[发明专利]针对城市工频干扰的人工源电磁勘探信号处理方法及系统

说明书

本发明涉及地球物理电磁勘探技术领域，公开了一种针对城市工频干扰的人员源电磁勘探信号处理方法及系统。所述方法包括：获取包括勘探信号和工频信号的待处理信号；进行傅里叶变换，基于频谱泄露关于工频信号频率共轭对称的特性，得到仅包含噪声的频谱，进行傅里叶反变换，再进行包络处理；基于包络线对待处理信号中的工频信号部分进行归一化处理，再进行傅里叶变换；对归一化的频谱进行处理，去除工频信号，经傅里叶反变换得到处理后的时间域信号；将时间域信号与包络线相乘，再进行傅里叶变换，对频率系数进行纠正得到有效的勘探信号频谱。本发明利用频谱泄露共轭对称的特性提取准确有效频率对应准确系数，消除了工频干扰。

技术领域

本发明涉及地球物理电磁勘探技术领域，具体涉及一种针对城市工频干扰的人员源电磁勘探信号处理方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

工频干扰是由电力系统引起的一种干扰，广泛存在于电力输电、变电和用电设施附近、电气化铁路沿线、大型建筑物周边及附近区域等，国内频率一般为50Hz。在城市环境下，大量的电力线、密集的建筑物等设施会产生高强度的工频噪声，尤其是城市中噪声源与探测设备的距离更近，噪声强度更高。频率域电磁勘探方法的部分勘探频率会位于工频两侧的频段，工频干扰产生的能量泄露会影响到这些频段，进而导致无法准确获得工频周边的有效勘探频率的幅值，如有效频率48Hz、45Hz等。

对于频率相对稳定的工业用电来说(50Hz)，能量泄露主要是由于探测设备周边的用电量不断变化引起的。在城市中这种变化更为明显，体现为采集信号的时间域幅值大小不一。在这种情况下，即使采用整周期截断进行傅里叶变换，获得的信号频谱仍会存在明显的能量泄漏，采用传统的带通滤波方法也难以剔除有效勘探频率(48Hz等)中由于工频能量泄漏带来的干扰。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提出一种针对城市工频干扰的人工源电磁勘探信号处理方法及系统，本发明利用频谱泄露共轭对称的特性，结合解析包络，提取准确有效频率对应准确系数，消除了工频干扰。

为实现上述目的，本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

一种针对城市工频干扰的人工源电磁勘探信号处理方法，包括以下步骤：

获取待处理信号，所述待处理信号包括勘探信号和工频信号；

对所述待处理信号进行傅里叶变换，得到所述待处理信号的频谱；

基于频谱泄露关于工频信号频率共轭对称的特性，得到仅包含噪声的频谱；

对仅包含噪声的频谱进行傅里叶反变换，再进行包络处理，得到包络线；

基于所述包络线对所述待处理信号中的工频信号部分进行归一化处理，再进行傅里叶变换，得到归一化的频谱；

基于频谱泄露关于勘探信号频率共轭对称的特性，对所述归一化的频谱进行处理，去除工频信号，经傅里叶反变换得到处理后的时间域信号；

将所述时间域信号与所述包络线相乘，再进行傅里叶变换，得到新的频谱，对频率系数进行纠正得到有效的勘探信号频谱。

进一步地，得到仅包含噪声的频谱具体包括：

基于频谱泄露关于工频信号频率共轭对称的特性，提取与所述勘探信号频率共轭对称的频率，基于该频率的频谱对所述勘探信号频率的频谱进行处理，得到仅包含噪声的频谱。

进一步地，所述工频信号为50Hz信号，所述勘探信号为48Hz信号，将52Hz的频谱频率系数a+bi进行共轭对称，变换为a-bi，赋值给48Hz的频谱，得到仅包含噪声的频谱。

进一步地，所述包络处理采用希尔伯特变换。