[发明专利]基于改进层位追踪算法的双程走时计算方法

权利要求书

1.一种基于改进层位追踪算法的双程走时计算方法，其特征在于，包括下列步骤，

获取待测区域的层数以及介电常数的范围；

建立层状介质模型，确定所述层状介质模型的各层回波信号，通过波速公式计算所述层状介质模型的各层厚度；

取一所述回波信号中进行波峰搜索，把所述回波信号的第一个波峰设置为初始种子点，并记录所述初始种子点对应的采样点的序号，以所述初始种子点为中心设置搜索窗口，对所述搜索窗口内的信号进行采样并记为第一向量；

取另一所述回波信号，在所述回波信号中找到所述初始种子点的位置，并以此为中心设置相关窗口，在所述相关窗口的范围内，将所述搜索窗口向前滑动和向后滑动，每向前滑动或向后滑动一次，所述搜索窗口内的采样点组成一个第二向量，记录所述第二向量与搜索窗记录的所述第一向量的余弦值；

取所述相关窗口外最近的一个波峰，对其设置搜索窗采样，计算其与所述第一向量的余弦值，并与所述第二向量与所述第一向量的余弦值的进行比较，取其中最大的余弦值进行记录；

重复取一所述回波信号中进行波峰搜索到记录到最大的余弦值进行记录这一步骤，将每道所述回波信号的种子点对应采样点的序列号记录下来，得到种子点所在的层位信息；

对所述回波信号中相邻层位所在的采样点进行减法计算，获取所述层状介质模型中两层位之间的采样点个数，将采样点个数与采样时间间隔相乘，获得双程走时。

2.如权利要求1所述的基于改进层位追踪算法的双程走时计算方法，其特征在于，在获取待测区域的层数以及介电常数的范围步骤中，

获取探地雷达接收的待测区域回波数据的B-Scan、地质构造背景或工程背景的先验信息进行分析。

3.如权利要求2所述的基于改进层位追踪算法的双程走时计算方法，其特征在于，通过波速公式计算所述层状介质模型的各层厚度的步骤中，所述层状介质模型的各层厚度为：

其中，d_i为第i层的厚度，t_i为第i层分界面对应的回波信号的首达时，c为光在空气中传播的速度，ε_i为第i层的介电常数。

4.如权利要求3所述的基于改进层位追踪算法的双程走时计算方法，其特征在于，在建立层状介质模型的步骤中，所述层状介质模型由各层的厚度以及介电常数表示组成。

5.如权利要求4所述的基于改进层位追踪算法的双程走时计算方法，其特征在于，所述回波信号的采样都是从同一时间开始的，采样步长相同。

6.如权利要求1～5任一项所述的基于改进层位追踪算法的双程走时计算方法，其特征在于，将所述搜索窗口向前滑动和向后滑动的步骤中，所述搜索窗口向前和向后滑动是以投影得到的种子点对应的采样点的序号s_k为中心，分别在序列的正负方向移动其中心位置并采样组成新的向量。

7.如权利要求6所述的基于改进层位追踪算法的双程走时计算方法，其特征在于，将所述搜索窗口向前滑动和向后滑动的步骤中，所述第一向量A和所述第二向量的余弦值，所述第一向量为A＝[a₁,a₂,…,a_n]，所述第二向量为B＝[b₁,b₂,…,b_n]，余弦值的计算公式为：

8.如权利要求7所述的基于改进层位追踪算法的双程走时计算方法，其特征在于，对所述回波信号中相邻层位所在的采样点进行减法计算的步骤中，所述双程走时的计算公式为：

t＝t_s×Δs

其中，t为双程走时，t_s为采样时间间隔，Δs为上下两个层的层位信息的差，即上下两个层位之间的采样点个数。