所述的带噪声参考道的人工源电磁勘探信号去噪方法，其特征在于，动态字典库中的窄带特征具有Chirplet小波、Gabor小波、sin或cos小波窄带特征。

6.如权利要求1所述的带噪声参考道的人工源电磁勘探信号去噪方法，其特征在于，在利用正交匹配追踪算法对噪声信号的时频单元进行稀疏分解时，设定迭代次数。

7.如权利要求1所述的带噪声参考道的人工源电磁勘探信号去噪方法，其特征在于，对观测信号进行信噪分离包括：

对于噪声信号每个时频单元的频谱图像，利用边缘检测算法拾取边界分布，并对边界数目进行统计，基于边界数目进行图像复杂度评价，根据给定的复杂度阈值保留复杂度低于阈值的时频单元；

对于保留的时频单元，分频段基于最小二乘反演去噪方法对观测信号进行信噪分离。

8.一种人工源电磁勘探系统，其特征在于，包括一组噪声观测装置，所述噪声观测装置仅采集噪声的磁场信号；所述系统基于如权利要求1-7任一项所述方法对人工源电磁勘探信号进行去噪。