CN104880728A - 一种用于宽带扫描的质量控制的方法以及相关装置 - Google Patents

一种用于宽带扫描的质量控制的方法以及相关装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于宽带扫描的质量控制的方法以及相关装置，提供一种用于确定与由震源提供的能量对应的质量控制量的方法以及相关装置。所述方法包含：确定由所述震源引起的导频信号的包络线；测量由所述震源提供的所述能量的源信号；使用所述所确定的包络线将所述导频信号和所述源信号标准化；以及在处理器中使用所述标准化导频信号和所述标准化源信号确定所述质量控制量。经配置以实施所述方法的控制机构包含：存储装置，所述存储装置保持由所述震源引起的导频信号的数据；以及处理器，所述处理器连接到所述存储装置上并且经配置以执行方法步骤。此外，提供一种具有用以执行所述方法的步骤的指令的计算机可读媒体。

Description

一种用于宽带扫描的质量控制的方法以及相关装置
技术领域
本文所揭示的标的物的实施例通常涉及用于地震勘测的数据处理，且更确切地说，涉及相对于由震源提供的能量的质量控制数据处理。
背景技术
地震勘探涉及勘测地下地质构造，例如，以将烃沉积物定位于地下储层中。勘测通常涉及将震源和地震传感器部署在预定位置处。源产生地震波，所述地震波传播到地质构造中。地层的地下特征改变伴随的地震波的传播方向或其他特性。
在反射地震学中，地震传感器检测地震波从地下特征或特征之间的界面的反射。引起地震波的反射的特征的深度和水平位置通过测量地震波从震源行进到地震传感器所花费的时间来进行估计。一些地震传感器对压力变化敏感(例如，水听器)，并且其他地震传感器对粒子运动敏感(例如，地震检波器、加速计)。传感器产生检测到的反射地震波的地震数据。地震数据的分析随后可以指示烃沉积物的可能位置是否存在。
一种类型的震源是脉冲能量源，例如，用于陆地勘测的炸药或用于海洋勘测的海洋气枪。脉冲能量源产生在相对较短时间段内注入到土地中的相对大量的能量。另一种类型的震源是与“可控震源”勘测结合使用的地震振动器。对于在陆地上进行的地震勘测，地震振动器以比由脉冲能量源产生的信号相对低的能级将地震波传递到土地中。然而，由地震振动器产生的能量持续相对更长的时间段。
用于地震振动器的激励模式在本文中被称作“导频信号”，并且通常在地震勘测开始前进行设计。导频信号经调谐(例如，在持续时间和带宽中)用于所勘测区域中的振动器和土地的特定预测特征(例如，水分含量)。然而，在勘测点处的土地可以不具有那些特征。实际特征与预测特征之间的差异可能会降低勘测数据的精度或有效性。由于勘测可能非常耗时，因此存在确定所收集的数据是否足够精确的勘测进展的需要。这被称作“质量控制”或“QC”。例如，需要比较地面力(由源施加到地面上的力)与导频信号之间，或一般来说表示源的动作的源信号与导频信号之间的失真、相位和基本振幅。此外，与先前扫描的8Hz至80Hz范围相比，可控震源技术的最新进展允许以下至1Hz且上至300Hz的频率设计可控震源扫描。需要一种能够以允许可以由所属领域人员容易地解释的结果的方式在此频率范围内分析地面力的改进的QC。还需要一种在低频上升和高频下降期间可用的QC。
2011年7月28日公开的刘等人的第2011/0182143号美国专利申请公开案(其全部内容以引用的方式并入本文中)描述了传统的地震数据质量控制涉及出于根据剩余迹线分类有噪声的或微弱的地震道的目的，将线性回归分析应用于地震数据。在迹线振幅与传感器偏移中确定线性趋势。线性趋势用于展示原始发射聚集的地球物理学趋势并且允许基于此趋势将迹线判定为微弱的或有噪声的。以此方式，出于构造滤波器以挡阻超出这些阈值之外的有噪声的和微弱的迹线，阈值可以构造为在所确定趋势的上方和下方。然而，此方案本身可以产生在所属领域中难以解释的噪声数据。其他方案涉及在每个信号的对应0.5s窗中将地面力信号与导频信号相比较。还参考2000年11月14日发布的霍克(Houck)等人的第6,148,264号美国专利，该专利的全部内容以引用方式并入本文中。
然而，所有这些方法不都会在低频和高频下产生良好的质量QC数据。因此，持续需要分析由震源提供的能量以在勘测期间确定数据是否精确的方法。
发明内容
根据实施例，存在一种确定与由震源提供的能量对应的质量控制量的方法，所述方法包括：确定由震源引起的导频信号(DF(t))的包络线；测量由震源提供的能量的源信号；使用所确定的包络线将导频信号(DF(t))和源信号标准化；以及在处理器中使用标准化导频信号和标准化源信号确定质量控制量。
根据另一实施例，存在一种具有所存储的计算机程序指令的有形的非暂时性计算机可读媒体，当由处理器执行时，所述有形的非暂时性计算机可读媒体使处理器能够执行确定与由震源提供的能量对应的质量控制量的方法，所述方法包括：确定由震源引起的导频信号(DF(t))的包络线；测量由震源提供的能量的源信号；使用所确定的包络线将导频信号(DF(t))和源信号标准化；以及使用标准化导频信号和标准化源信号确定质量控制量。
根据又另一实施例，存在一种经配置以实施用于确定与由震源提供的能量对应的质量控制量的方法的控制机构，所述机构包括：存储装置，所述存储装置保持由震源引起的导频信号(DF(t))的数据；以及处理器，所述处理器连接到所述存储装置上并且经配置以：使用所存储的数据确定导频信号(DF(t))的包络线；测量由震源提供的能量的源信号；使用所确定的包络线将导频信号(DF(t))和源信号标准化；以及使用标准化导频信号和标准化源信号确定质量控制量。
附图说明
为了更完整地理解本发明，现结合附图参考以下描述，在附图中：
图1是根据实施例的可控震源采集系统的示意图；
图2是根据实施例的用于确定与由震源提供的能量对应的质量控制量的方法的流程图；
图3是示例性导频信号的曲线图；
图4是图3的示例性导频信号的示例性包络线的曲线图；
图5是示例性的所估计的或所测量的地面力信号的曲线图；
图6是根据图3中示出的示例性导频信号计算出的示例性标准化导频信号的曲线图；
图7是使用图4中示出的包络线根据图5中示出的示例性地面力信号计算出的示例性标准化地面力信号的曲线图；
图8示出其中质量控制量是振幅差的质量控制曲线图的实例；
图9示出其中质量控制量是相位差的质量控制曲线图的实例；
图10示出其中质量控制量是失真的质量控制曲线图的实例；
图11示出其中质量控制量是振幅差的质量控制曲线图的另一实例；以及
图12是示出控制机构的组件以及相关组件的高级图表。
具体实施方式
示例性实施例的以下描述参照附图。在不同附图中，相同参考标号表示相同或类似的元件。以下详细描述并不限制本发明。为简单起见，关于地表地震勘测装置的术语和结构论述以下实施例。然而，论述的实施例不限于该配置，而是可以用于其他类型的地震勘测中，例如，拖曳式海洋勘测系统或海床缆线勘测系统。
说明书通篇引用“一个实施例”或“实施例”意味着结合实施例描述的特定特性、结构或特征包含在所揭示的标的物的至少一个实施例中。因此，术语“在一个实施例中”或“在实施例中”在说明书各处的出现并不一定需要指代相同实施例。另外，在一个或多个实施例中，特定特性、结构或特征可以任何合适方式组合。
在此描述中，以将通常实施为软件程序的术语描述一些实施例。所属领域的技术人员将容易地认识到，此类软件的等效物还可以构造在硬件、固件、微码或这些与彼此或与软件的组合中。假定本文中描述所述系统和方法，则在本文中未具体示出、提出或描述的可用于实施任何实施例的软件是常规的且在所属领域的普通技术人员所认识的范畴内。
图1示出根据一些实施例的用于进行地震勘测的示例性基于陆地的可控震源采集系统8。应注意，本文中所揭示的实施例同样适用于陆地或海洋振动源。系统8包含多个震源10，所述震源中的一者在图1中描绘。震源10可以安装在卡车17或允许震源10的移动的其他装置上。系统8包含位于表面的地震检波器，例如，D1、D2、D3和D4以及数据采集系统14。在海洋勘测中，震源10可以拖曳在船的后方，并且拖曳在等浮电缆上的水听器可以用于D1、D2、D3和D4来代替地震检波器。在整个本发明中，术语“目标”是指震源10将能量传递到其中的地面、水或其他大体积物质。在示出的实例中，震源10包含地震振动器96，所述地震振动器包含振动元件11和底板12。
地震振动器96还包含致动器97(作为实例，液压或电磁致动器)，所述致动器响应于导频信号(在图1中表示为“DF(t)”)驱动振动元件11，以产生地震波15。振动元件11耦合到与地表16接触的底板12上，因此来自振动元件11的能量耦合到地球上以产生地震波15。
地震振动器96可以包含感测装置13，所述感测装置具有传感器(例如，加速计)以测量底板12的运动。感测装置13可以安装或固定到底板12上。所测量到的底板12的运动可以用于确定地面力，如下文所论述。
在一个实例中，振动元件11包含在由DF(t)导频信号控制的频率和振幅下振荡的反应物质。DF(t)信号的频率设定反应物质的振荡频率，并且一般来说振荡的振幅由DF(t)信号的量值控制。DF(t)信号可以(例如)是正弦曲线，其振幅和频率随时间变化，使得致动器97产生“扫描”，即在扫描期间在相应时间下包含多个频率的致动事件。在产生扫描的过程中，DF(t)信号的频率可以在频率范围内(例如，有时一个频率)转变(并且因此反应物质的振荡频率可以转变)。在按照经设计的振幅-时间包络线产生扫描的过程中，DF(t)信号的振幅可以线性地或非线性地变化。下文参考图3论述示例性扫描导频信号。
地下阻抗Im1与Im2之间的界面18在点I1、I2、I3和I4处反射地震波15，以产生分别由地震检波器D1、D2、D3和D4检测到的经反射地震波19。数据采集系统14收集由地震检波器D1、D2、D3和D4采集到的原始地震数据。原始地震数据可以经处理以产生关于地下反射器以及地下地层的物理特性的信息。
所图示的系统在表面上使用源和传感器。在其他实施例中，震源10和地震传感器，例如，地震检波器D0、D1、D2、D3、D4可以安置在井眼(“钻孔”)中，或者它们可以刚好埋在表面16下方。地震传感器可以经配置以记录由通过井眼安置或浅埋的震源10(例如，地震振动器96)注入的能量产生的测量值。
通过地震检波器D1、D2、D3和D4测量到的地震数据表示在那些原始地震波15遇到地下特征(例如，Im1至Im2边界)时所述原始地震波从震源10的变换。为了有效地推断地下特征的位置和性质，优选的是了解地震波15以及经反射地震波19的特征。如上所述，震源10处的地面特征可能总是与预测特征不匹配。出于这个以及其他原因，需要确定表示传递到土地或其他目标中的能量的质量控制数据。质量控制数据可以包含一个或多个质量控制量，例如，相位差或失真值。
图2示出说明用于确定与由震源提供的能量对应的质量控制量的示例性方法的流程图。步骤可以以任何顺序执行，除了另外指定时，或来自较早步骤的数据用于随后步骤中时。在各种实例中，处理以步骤210开始，或如下文所论述以步骤205开始。为了说明的清楚起见，本文中参考可以在示例性方法的步骤中执行或参与所述步骤的图1和12中示出的各种组件。然而应注意，可以使用其他组件；也就是说，图2中示出的示例性方法并不限于由所识别的组件执行。此外，下文参考图3至10描述所述方法的步骤的实例。
在各种实施例中，震源包含振动器，例如，振动元件11(图1)以及相关组件。所述方法进一步包含在测量步骤220之前的步骤205。步骤205和210中的任一者可以在另一者之前执行。
在步骤205中，在各种实施例中，使用震源10，例如，通过振动元件11(所有都在图1中)驱动的底板12将对应于导频信号的能量提供到目标(例如，土地或水)。步骤205可以在步骤210之前或在步骤210之后，或被省略。
在步骤210中，确定由震源10引起的导频信号的包络线。图1中示例性导频信号表示为DF(t)。导频信号在选定时间跨度内延伸，并且包络线包含表示在跨度中的各个时间处(例如，每500μs)的导频信号的振幅的值。导频信号可以是(例如)用于地震振动器96(图1)的驱动信号。如下文论述，图4示出导频信号的示例性包络线。包络线可以通过(例如)连接导频信号的本地最大值、窗宽窗位调整导频信号以及采用每个窗中的最高值，或使用在数学领域中已知的其他技术来确定。在不需要终端用户输入的情况下可以自动地确定包络线。这样可以使使用标准化数据的QC过程(如下文所论述)对最终用户(例如，可控震源操作员)透明的。在整个本发明中，参考导频信号的正(最少负)范围论述包络线。然而，还可以使用负(最少正)包络线。
在步骤220中，测量通过震源提供的能量的源信号。源信号的实例是如上文所述的地面力信号。这种测量可以使用来自感测装置13的数据直接地完成或使用来自地震检波器D0或地震检波器D1、D2、D3或D4(所有都在图1中)中的一者或多者的数据间接地完成。
在一些实施例中，使用地震振动器96(图1)，感测装置13提供底板12(图1)的加速度数据。底板12的质量是已知的，例如，存储于数据存储系统1240(图12)中。一般来说，力是质量和加速度的乘积。可以使用已知的质量和测量到的加速度作为由底板和反应物质产生的力的质量加权和来确定地面力(例如，下行力)。具体来说，在这些实施例中，测量步骤220可以包含随时间测量地震振动器96的加速度以及使用测量到的加速度估计源信号(例如，地面力信号)。地面力GF可以计算为：
GF＝massRM×accRM+massBP×accBP
对于反应物质RM和底板BP。
在一些实施例中，使用地震振动器96，估计步骤220包含测量步骤222。使用传感器，例如，D0(图1)测量源信号(例如，地面力信号)。D0安置在震源10(例如，具有地震振动器96)附近。图1中的虚线箭头表示通过行进到待测量的传感器D0的底板12施加的地面力。这允许测量地震振动器96的输出地面力或其近似值。传感器可以是(例如)位于表面的或钻孔地震检波器或水听器。
在步骤230中，使用所确定的导频信号的包络线将导频信号和源信号标准化。这可以通过(例如)根据所确定的包络线划分导频信号以及根据所确定的包络线划分源信号来完成。下文参考图6和7论述实例。
在步骤240中，在处理器1286(图12)中，使用标准化导频信号和标准化源信号确定质量控制量。如下文论述，步骤240可以包含步骤242和244。步骤250可以紧接着步骤240。
在步骤250中，所确定的质量控制量的视觉表示使用处理器1286自动地呈现在显示器1235(图12)上。如下文论述，视觉表示可以是数据曲线图，例如，图8至10中示出的那些数据曲线图。例如，可以经由图形数据分析软件(例如，MATLAB)呈现视觉表示。
图3至10示出(例如)使用上文参考图2所述的步骤的质量控制数据和分析的实例。这些曲线图对应于包含在30s的时间期间从1Hz至180Hz的频率扫描的示例性导频信号。扫描包含振幅从1Hz至6Hz的上升以及振幅从100Hz至180Hz的下降。
图3是示例性的导频信号(“扫描”)的曲线图。横坐标是时间(秒)且纵坐标是振幅(任意单位)。导频信号的频率从极低频开始随时间增加，例如，在5s前约1Hz。步骤205(图2)可以包含将能量提供到与所说明的导频信号对应的目标。
图4是图3中示出的示例性导频信号的示例性包络线的曲线图。横坐标是时间(秒)且纵坐标是峰值振幅(任意单位)。包络线基本上包封导频信号的正值，并且表示导频信号的振幅而不是其频率。步骤210(图2)可以包含确定此包络线。
图5是示例性的所估计的或所测量的地面力信号的曲线图。横坐标是时间(秒)且纵坐标是振幅(任意单位)。可以看出，地面力信号类似于图3中示出的导频信号，但与所述导频信号不相同。由于震源10(图1)中的地面特征变化(如上文所论述)或非理想状态，因此地面力信号或其他源信号可以不同于导频信号。步骤220可以包含估计此信号，或步骤222可以包含测量此信号(都在图2中)。
图6是根据图3中示出的示例性导频信号计算出的示例性标准化导频信号的曲线图。横坐标是时间(秒)且纵坐标是峰值振幅(任意单位)。图3中的导频信号的每个数据点通过当时包络线(图4)的值划分，以提供标准化导频信号(图6)的对应数据点。可以看出，标准化信号各处具有1.0的峰值振幅(2.0的峰间值振幅)。这是因为导频信号用于确定包络线。这是常见情况，但是用于计算包络线的一些技术可以产生展示±1的较小偏差的标准化导频信号。一般来说，标准化导频信号具有基本上恒定的振幅。步骤230(图2)可以包含产生这种标准化导频信号。
图7是使用图4中示出的包络线根据图5中示出的示例性地面力信号计算出的示例性标准化地面力信号的曲线图。横坐标是时间(秒)且纵坐标是峰值振幅(任意单位)。步骤230(图2)可以包含产生这种标准化地面力信号。可以看出，标准化地面力信号包含导频信号的低频部分中的比导频信号的较高频部分中相对较高的值(小于约12s)。用导频信号的包络线将地面力信号标准化有利地允许更容易地确定地面力信号如何与导频信号具有低振幅的区域中的导频信号相关。
可以以各种方式产生或处理标准化地面力信号(图7)或其他源信号。在一实施例中，可以针对特定的频率范围产生标准化源信号。在另一实施例中，可以以窗口化方式处理标准化源信号。
在针对特定的频率范围生产标准化地面力信号或源信号的实施例中，导频信号在频率范围内由能量引起。返回参考图2，确定量步骤240可以包含步骤242和244。
在步骤242中，选择由标准化导频信号和标准化源信号引起的数据的相应子集。每一子集对应于小于整个频率范围的子范围。在各种实施例中，频率范围包含范围1Hz至150Hz并且子范围包含范围1Hz至30Hz和/或范围100Hz至150Hz。
在步骤244中，使用选定的相应子集确定质量控制量。在子集范围外，可以使用非标准化质量控制分析。
在以窗口化方式处理标准化源信号的实施例中，确定量步骤240(图2)包含确定标准化源信号和标准化导频信号的多个窗中的每一者的质量控制量的相应值，所述窗表征为选定窗长度。选定窗长度可以是(例如)0.5s、1.0s或至少一秒或两秒，或大于两秒。在这些实施例中，质量控制量值可以根据时间绘制用于由进行地震勘测的现场工作人员进行即用观测和解释。此类曲线图在本文中被称作“质量控制曲线图”。还可以(例如)通过统计分析自动地处理质量控制量值。
图8示出质量控制曲线图的实例，其中质量控制量是标准化源信号的基本频率分量相对于标准化导频信号的基本频率分量的随时间(横坐标，以秒为单位)变化的相对振幅(纵坐标，用％表示)。优选的地面力在整个完整扫描中处于导频信号的100％振幅处。迹线810表示标准化导频，所述标准化导频如上所述具有基本上恒定的振幅。迹线810在70％处达到最高点，因为70％是此非限制性实例中的目标驱动水平。也就是说，在此实例中，导频意欲驱动振动器能够发出的力的至多70％。还可以使用其他目标驱动值。迹线820和830示出用于非标准化地面力信号的质量控制值的比较实例。迹线820对应于0.5s的窗长度并且迹线830对应于1s的窗长度。对于比较，迹线840示出非标准化导频。可以看出，尤其在约8s之前，勘测人员可能难以视觉分析非标准化导频(迹线840)与非标准化测量数据(迹线820、830)之间的差。
迹线850示出具有1s的窗长度的标准化地面力数据。比较迹线850和810，现场工作人员可以容易地确定地面力高于在扫描的约前12s期间既定的地面力，并且低于在扫描的约最后10s期间既定的地面力。使用标准化地面力数据有利地向勘测人员提供关于震源能量(地震波15，图1)的质量的更容易了解的信息。曲线850提供在扫描中的频率范围内的QC信息，包含在低频上升(<～12s)和高频下降(>～17s)期间。
图9示出质量控制曲线图的实例，其中质量控制量是在标准化导频信号与标准化地面力信号之间的随时间(横坐标，以秒为单位)变化的相位差(纵坐标，用度表示)。整个完整扫描中，理想相位是0度。迹线920示出具有0.5s的窗长度的非标准化数据。可以看出，此迹线在低频中很吵(在此扫描中至多约10s)。现场工作人员可能难以确定此噪音是否由于测量、计算误差或(例如)正勘测的地面的特性引起的，并且因此确定是否应响应于所述噪音采取校正动作。迹线930示出具有1s的窗长度的非标准化数据。所述噪音显著减小。迹线940示出具有1s的窗长度的标准化数据。与迹线930相比，所述噪音进一步减小。
图10示出质量控制曲线图的实例，其中质量控制量是指示标准化导频信号与标准化地面力信号之间的差的随时间(横坐标，以秒为单位)变化的失真(纵坐标，用％表示)。在整个完整扫描中，理想失真是0％。迹线1020对应于非标准化数据以及0.5s的窗长度，迹线1030对应于非标准化数据以及1s的窗长度，并且迹线1040对应于标准化数据以及1s的窗长度。如在图9中，噪音或计算误差从迹线1020到迹线1030减小，并且从迹线1030到迹线1040进一步减小。将数据标准化有利地提供减小的噪音以及更容易可比较的结果。
表1示出用于平均和峰值基本振幅(图8)、相位(图9)和失真(图10)的数据(任意单位)。示出用于非标准化QC过程的比较值。还示出本文所描述的用于标准化QC过程的创造性值。如表1示出，平均值和峰值用于标准化(创造性的)QC比用于比较QC更靠近一起。这表明使用标准化数据会减小噪音或计算误差。减小的噪音或误差允许现场工作人员更容易地确定是否应响应于QC数据采取动作。
表1
图11示出质量控制曲线图的另一实例，其中质量控制量是振幅差。此曲线图并不对应于图3至10的导频信号。迹线1110表示标准化导频，所述标准化导频如上所述具有基本上恒定的振幅。在此非限制性实例中，80％是目标驱动水平。迹线1130示出用于非标准化地面力信号的质量控制值，具体来说，相对的地面力基本频率振幅的对比实例。对于比较，迹线1140示出非标准化导频。可以看出，尤其在约2s与约6s之间，勘测人员可能难以视觉分析非标准化导频(迹线1140)与非标准化测量数据(迹线1130)之间的差。
迹线1150示出标准化地面力数据。比较迹线1150和1110，现场工作人员可以容易地确定地面力高于在约4s与约6s之间既定的地面力，并且低于在扫描的其他部分期间既定的地面力。
图12是示出经配置以实施用于确定与由震源提供的能量对应的质量控制量的方法且执行本文所描述的其他功能的控制机构的组件以及相关组件的高级图表。所述系统包含处理器1286、外围系统1220、用户接口系统1230以及数据存储系统1240。外围系统1220、用户接口系统1230以及数据存储系统1240以通信方式连接(例如，有线或无线地)到处理器1286上。如下文所论述，处理器1286可以以通信方式连接到网络1250(以幻线示出)上，例如，因特网。装置10、11、13和96(所有都在图1中)可以各自包含系统1286、1220、1230、1240中的一者或多者，并且可以各自连接到一个或多个网络1250上。处理器1286以及本文所描述的其他处理装置可以各自包含一个或多个微处理器、微控制器、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑装置(PLD)、可编程逻辑阵列(PLA)、可编程阵列逻辑装置(PAL)或数字信号处理器(DSP)。处理器1286可以实施本文所描述的各种实施例的过程。例如外围系统1220、用户接口系统1230以及数据存储系统1240的子系统与处理器1286分开示出，但是可以完全或部分存储在处理器1286内。
数据存储系统1240可以包含经配置以存储信息的一个或多个处理器可接入的存储器或者以通信方式与所述一个或多个处理器可接入的存储器连接。在各种实施例中，数据存储系统1240包含保持由震源引起的导频信号的数据的存储装置。处理器可接入的存储器可以(例如)在分布式系统的底盘内或作为分布式系统的一部分。示例性处理器可接入的存储器包含但不限于：寄存器、软性磁盘、硬盘、胶带、条形码、光盘、DVD、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM、EEPROM或闪存)以及随机存取存储器(RAM)。
在实例中，数据存储系统1240包含代码存储器1241(例如，RAM)以及磁盘1243(例如，硬盘驱动器等的有形的计算机可读旋转存储装置)计算机程序指令被从磁盘1243读取到代码存储器1241中。处理器1286随后执行加载到代码存储器1241中的计算机程序指令的一个或多个序列，因此执行本文所描述的过程步骤。以此方式，处理器1286执行计算机实施的过程。例如，本文所描述的方法的步骤、本文中的流程图说明(例如，图2)或框图的块以及那些的组合可以由计算机程序指令实施。在一些实施例中，代码存储器1241还可以存储数据。
具体来说，在各种实施例中，处理器1286经配置以使用来自数据存储系统1240中的存储装置的存储数据确定导频信号的包络线(例如，每步骤210，图2)；测量由震源提供的能量的地面力信号或其他源信号(例如，每步骤220，图2)；使用所确定的包络线将导频信号和源信号标准化(例如，每步骤230，图2)；以及使用标准化导频信号和标准化源信号确定质量控制量(例如，每步骤240，图2)。控制机构还可以包含具有地震振动器96(都在图1中)的震源10。处理器1286可以经配置以使震源10能够(例如)通过经由外围系统1220提供DF(t)导频信号将与导频信号的所存储的数据对应的能量施加到目标(例如，地表16或海洋水)上。
外围系统1220可以包含经配置以将数据提供到处理器1286的一个或多个装置。例如，外围系统1220可以从感测装置13或地震检波器D0、D1、D2、D3或D4接收数据。在从以通信方式连接到外围系统1220上的装置接收数据之后，处理器1286可以将此类数据存储在数据存储系统1240中。在各种实施例中，控制系统包含经配置以测量地震振动器96或目标的感测装置13。处理器1286可以经配置以从感测装置13接收数据并且使用接收到的数据估计源信号。
如上所述，在各种实施例中，地震振动器96包含经配置以将能量传输到目标的底板12，并且感测装置13包含安装到底板12上且经配置以提供底板12的加速度数据的加速计。在各种实施例中，感测装置D0布置为与地震振动器96间隔开且接近地震振动器96并且经配置以测量通过地震振动器96施加到目标上的力。感测装置D0可以取决于震源是海洋源还是陆地源而包含地震检波器或水听器。
用户接口系统1230可以包含鼠标、键盘、另一计算机(例如，经由网络或类调制解调器电缆连接)，或任何装置或数据从其输入到处理器1286的装置的组合。用户接口系统1230还可以包含显示器1235、处理器可接入的存储器、或任何装置或数据通过处理器1286所输出到的装置的组合。用户接口系统1230和数据存储系统1240可以共用处理器可接入的存储器。在各种实施例中，处理器1286进一步经配置以将所确定的质量控制量(例如，质量控制曲线图)的视觉表示呈现在显示器1235上。
在各种实施例中，处理器1286经由通信接口1215(两者以幻线示出)连接到网络1250上。例如，通信接口1215可以包含综合业务数字网(ISDN)终端适配器或调制解调器，用以经由电话线传送数据；网络接口，用以经由局域网(LAN)(例如，以太网LAN)或广域网(WAN)传送数据；或无线电，用以经由无线链路(例如，WIFI或GSM)传送数据。通信接口1215将携载表示不同类型的信息的数字或模拟数据流的电气、电磁或光信号发送到网络1250以及从网络1250接收所述电气、电磁或光信号。通信接口1215可以经由交换器、网关、集线器、路由器或其他网络装置连接到网络1250上。
处理器1286可以通过网络1250和通信接口1215发送消息并且接收包含程序代码的数据。例如，服务器(未示出)可以将用于应用程序(例如，JAVA小程序)的请求代码存储于服务器所连接到的有形的非易失性计算机可读存储媒体上。服务器可以从媒体检索代码并且通过网络1250将所述代码传输到通信接口1215。接收到的代码可以由处理器1286执行，因为所述代码被接收或存储于数据存储系统1240中用于随后的执行。
本文中的各种实施例包含具有存储于有形的非暂时性计算机可读媒体上的计算机程序指令的计算机程序产品，例如，磁盘1243。此种媒体可以(例如)通过按压CD-ROM或将磁盘映像写入到硬盘驱动器而制造为对此类物品是常规的。当存储的指令由处理器1286执行时，那些指令使处理器1286能够执行此处各种实施例的功能、动作或操作步骤。所存储的指令可以(例如)完全在处理器1286上、部分在处理器1286上以及部分在连接到网络1250上的远程计算机(未示出)上，或完全在远程计算机上执行。
在一实例中，所存储的指令使处理器1286能够执行确定与由震源提供的能量对应的质量控制量的方法。所述方法包括：确定由震源引起的导频信号的包络线(例如，每步骤220，图2)；测量由震源提供的能量的地面力信号或其他源信号(例如，每步骤220，图2)；使用所确定的包络线将导频信号和源信号标准化(例如，每步骤230，图2)；以及使用标准化导频信号和标准化源信号确定质量控制量(例如，每步骤240，图2)。
在各种实施例中，计算机可读媒体进一步包含表示选定的窗长度的所存储数据。所述方法的确定量步骤包含确定标准化源信号和标准化导频信号的多个窗中的每一者的质量控制量的数据值，所述窗表征为选定的窗长度。上文参考步骤240论述所述步骤(图2)。选定的窗长度可以是至少一秒。此外，所述方法可以进一步包括：使用处理器1286自动地将所确定的质量控制量的视觉表示呈现在显示器1235上(例如，每步骤250，图2)。
所揭示的示例性实施例提供处理质量控制数据的方法。应理解，此描述并非意图限制本发明。相反，示例性实施例意图涵盖包含在本发明的精神和范围中的替代方案、修改和等效物。另外，在示例性实施例的详细描述中，阐述了许多特定细节以便提供对所要求的发明的全面理解。然而，所属领域的技术人员应理解各个实施例可以在无需此类具体细节的情况下实践。
虽然本发明的示例性实施例的特征和元件是在特定组合的实施例中描述的，但是每个特性或元件可以单独使用，无需所述实施例的其它特征和元件，或者可以按需要或无需本文所揭示的其他特征和元件的各种组合来使用。
此书面描述使用了所揭示的标的物的实例以使得所属领域的技术人员能够实践本发明，包含制作和使用任何装置或者系统并且执行任何并入方法。标的物的可获专利范围可以包含所属领域的技术人员所想到的其他实例。此类其他实例意图涵盖在权利要求书的范围内的。

Claims (20)

1.一种确定与由震源提供的能量对应的质量控制量的方法，所述方法包括：
确定由所述震源引起的导频信号的包络线；
测量由所述震源提供的所述能量的源信号；
使用所述确定的包络线将所述导频信号和所述源信号标准化；以及
在处理器中，使用所述标准化的导频信号和所述标准化的源信号确定所述质量控制量。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述质量控制量是所述标准化的导频信号与所述标准化的源信号之间的随时间变化的相位差。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述质量控制量是所述标准化的源信号的基本频率分量相对于所述标准化的导频信号的基本频率分量的随时间变化的相对振幅。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述质量控制量是指示所述标准化的导频信号与所述标准化的源信号之间的随时间变化的差异的失真。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述确定量步骤包含确定所述标准化的源信号和所述标准化的导频信号的多个窗中的每一者的所述质量控制量的相应值，所述窗表征为选定的窗长度。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述选定的窗长度是至少一秒。
7.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述震源包含振动器；
所述方法进一步包含在所述测量步骤之前，使用所述震源将所述能量提供到目标，即，与所述导频信号(DF(t))对应的所述能量；以及
所述测量步骤包含使用传感器测量所述源信号。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述震源包含振动器，并且所述测量步骤包含测量所述振动器随时间的加速度以及使用所述测量到的加速度估计所述源信号。
9.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含使用所述处理器自动地将所述确定的质量控制量的视觉表示呈现在显示器上。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述震源是海洋源。
11.一种具有所存储的计算机程序指令的有形的非暂时性计算机可读媒体，当由处理器执行时，所述计算机程序指令使所述处理器能够执行确定与由震源提供的能量对应的质量控制量的方法，所述方法包括：
确定由所述震源引起的导频信号的包络线；
测量由所述震源提供的所述能量的源信号；
使用所述确定的包络线将所述导频信号和所述源信号标准化；以及
使用所述标准化的导频信号和所述标准化的源信号确定所述质量控制量。
12.根据权利要求11所述的计算机可读媒体，其进一步包含表示选定的窗长度的所存储数据，其中所述方法的所述确定量步骤包含确定所述标准化的源信号和所述标准化的导频信号的多个窗中的每一者的所述质量控制量的数据值，所述窗表征为所述选定的窗长度。
13.根据权利要求12所述的计算机可读媒体，其中所述选定的窗长度是至少一秒。
14.根据权利要求11所述的计算机可读媒体，其中所述方法进一步包括使用所述处理器将所述确定的质量控制量的视觉表示自动地呈现在显示器上。
15.一种经配置以实施用于确定与由震源提供的能量对应的质量控制量的方法的控制机构，所述机构包括：
存储装置，所述存储装置保持由所述震源引起的导频信号的数据；以及
处理器，所述处理器连接到所述存储装置上并且经配置以：
使用所存储数据确定所述导频信号的包络线；
测量由所述震源提供的所述能量的源信号，
使用所述确定的包络线将所述导频信号和所述源信号标准化，以及
使用所述标准化的导频信号和所述标准化的源信号确定所述质量控制量。
16.根据权利要求15所述的控制机构，其进一步包含具有地震振动器的所述震源，其中所述处理器进一步经配置以使所述震源能够将与所述导频信号的所存储数据对应的所述能量施加到目标上。
17.根据权利要求16所述的控制机构，其进一步包含经配置以测量所述地震振动器或所述目标的感测装置，其中所述处理器进一步经配置以从所述感测装置接收数据并且使用所述接收到的数据估计所述源信号。
18.根据权利要求17所述的控制机构，其中所述地震振动器包含经配置以将所述能量传输到所述目标的底板，并且所述感测装置包含安装到所述底板上并且经配置以提供所述底板的加速度数据的加速计。
19.根据权利要求17所述的控制机构，其中所述感测装置布置为与所述地震振动器间隔开且接近所述地震振动器并且经配置以测量通过所述地震振动器施加到所述目标上的力。
20.根据权利要求15所述的控制机构，其进一步包含显示器，其中所述处理器进一步经配置以将所述确定的质量控制量的视觉表示呈现在所述显示器上。
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