[发明专利]含单频干扰地震道的迭代识别和压制方法

摘要

本发明涉及一种含单频干扰地震道的迭代识别和压制方法。主要解决了无法精确估算单频干扰的频率、无法有效精确识别待处理地震道是否含有单频干扰等问题。该方法能够逐道自动识别待处理地震道是否含有单频干扰，不需要人工参与识别，不受地震道处理域的限制，而且能够精确估算单频干扰的振幅、相位及其频率信息，从而实现单频干扰的有效压制。

主权项

1.一种含单频干扰地震道的迭代识别和压制方法，其步骤如下：Ⅰ、结合地表电缆分布情况调查和原始地震数据频谱分析确定处理工区单频干扰初始频率f0；Ⅱ、建立单频干扰的离散数学模型，以余弦函数为例:yi＝Ccos[2πfiΔt‑α]，其中i＝1,2,…,M     (1)式(1)中，C和α分别为单频干扰的振幅和相位，Δt为时间采样间隔，i代表采样点序号，M为地震道的总样点个数；为避免同时求解式(1)中与yi存在非线性关系的频率f和相位α，将式(1)进一步分解为正余弦函数的加权组合形式：yi＝Acos(2πfiΔt)+Bsin(2πfiΔt)      (2)式(2)中，A和B分别为余弦和正弦函数的系数，且均与yi成线性关系；Ⅲ、建立目标函数；根据待处理地震道和单频干扰模型的残差能量建立目标函数Q：Ⅳ、根据最小二乘法建立数值离散公式，使得待处理地震道和单频干扰模型的残差能量实现最小化；其中经换算得到如下离散计算公式：根据式(2)进一步推得式(1)中单频干扰的振幅C和相位α如下：和α＝arctan(B/A)＝2πfτΔt     (7)得到：根据式(5)～式(7)，在给定单频干扰的频率f情况下，能精确获得单频干扰的振幅C和相位α；Ⅴ、根据牛顿迭代法寻优逼近单频干扰频率的精确解；根据式(8)无法得到频率f的解析表达式，因此，引入牛顿迭代法来解决频率精确解的逼近问题；其中n＝0,1,…N    (9)式(9)中，N为牛顿迭代法的迭代次数；根据前后两次迭代的频率误差小于或等于给定误差的范围时，即满足|fn+1‑fn|≤ξ，终止迭代计算；式(9)经推导，得到如下公式：根据式(10)，单频干扰的频率通过迭代逐渐收敛到局部最小值；Ⅵ、建立含单频干扰地震道的识别准则；根据待处理地震道和预测得到的单频干扰模型进行归一化互相关计算，根据归一化互相关系数ψ及给定的单频干扰识别门槛值Ψ，实现含单频干扰地震道的逐道自动识别；归一化互相关系数：式(11)中ψ的值域范围为[0,1]；当归一化互相关系数ψ小于给定的门槛值Ψ时，自动认为该地震道不含单频干扰，反之亦然，这里的Ψ取值为0.2。