本申請涉及地球物理勘探技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種掃描信號計算方法及裝置。

背景技術(shù)：

目前可控震源地震勘探采集技術(shù)是陸上地震勘探采集技術(shù)發(fā)展的趨勢，由于可控震源較炸藥震源存在頻率能量可控、安全環(huán)保、成本低、施工效率高等諸多優(yōu)點，所以越來越受到各大石油地球物理石油公司的追捧。

可控震源激發(fā)是通過震源激發(fā)一系列頻率變化的單頻信號，經(jīng)過地下反射傳回地表被檢波器記錄下來，然后將記錄到的信號與理論參考信號相關(guān)得到地震數(shù)據(jù)。在利用可控震源進行地震勘探的過程中，為了提高地震數(shù)據(jù)的采集效率，通常需要同步激發(fā)多個可控震源。現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用同一掃描信號同步激發(fā)多個可控震源。

在實現(xiàn)本申請過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在如下問題：

采用同一掃描信號同步激發(fā)多個可控震源，不同震源之間存在頻率重疊，往往使得采集到的地震數(shù)據(jù)的臨炮干擾較強，不利于后續(xù)地震數(shù)據(jù)的處理。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本申請實施方式的目的是提供一種掃描信號計算方法及裝置，以減少采集到的地震數(shù)據(jù)的臨炮干擾，為后續(xù)地震數(shù)據(jù)處理提供方便。

一種掃描信號計算方法，包括：

對工區(qū)的指定頻帶進行劃分，得到第一頻帶集合；其中，所述第一頻帶集合包括多個依次相鄰的第一頻帶；

針對所述第一頻帶集合中的每個第一頻帶，對該第一頻帶進行鑲邊處理，將鑲邊處理后的該第一頻帶作為第二頻帶集合中的第二頻帶；

確定所述第二頻帶集合中每個第二頻帶對應(yīng)的鑲邊窗函數(shù)和鑲邊時間長度；

針對所述第二頻帶集合中的每個第二頻帶，基于該第二頻帶對應(yīng)的鑲邊窗函數(shù)和鑲邊時間長度，計算該第二頻帶對應(yīng)的掃描信號，以便于將所述第二頻帶集合中第二頻帶對應(yīng)的掃描信號賦予所述工區(qū)的多個可控震源，使所述工區(qū)的多個可控震源能夠?qū)崿F(xiàn)同步激發(fā)。

一種掃描信號計算裝置，包括：

劃分單元，用于對工區(qū)的指定頻帶進行劃分，得到第一頻帶集合；其中，所述第一頻帶集合包括多個依次相鄰的第一頻帶；

鑲邊單元，用于針對所述第一頻帶集合中的每個第一頻帶，對該第一頻帶進行鑲邊處理，將鑲邊處理后的該第一頻帶作為第二頻帶集合中的第二頻帶；

確定單元，用于確定所述第二頻帶集合中每個第二頻帶對應(yīng)的鑲邊窗函數(shù)和鑲邊時間長度；

計算單元，用于針對所述第二頻帶集合中的每個第二頻帶，基于該第二頻帶對應(yīng)的鑲邊窗函數(shù)和鑲邊時間長度，計算該第二頻帶對應(yīng)的掃描信號，以便于將所述第二頻帶集合中第二頻帶對應(yīng)的掃描信號賦予所述工區(qū)的多個可控震源，使所述工區(qū)的多個可控震源能夠?qū)崿F(xiàn)同步激發(fā)。

由以上本申請實施方式提供的技術(shù)方案可見，本申請實施例可以對工區(qū)的指定頻帶進行分頻處理，計算得到多個掃描信號。如此，可以將計算得到的多個掃描信號賦予工區(qū)的多個可控震源。從而，工區(qū)的多個可控震源在同步激發(fā)時，可以存在較少的頻率重疊，從而可以減少采集到地震數(shù)據(jù)的臨炮干擾，有利于后續(xù)地震數(shù)據(jù)的處理。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本申請掃描信號計算方法的流程圖；

圖2為本申請第一頻帶的示意圖；

圖3為本申請第二頻帶的示意圖；

圖4a為本申請一個鑲邊時窗函數(shù)的示意圖；

圖4b為本申請另一個鑲邊時窗函數(shù)的示意圖；

圖5a為本申請一個掃描信號的示意圖；

圖5b為本申請另一個掃描信號的示意圖；

圖5c為本申請另一個掃描信號的示意圖；

圖5d為本申請另一個掃描信號的示意圖；

圖6a為本申請一個疊加子波的示意圖；

圖6b為本申請一個疊加子波的示意圖；

圖7為本申請掃描信號計算裝置的功能結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請實施方式中的附圖，對本申請實施方式中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施方式僅僅是本申請一部分實施方式，而不是全部的實施方式?；诒旧暾堉械膶嵤┓绞剑绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施方式，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請保護的范圍。

本申請實施例提供一種掃描信號計算方法。請參閱圖1。本申請實施例可以包括如下步驟。

步驟s11：對工區(qū)的指定頻帶進行劃分，得到第一頻帶集合。

在本實施例中，所述指定頻帶可以根據(jù)工區(qū)的歷史地震勘探資料得到。所述工區(qū)可以指進行勘探施工的區(qū)域。具體地，可以對所述工區(qū)的歷史地震勘探資料進行分析，得到所述指定頻帶。

在本實施例中，所述第一頻帶集合可以包括多個第一頻帶。所述多個可以是指數(shù)量為兩個或兩個以上。所述第一頻帶集合中第一頻帶的數(shù)量可以與所述工區(qū)的震源數(shù)量相同，且各個第一頻帶可以具有相同的帶寬。

具體地，可以采用如下公式(1)、(2)對工區(qū)頻帶進行等間隔劃分。

上式(1)中，fs可以表示工區(qū)頻帶的起始頻率；fe可以表示工區(qū)頻帶的截止頻率；n可以表示所述工區(qū)的可控震源數(shù)量，且n≥2；finternal可以表示第一頻帶的帶寬。

上式(2)中，1≤i≤n，且i為整數(shù)；表示第i個第一頻帶的頻率值；0≤fb≤fintreval，且fb為實數(shù)。

請參閱圖2。例如，所述工區(qū)的可控震源數(shù)量可以為4。所述指定頻帶可以為2hz-96hz。那么，可以對所述指定頻帶進行等間隔劃分，得到4個依次相鄰的第一頻帶2hz-25.5hz、25.5hz-49hz、49hz-72.5hz、72.5hz-96hz。

步驟s12：對所述第一頻帶集合中的每個第一頻帶進行鑲邊處理，將鑲邊處理后的第一頻帶作為第二頻帶集合中的第二頻帶。

在本實施例中，鑲邊處理可以是指對頻帶的起始頻率和/或截止頻率進行延展處理。具體地，對起始頻率進行延展處理可以是指減小該起始頻率；對截止頻率進行延展處理可以是指增大該截止頻率。例如，某一頻帶可以為2hz-25.5hz。那么，對該頻帶的截止頻率進行延展處理，可以得到頻帶2hz-28hz。

在本實施例中，所述第二頻帶集合中第二頻帶的數(shù)量可以與第二頻帶集合中第一頻帶的數(shù)量相同。所述第二頻帶集合中的各個第二頻帶可以具有相同的帶寬。

在本實施例中，所述第一頻帶集合中第一頻帶的數(shù)量可以為兩個。如此，可以將所述第一頻帶集合中，起始頻率最低的第一頻帶作為起始第一頻帶，截止頻率最高的第一頻帶作為截止第一頻帶；可以對起始第一頻帶的截止頻率進行延展處理，可以對截止第一頻帶的截止頻率進行延展處理?；蛘?，所述第一頻帶集合中第一頻帶的數(shù)量還可以為兩個以上。如此，可以將所述第一頻帶集合中，起始頻率最低的第一頻帶作為起始第一頻帶，截止頻率最高的第一頻帶作為截止第一頻帶，除去所述起始第一頻帶和所述截止第一頻帶后剩余的每個第一頻帶作為中間第一頻帶；可以對起始第一頻帶的截止頻率進行延展處理，可以對截止第一頻帶的截止頻率進行延展處理；可以對每個中間第一頻帶的起始頻率和截止頻率進行延展處理。

具體地，可以基于指定重疊帶寬，采用如下公式(3)、(4)、(5)對每個第一頻帶進行鑲邊處理。所述指定重疊帶寬例如可以為6hz、7hz、7.5hz等。

fw＝(fe-fs)+(n-1)×frep(3)

上式(3)、(4)、(5)中，可以表示第i個第一頻帶的起始頻率；可以表示第i個第一頻帶的截止頻率；frep可以表示所述指定重疊帶寬；fw可以表示第二頻帶的帶寬。

需要說明的是，所述第二頻帶集合中第二頻帶的數(shù)量可以為兩個。如此，所述第二頻帶集合中的兩個第二頻帶可以相重疊，每個第二頻帶可以具有一個重疊頻帶?；蛘撸龅诙l帶集合中第二頻帶的數(shù)量還可以為兩個以上。如此，可以將所述第二頻帶集合中，起始頻率最低的第二頻帶作為起始第二頻帶，截止頻率最高的第二頻帶作為截止第二頻帶，除去所述起始第二頻帶和所述截止第二頻帶后剩余的每個第二頻帶作為中間第二頻帶。所述起始第二頻帶可以與一個中間第二頻帶相重疊，所述截至第二頻帶可以與一個中間第二頻帶相重疊，各個中間第二頻帶可以依次相重疊。即，所述起始第二頻帶和所述截止第二頻帶可以分別具有一個重疊頻帶，每個所述中間第二頻帶可以具有兩個重疊頻帶。

請參閱圖3。例如，繼續(xù)延續(xù)上例，所述指定重疊帶寬frep可以為6hz。那么，分別對第一頻帶2hz-25.5hz、25.5hz-49hz、49hz-72.5hz、72.5hz-96hz進行鑲邊處理，可以相應(yīng)得到第二頻帶2hz-30hz、24hz-52hz、46hz-74hz、68hz-96hz。其中，第二頻帶2hz-30hz的重疊頻帶可以為24hz-30hz，第二頻帶24hz-52hz的重疊頻帶可以為24hz-30hz、46hz-52hz，第二頻帶46hz-74hz的重疊頻帶可以為46hz-52hz、68hz-74hz，第二頻帶68hz-96hz的重疊頻帶可以為68hz-74hz。

步驟s13：確定所述第二頻帶集合中每個第二頻帶對應(yīng)的鑲邊窗函數(shù)和鑲邊時間長度。

在本實施例中，所述鑲邊窗函數(shù)可以為對第二頻帶的鑲邊部分進行處理的窗函數(shù)，所述鑲邊時間長度可以為第二頻帶的鑲邊部分對應(yīng)的時間長度。所述鑲邊部分可以為第二頻帶的重疊頻帶。

在本實施例中，所述第二頻帶集合中各個第二頻帶對應(yīng)的鑲邊窗函數(shù)可以滿足如下公式(6)。

上式(6)中，ai(t)可以表示第i個第二頻帶對應(yīng)的鑲邊窗函數(shù)；ai+1(t)可以表示第i+1個第二頻帶對應(yīng)的鑲邊窗函數(shù)。

請參數(shù)圖4a和圖4b。例如，第二頻帶對應(yīng)的鑲邊函數(shù)可以為正弦函數(shù)和/或余弦函數(shù)。

在本實施例中，可以基于指定掃描時間長度，采用如下公式(7)計算每個第二頻帶對應(yīng)的鑲邊時間長度。

上式(7)中，ttraper可以表示第二頻帶對應(yīng)的鑲邊時間長度；fw可以表示第二頻帶的帶寬；t可以表示指定掃描時間長度。

例如，繼續(xù)延續(xù)上例，所述指定掃描時間長度可以為8s，第二頻帶的帶寬可以為28hz，重疊帶寬可以為6hz。那么，第二頻帶對應(yīng)的鑲邊時間長度可以為1.7s。

步驟s14：基于每個第二頻帶對應(yīng)的鑲邊函數(shù)和鑲邊時間長度，計算該第二頻帶對應(yīng)的掃描信號。

在本實施例中，可以采用如下公式(8)計算掃描信號。

上式(8)中，si(t)可以表示第i個第二頻帶對應(yīng)的掃描信號。

例如，繼續(xù)延續(xù)上例，圖5a為第二頻帶2hz-30hz對應(yīng)的掃描信號示意圖；圖5b為第二頻帶24hz-52hz對應(yīng)的掃描信號示意圖；圖5c為第二頻帶46hz-74hz對應(yīng)的掃描信號示意圖；圖5d為第二頻帶68hz-96hz對應(yīng)的掃描信號示意圖。

另外，在本實施例中，還可以計算所述第二頻帶集合中各個第二頻帶對應(yīng)掃描信號之間，疊加子波的頻譜。觀測疊加子波的頻譜是否平滑。如果不滿足要求，可以調(diào)整所述指定頻率重疊范圍frep，返回步驟s12重新進行計算掃描信號。

例如，繼續(xù)延續(xù)上例，圖5a-圖5d4個掃描信號的疊加子波的頻譜可以如圖6a所示，圖5a-圖5d4個掃描信號的組合子波的頻譜可以如圖6b所示。

在本實施例中，所述工區(qū)可以具有多個可控震源，所述第二頻帶集合中第二頻帶的數(shù)量可以與所述工區(qū)中可控震源的數(shù)量相同。在本實施例中，可以對工區(qū)的指定頻帶進行分頻處理，計算得到多個掃描信號；并可以將每個掃描信號賦予所述工區(qū)的一個可控震源。如此，所述工區(qū)的多個可控震源在同步激發(fā)時，可以存在較少的頻率重疊，從而可以減少采集到的地震數(shù)據(jù)的臨炮干擾，有利于后續(xù)地震數(shù)據(jù)的處理。

另外，本申請實施例提供的分頻掃描信號計算方法，簡潔穩(wěn)定，且不影響最終組合子波的頻譜特征，可以有效降低鄰炮干擾，實現(xiàn)多個可控震源的分頻同步激發(fā)。

本申請實施例還提供一種掃描信號計算裝置。請參閱圖7。所述掃描信號計算裝置可以包括如下單元。

劃分單元71，用于對工區(qū)的指定頻帶進行劃分，得到第一頻帶集合；其中，所述第一頻帶集合包括多個依次相鄰的第一頻帶；

鑲邊單元72，用于針對所述第一頻帶集合中的每個第一頻帶，對該第一頻帶進行鑲邊處理，將鑲邊處理后的該第一頻帶作為第二頻帶集合中的第二頻帶；

確定單元73，用于確定所述第二頻帶集合中每個第二頻帶對應(yīng)的鑲邊窗函數(shù)和鑲邊時間長度；

計算單元74，用于針對所述第二頻帶集合中的每個第二頻帶，基于該第二頻帶對應(yīng)的鑲邊窗函數(shù)和鑲邊時間長度，計算該第二頻帶對應(yīng)的掃描信號，以便于將所述第二頻帶集合中第二頻帶對應(yīng)的掃描信號賦予所述工區(qū)的多個可控震源，使所述工區(qū)的多個可控震源能夠?qū)崿F(xiàn)同步激發(fā)。

在20世紀(jì)90年代，對于一個技術(shù)的改進可以很明顯地區(qū)分是硬件上的改進(例如，對二極管、晶體管、開關(guān)等電路結(jié)構(gòu)的改進)還是軟件上的改進(對于方法流程的改進)。然而，隨著技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)今的很多方法流程的改進已經(jīng)可以視為硬件電路結(jié)構(gòu)的直接改進。設(shè)計人員幾乎都通過將改進的方法流程編程到硬件電路中來得到相應(yīng)的硬件電路結(jié)構(gòu)。因此，不能說一個方法流程的改進就不能用硬件實體模塊來實現(xiàn)。例如，可編程邏輯器件(programmablelogicdevice,pld)(例如現(xiàn)場可編程門陣列(fieldprogrammablegatearray，fpga))就是這樣一種集成電路，其邏輯功能由用戶對器件編程來確定。由設(shè)計人員自行編程來把一個數(shù)字系統(tǒng)“集成”在一片pld上，而不需要請芯片制造廠商來設(shè)計和制作專用的集成電路芯片2。而且，如今，取代手工地制作集成電路芯片，這種編程也多半改用“邏輯編譯器(logiccompiler)”軟件來實現(xiàn)，它與程序開發(fā)撰寫時所用的軟件編譯器相類似，而要編譯之前的原始代碼也得用特定的編程語言來撰寫，此稱之為硬件描述語言(hardwaredescriptionlanguage，hdl)，而hdl也并非僅有一種，而是有許多種，如abel(advancedbooleanexpressionlanguage)、ahdl(alterahardwaredescriptionlanguage)、confluence、cupl(cornelluniversityprogramminglanguage)、hdcal、jhdl(javahardwaredescriptionlanguage)、lava、lola、myhdl、palasm、rhdl(rubyhardwaredescriptionlanguage)等，目前最普遍使用的是vhdl(very-high-speedintegratedcircuithardwaredescriptionlanguage)與verilog2。本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該清楚，只需要將方法流程用上述幾種硬件描述語言稍作邏輯編程并編程到集成電路中，就可以很容易得到實現(xiàn)該邏輯方法流程的硬件電路。

本領(lǐng)域技術(shù)人員也知道，除了以純計算機可讀程序代碼方式實現(xiàn)控制器以外，完全可以通過將方法步驟進行邏輯編程來使得控制器以邏輯門、開關(guān)、專用集成電路、可編程邏輯控制器和嵌入微控制器等的形式來實現(xiàn)相同功能。因此這種控制器可以被認為是一種硬件部件，而對其內(nèi)包括的用于實現(xiàn)各種功能的裝置也可以視為硬件部件內(nèi)的結(jié)構(gòu)?；蛘呱踔?，可以將用于實現(xiàn)各種功能的裝置視為既可以是實現(xiàn)方法的軟件模塊又可以是硬件部件內(nèi)的結(jié)構(gòu)。

上述實施例闡明的系統(tǒng)、裝置、模塊或單元，具體可以由計算機芯片或?qū)嶓w實現(xiàn)，或者由具有某種功能的產(chǎn)品來實現(xiàn)。

為了描述的方便，描述以上裝置時以功能分為各種單元分別描述。當(dāng)然，在實施本申請時可以把各單元的功能在同一個或多個軟件和/或硬件中實現(xiàn)。

通過以上的實施方式的描述可知，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本申請可借助軟件加必需的通用硬件平臺的方式來實現(xiàn)。基于這樣的理解，本申請的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機軟件產(chǎn)品可以存儲在存儲介質(zhì)中，如rom/ram、磁碟、光盤等，包括若干指令用以使得一臺計算機設(shè)備(可以是個人計算機，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本申請各個實施例或者實施例的某些部分所述的方法。

本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。尤其，對于系統(tǒng)實施例而言，由于其基本相似于方法實施例，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法實施例的部分說明即可。

本申請可用于眾多通用或?qū)Ｓ玫挠嬎銠C系統(tǒng)環(huán)境或配置中。例如：個人計算機、服務(wù)器計算機、手持設(shè)備或便攜式設(shè)備、平板型設(shè)備、多處理器系統(tǒng)、基于微處理器的系統(tǒng)、置頂盒、可編程的消費電子設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)pc、小型計算機、大型計算機、包括以上任何系統(tǒng)或設(shè)備的分布式計算環(huán)境等等。

本申請可以在由計算機執(zhí)行的計算機可執(zhí)行指令的一般上下文中描述，例如程序模塊。一般地，程序模塊包括執(zhí)行特定任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)特定抽象數(shù)據(jù)類型的例程、程序、對象、組件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等等。也可以在分布式計算環(huán)境中實踐本申請，在這些分布式計算環(huán)境中，由通過通信網(wǎng)絡(luò)而被連接的遠程處理設(shè)備來執(zhí)行任務(wù)。在分布式計算環(huán)境中，程序模塊可以位于包括存儲設(shè)備在內(nèi)的本地和遠程計算機存儲介質(zhì)中。

雖然通過實施例描繪了本申請，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員知道，本申請有許多變形和變化而不脫離本申請的精神，希望所附的權(quán)利要求包括這些變形和變化而不脫離本申請的精神。