[发明专利]一种时频斜率可控的非线性扫描信号的方法及系统

权利要求书

1.一种时频斜率可控的非线性扫描信号的方法，其特征在于：所述方法首先获得时频斜率可控的非线性扫描信号，然后在初始频率、终止频率、扫描时长相同的情况下，通过控制可控震源车的重锤下落频率生成扫描信号的频率，通过控制可控震源车的重锤与地表撞击产生的能量生成扫描信号的振幅，进而生成时频斜率可控的非线性扫描信号。

2.根据权利要求1所述的时频斜率可控的非线性扫描信号的方法，其特征在于：所述方法包括：

(1)设计平方时频函数；

(2)在所述平方时频函数中加入相位控制因子以及一次项,得到斜率可控的非线性时频函数；

(3)求取瞬时相位；

(4)设计扫描信号斜坡时长及其相应的振幅包络函数；

(5)生成时频斜率可控的非线性可控震源扫描信号；

(6)通过改变相位控制因子的值来调整非线性扫描信号的频率成分。

3.根据权利要求2所述的时频斜率可控的非线性扫描信号的方法，其特征在于：所述步骤(1)的操作包括：

所述平方时频函数如下：

其中，f_max为最大频率，即单位时间内重锤下落的最大次数，f_min为最小频率，即单位时间内重锤下落的最少次数，t_max为重锤持续砸向地表的时间，t为时间变量。

4.根据权利要求3所述的时频斜率可控的非线性扫描信号的方法，其特征在于：所述步骤(1)中的f_min的取值范围为3-10HZ；

f_max的取值范围为80-120HZ；

t_max的取值范围为15s-30s。

5.根据权利要求4所述的时频斜率可控的非线性扫描信号的方法，其特征在于：所述步骤(2)得到的斜率可控的非线性时频函数如下：

a为相位控制因子，a的取值范围在-1到1之间。

6.根据权利要求5所述的时频斜率可控的非线性扫描信号的方法，其特征在于：所述步骤(3)的操作包括：

利用下式获得瞬时相位Φ(t)：

7.根据权利要求6所述的时频斜率可控的非线性扫描信号的方法，其特征在于：所述步骤(4)的操作包括：

利用下式获得振幅包络函数A(t)：

其中，t_l为扫描信号斜坡时长。

8.根据权利要求7所述的时频斜率可控的非线性扫描信号的方法，其特征在于：所述步骤(5)的操作包括：

利用下式计算获得时频斜率可控的非线性可控震源扫描信号W(t)：

W(t)＝A(t)*sin(φ(t))。

9.根据权利要求8所述的时频斜率可控的非线性扫描信号的方法，其特征在于：所述步骤(6)的操作包括：

当a＝0时，所获得的非线性扫描信号中的各频率成分能量相同；

当a从-1到0间增加时，所获得的非线性扫描信号中的低频成分能量比例会逐渐增强，当需要更深的勘探深度时，将a的值控制在-1到0间；

当a从0到1间增加时，所获得的非线性扫描信号中的高频成分能量比例会逐渐增强，当需要更加精确的勘探分辨率时，将a的值控制在0到1间。

10.一种时频斜率可控的非线性扫描信号的系统，其特征在于：所述系统包括：存储器、处理器、以及存储在所述存储器上的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器运行时执行如下步骤：

(1)设计平方时频函数；

(2)在所述平方时频函数中加入相位控制因子以及一次项，得到斜率可控的非线性时频函数；

(3)求取瞬时相位；

(4)设计扫描信号斜坡时长及其相应的振幅包络函数；

(5)生成时频斜率可控的非线性可控震源扫描信号；

(6)通过改变相位控制因子的值来调整非线性扫描信号的频率成分。