CN112415593A - 一种检波方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种检波方法，包括以下步骤：步骤S1:在指定坐标设置震源和主传感器R₁；步骤S2：在震源和主传感器R₁的连线上设置辅传感器R₂；步骤S3：震源激发振动波，采集主传感器R₁和辅传感器R₂捕获的两个震动信号记录，并通过相关分析获得两个震动信号记录直达横波和表面波到达的时间差；步骤S41：以主传感器R₁为参照，对辅传感器R₂所记录的直达横波和表面波到达的时间差进行静校正；步骤S42：以主传感器R₁为参照，对辅传感器R₂所记录的直达横波和表面波的振幅进行振幅补偿；步骤S5:将辅传感器R₂处理后的记录数值进行反相，并与主传感器R₁的记录数值进行叠加，获得主传感器R₁坐标点上的表面波和直达横波消除后的震动信号记录。

Description

一种检波方法

技术领域

本发明涉及浅层地震勘探、油气和矿产资源地震勘探、超声波检测等地球物理勘探和无损检测领域，特别是涉及一种检波方法。

背景技术

地壳油气藏勘探离不开地震勘探，目前大于1Km的深部矿产普查与勘探也在地震勘探技术方法上做文章；在解决工程地质问题时，浅层工程地震勘探能够提供介质波速或波阻抗信息，直接关联介质结构的力学参数，具有广阔的应用前景；超声波检测广泛应用的金属结构、混凝土结构(如公路、桥梁等)的无损检测中，具有其它检测手段不可替代的优势。但诸如此类以机械波或振动波为媒介的检测或探测手段，都面对直达横波和表面波波组难以压制或消除的困境。尽管在地球物理专业上有很多的数值分析计算算法，比如频率域滤波、频率-波数域滤波、拉东变换等等，以期最大限度地压制直达横波和表面波，但这些基于数值的后延算法都效果有限，不具备普适的推广意义；在实践中有时不得不舍弃可能有用的信息，将表面波和直达横波能量包络信号切除。

利用弹性波的几何波动学特征，组合检波方法可以通过半波长相消原理一定程度上压制表面波或直达横波，但在实际应用中不仅组合距离难掌握，而且还是不能形成有效压制的效果，因此也并没有在生产作业中推广应用。能够克服行业和环境的局限，在原始记录采集时做创新，不用地面打孔或额外作业就能大幅压制表面波和直达横波，对弹性波勘探数据后期数值信号分析处理意义重大，能够直接推动地球物理勘探和无损检测的生产力。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种检波方法,能够消除震动波中的表面波和直达横波，保留含有有用信息的反射波信号。

本发明实施例所采用的技术方案是：一种检波方法，包括以下步骤：步骤S1:在指定坐标设置震源，与所述震源水平相距S₁的位置设置主传感器R₁；步骤S2：在所述震源和所述主传感器R₁的连线上设置辅传感器R₂，所述辅传感器R₂和所述震源相距S₂；步骤S3：震源激发振动波，信号采集器同步采集所述主传感器R₁和所述辅传感器R₂捕获的两个震动信号记录，并通过相关分析获得两个震动信号记录直达横波和表面波到达的时间差；步骤S41：静校正，以所述主传感器R₁为参照，对所述辅传感器R₂所记录的直达横波和表面波到达的时间差进行静校正，使其与所述主传感器R₁所记录的直达横波和表面波初至的时间相同；步骤S42：振幅补偿，以所述主传感器R₁为参照，对所述辅传感器R₂所记录的直达横波和表面波的振幅进行振幅补偿，使得所述主传感器R₁和所述辅传感器R₂所记录的直达横波和表面波的振幅一致；步骤S5:将所述辅传感器R₂处理后的记录数值进行反相，并与所述主传感器R₁的记录数值进行叠加，获得所述主传感器R₁坐标点上的表面波和直达横波消除后的震动信号记录。

根据本发明实施例的检波方法，至少具有如下有益效果：

1.两同规格传感器在检测或探测作业面只经几何排布，无需钻孔，装置简单，便于实施，综合利用直达横波和表面波波组视速度低、能量强、主频频率低、近地表衰减慢的特点，以及地下反射纵波波速相对较大、主频频率较高的特点，在压制直达横波和表面波波组的静校正-反相叠加操作时能够同步实现反射纵波信号错位叠加的效果，从源头上直接压制了干扰，保留了反射波信号，而且新记录对应主传感器坐标点上反射波的初至没有发生变化。该操作无需后续复杂的数值滤波计算，也避免了传统表面波滤波算法对真实信号带来的损失，更无须切除直达横波，避免了有用信号的丢失。

2.不论是工程浅层地震勘探还是油气和矿产资源地震勘探，还包括超声波检测、三维数据采集等作业，都需要压制直达横波和表面波的干扰，本方法都能发挥巨大作用，具有广阔的应用前景。

3.直达横波和表面波波组相消后的新记录上，地下同一地层的反射信号呈现了错位叠加，错位时间可以精确获取，错位叠加后的形态可以预判，极有可能是一正一负或一负一正的信号，且其初至时刻随主传感器记录被真实保留，因此便于后续地层反射波信号的识别和精细提取，对地震资料的后处理也有很好的价值。

根据本发明的一些实施例，步骤S41中，静校正的方法为：直达横波和表面波到达两传感器的时间差通过相关分析计算获取，即截取两道记录上的表面波和直达横波分布的时间段，构成向量信号X和Y，按照相关系数计算公式，简单相关系数：用字母r表示，用来度量两个向量间的线性关系；

定义式：

其中，Cov(X,Y)为X与Y的协方差，Var[X]为X的方差，Var[Y]为Y的方差；

计算两者之间的相关系数，然后相对参照记录，另一个记录按一小时间间隔逐次平移累计，再逐次进行相关计算，相关系数约为1时，说明平移时间正好，这个平移累计时间即为静校正时间；或在一段平移时间上，相关系数最大，也说明该平移时间点上，两个向量信号的相关性最好。

根据本发明的一些实施例，步骤S42中，振幅补偿的方法为：获取两个记录直达横波和表面波的相对振幅，以所述主传感器R₁为参照，所述辅传感器R₂记录的数值乘以一个常系数，使得两个记录上直达横波和表面波的振幅一致。

根据本发明的一些实施例，所述主传感器R₁和所述辅传感器R₂为分别紧邻布置于所述主传感器R₁和所述辅传感器R₂位置上的两组子传感器，两组所述子传感器各自并联或串联输出，等效为所述主传感器R₁和所述辅传感器R₂输出。

根据本发明的一些实施例，所述主传感器R₁和所述辅传感器R₂为三分量中的1个、2个或3个分量传感器，所述主传感器R₁和所述辅传感器R₂的分量设定一致，对信号采集器的需求由设定分量需求而定。

根据本发明的一些实施例，所述主传感器R₁和所述辅传感器R₂为一主两辅或一主多辅的子传感器组成的排列。

根据本发明的一些实施例，获得两道独立的采集信号，对直达横波和表面波波段信号利用相关滤波的算法，自动实现静校正和能量补偿并实现反相叠加压制直达横波和表面波信号。

根据本发明的一些实施例，所述信号采集器为有震源激发同步触发采集的2通道以上地震波记录仪或2通道以上的超声波记录仪。

根据本发明的一些实施例，所述震源对应设置多个所述主传感器R₁，每个所述主传感器R₁分别配置对应的所述辅传感器R₂，以形成一个震源获得的多道炮集记录或排列。

根据本发明的一些实施例，所述主传感器R₁和所述辅传感器R₂为电磁波信号的接收装置，所述震源为电磁波激励源，所述电磁波激励源发出的激发信号为电磁波，所述直达横波和表面波为激发电磁波通过地面或空气直接传播到接收装置的电磁波。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图₁为本发明实施例检波方法的步骤流程图；；

图₂是直达横波和表面波消除原理示意图；

图3是主传感器、辅传感器获得的两条振动波记录及初至时差(相距0.5m)；

图4是主传感器、辅传感器记录经过横波和面波压制后的主传感器位置震动记录；

图5是有表面波和直达横波干扰的排列记录和压制了表面波和直达横波干扰的排列记录对比图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

下面参考图1到图5描述根据本发明施例的检波方法。

本发明的检波方法，包括以下步骤：

步骤S1:在指定坐标设置震源，与震源水平相距S₁的位置设置主传感器R₁；

步骤S2：在震源和主传感器R₁的连线上设置辅传感器R₂，辅传感器R₂和震源相距S₂；

步骤S3：震源激发振动波，信号采集器同步采集主传感器R₁和辅传感器R₂捕获的两个震动信号记录，并通过相关分析获得两个震动信号记录直达横波和表面波到达的时间差；

步骤S41：静校正，以主传感器R₁为参照，对辅传感器R₂所记录的直达横波和表面波到达的时间差进行静校正，使其与主传感器R₁所记录的直达横波和表面波初至的时间相同；

步骤S42：振幅补偿，以主传感器R₁为参照，对辅传感器R₂所记录的直达横波和表面波的振幅进行振幅补偿，使得主传感器R₁和辅传感器R₂所记录的直达横波和表面波的振幅一致；

步骤S5:将辅传感器R₂处理后的记录数值进行反相，并与主传感器R₁的记录数值进行叠加，获得主传感器R₁坐标点上的表面波和直达横波消除后的震动信号记录。

以地震勘探为例，在地震勘探的炮集记录上，表面波和直达横波速度极其相近，两者相互干涉在一起形成波包或波组，具有能量强、频率低、视速度低和延续时间长的特点。相比之下，勘探作业面下拟查明的地层结构反射纵波的频率较高、能量较弱，视速度比较大，尤其是对于近地表较松散介质，两者之间的视速度差在2倍以上。另一方面，直达横波和表面波主要在近地表沿水平方向传播，理论研究表明，其在水平方向和垂直方向极短距离上的衰减小；来自地下地质界面的反射波传播方向是斜向上或近似垂直向上的，极短距离上的衰减也小。直达横波或表面波消除，反射波保留的原理可做如下示例分析说明。

如附图1所示，R₁和R₂为水平地面震源点Source一侧线性安置的两个性能完全相同的主传感器R₁和辅传感器R₂，R₁和R₂两者相距1米左右，震源到两传感器的距离分别为S₁和S₂，假设水平反射界面Reflector的深度为H，来自震源Source的入射纵波P₁和P₂在该界面的传播路径可以通过虚源Virtualsource来进行描述。设表层介质纵波和直达横波的波速分别为Vp和Vs；理论和实践表明表面波的波速V_R和直达横波的波速Vs极为相近，这里以直达横波为参考。

从附图2中可以看出，直达横波到达主传感器R₁和辅传感器R₂的时间差为：

dT1＝(S₂-S₁)/Vs；

反射纵波到达两传感器的旅行时分别为：

t₁＝SQRT(S₁×S₁+4×H×H)/Vp；

t₂＝SQRT(S₂×S₂+4×H×H)/Vp；

SQRT为开平方根算子。二者时间差为：dT2＝t₂-t₁。

若对辅传感器R₂记录实施静校正，即辅传感器R₂记录整体时间向后平移dT1时长，校正后反射纵波与主传感器上的反射纵波初至时差变为dT1-dT2，因为dT1相较dT2大很多，即出现反射纵波“过度移动”现象。

按照上述理论表达式，可以分析一组典型参数下的纵波反射和直达横波信号初至时间的特征和规律。参数如下附表1所示。

表1 地震波初至时差模拟中介质相关计算参数

H/m	Vp/(m/s)	Vs/(m/s)	炮检距S<sub>1</sub>/m	炮检距S<sub>2</sub>/m
					4	600	250	6	6.5

以表1中的参数计算，DT2＝0.51ms，DT1＝2ms。

主传感器R₁上的横波到达时间比辅传感器R₂上的晚，辅传感器R₂记录执行2ms的整体后延静校正，在实施完静校正时，来自Reflector反射面的反射纵波与主传感器R₁上的时差为1.49ms(即2ms-0.51ms)，即辅传感器R₂记录上的反射纵波被过度移动了1.49ms。普遍来说，这个时差足以保证辅传感器R₂信号实施静校正和振幅补偿后再反相与主传感器R₁信号叠加时产生反射波错位叠加，从而在消减直达横波和表面波干扰信号的同时保留下纵波反射信号。

由此可以看出，通过静校正、表面波和直达横波能量均衡、反相相加滤波后，表面波和直达横波可以很好地被压制或消除，在新的反相叠加纪录上，来自地下同一地层界面的反射信号明显的错位反相叠加现象。进一步分析表明，主传感器R₁和辅传感器R₂之间的距离越大，时间错位也越大，该反射波信号被保留在反相叠加后(消除了干扰波组)的记录上；但如果主-辅两传感器相距较远，则直达横波或表面波会产生频散畸变，影响处理叠加效果，所以主传感器R₁和辅传感器R₂之间相距不要太大，视地表介质横波和表面波的速度情况可做小范围距离调整。地下地层或结构反射波为(dT2-dT1)的错位叠加信号，以此特征可以作为反射纵波识别的标志，后续可以采用反褶积等地震资料处理方式进行不同地层反射序列信息的提取。

推广到一般性，若反射纵波是来自地下地层结构或界面的散射波信号，在实施上述方法压制低速横波和表面波时，也有类似散射波错位叠加规律和实际效果，这里不再赘述。

在本发明的一些实施例内，步骤S41中，静校正的方法为：直达横波和表面波到达两传感器的时间差通过相关分析计算获取，即截取两道记录上的表面波和直达横波分布的时间段，构成向量信号X和Y，按照相关系数计算公式，简单相关系数：用字母r表示，用来度量两个向量间的线性关系；

定义式：

其中，Cov(X,Y)为X与Y的协方差，Var[X]为X的方差，Var[Y]为Y的方差；

计算两者之间的相关系数，然后相对参照记录，另一个记录按一小时间间隔逐次平移累计，再逐次进行相关计算，相关系数约为1时，说明平移时间正好，这个平移累计时间即为静校正时间；或在一段平移时间上，相关系数最大，也说明该平移时间点上，两个向量信号的相关性最好。

在本发明的一些实施例内，主传感器R₁和辅传感器R₂为分别紧邻布置于主传感器R₁和辅传感器R₂位置上的两组子传感器，两组子传感器各自并联或串联输出，等效为主传感器R₁和辅传感器R₂输出。采用上述布置可以提高主传感器R₁和辅传感器R₂的信噪比。

在本发明的一些实施例内，主传感器R₁和辅传感器R₂为三分量中的1个、2个或3个分量传感器，主传感器R₁和辅传感器R₂的分量设定一致，对信号采集器的需求由设定分量需求而定。震源激发的地震波有纵波、横波、转换波等多种模式，根据不同的原理和工程需要，会选择不同的分量或分量组合，以提高地震波探测的分辨能力。这种方式在行业中叫做多波勘探、横波勘探等。

在本发明的一些实施例内，主传感器R₁和辅传感器R₂为一主两辅或一主多辅的子传感器组成的排列。

利用几何运动学原理，结合多个传感器获得的排列信号在直达横波和表面波波组视速度、频率、能量等与地下界面反射波信号的差异，通过静校正、能量补偿、反相叠加等数值计算方法组合压制直达横波和表面波波组，保留或增强来自地下界面的反射波信号。

一主两辅或一主多辅，可以分别利用本案的基本方法，将辅助传感器的记录校正到主传感器上，形成各自压制了直达横波和表面波的记录，这一个或多个记录叠加后可以增强主传感器记录反射波信号的强度，有利于分辨反射波信号。

在本发明的一些实施例内，步骤S42中，振幅补偿的方法为：获取两个记录直达横波和表面波的相对振幅，以主传感器R₁为参照，辅传感器R₂记录的数值乘以一个常系数，使得两个记录上直达横波和表面波的振幅一致。

在本发明的一些实施例内，获得两道独立的采集信号，对直达横波和表面波波段信号利用相关滤波的算法，自动实现静校正和能量补偿并实现反相叠加压制直达横波和表面波信号。

其中，相关滤波就是基于两个向量信号(记录)相关系数接近1或为1时，说明这两个信号的相关性很好，经过振幅补偿后相减的结果(新记录)就标示着将两个信号相关的部分减去了，亦可以说滤波滤掉了，可以看出相关滤波算法实际上是上面做相关分析求时差+时差校正+振幅补偿+反相叠加的综合。

同一震源，主传感器R₁和辅传感器R₂获得的记录，直达横波和表面波能量大约占据了总能量的70％左右，所以两条记录做相关分析时主要反映的是直达横波和表面波之间的相关性，当然，相关滤波时，滤除的主要是直达横波和表面波信号。

在本发明的一些实施例内，信号采集器为有震源激发同步触发采集的2通道以上地震波记录仪或2通道以上的超声波记录仪。针对不同的检测情况，如进行地震波检测的时候，采用2通道以上地震波记录仪，针对混凝土表面进行超声波检测的时候，采用2通道以上的超声波记录仪。

在本发明的一些实施例内，震源对应设置多个主传感器R₁，每个主传感器R₁分别配置对应的辅传感器R₂，以形成一个震源获得的多道炮集记录或排列。采用上述布置的方式，通过一个震源点，设置多个甚至可达到数以千计的传感器，分布在一条测线上或震源的四周，在增加了作业效率的同时，关键是形成了利于以后解释分析用的数据集合，这些集合数据中的很多记录都是可以相互关联的。

在本发明的一些实施例内，主传感器R₁和辅传感器R₂为电磁波信号的接收装置，震源为电磁波激励源，电磁波激励源发出的激发信号为电磁波，直达横波和表面波为激发电磁波通过地面或空气直接传播到接收装置的电磁波。本发明的检波方法可以用于地质雷达等电磁波信号的采集技术中，用于压制直耦波干扰，其中主传感器R₁和辅传感器R₂为电磁波信号接收的天线或磁棒。据此检波方法，可以消除或压制来自电磁波源和接收装置之间的直耦波，有利于从电磁波接收信号上直接辨别来自介质结构内部的反射波信号。

实施例1：

参照图1和图2，在工程浅层地震勘探中，地表纵波和横波波速分别为600m/s和250m/s。开展炮检距为6米的地震剖面测量，采用一炮一道和每道附加辅传感器R₂的记录采集模式，主传感器R₁和辅传感器R₂为性能相同的磁电式速度传感器，相距0.5米，辅传感器R₂位于震源与主传感器R₁连线上。主传感器R₁为地震采集记录点，采用震源激励同步触发双通道同步地震采集设备，两个传感器信号分别接入采集设备。震源一次激发，浅层地震仪通过两个传感器获得的两条震动信号。

如图3和图4所示，可以看出来自地下介质的反射信号较微弱，都叠加在很强的表面波或直达横波信号上，单从一条记录上很难识别。(图3中有用的反射信号被表面波或直达横波覆盖了，基本看不到，很难进行辨识。在图4中，表面波或直达横波经过压制、消除后，反射信号显现出来了，获得了有用的反射信号)。

以主传感器R₁为参照，理论上主传感器R₁和辅传感器R₂上直达横波或表面波相差2ms，通过相关分析精细获得两个记录上直达横波和表面波到达的时间差；静校正使其直达横波或表面波初至时间与主传感器的相同，同时比较两个震动信号上直达横波和表面波波幅大小，对辅传感器R₂上表面波和直达横波进行振幅补偿；静校正和振幅补偿处理后的辅传感器R₂记录反相叠加在主传感器R₁记录上，获得该坐标点上表面波和直达横波消除后的新地震记录，如图4所示，新记录对应主传感器R₁坐标点上反射波的初至没有发生变化。新地震记录上来自地下同一个界面的两个反射波的相位正好相反，两个反射波叠加后为一正一负或一负一正。其中，低频(周期长)的直达横波和表面波被压制，高频(周期短)的反射波显现出来了。

以此特征可以作为纵波反射和相位识别的标志，后续可以采用反褶积处理的方式进行不同地层反射序列信息的提取，用于更精细地解释地下地层结构信息。浅层地震勘探沿着剖面往前进行新的等偏移距数据采集，以此获得不同坐标点上的新地震记录，这些地震记录可以形成消除了直达横波和表面波的新地震剖面。

工程地震仪采集记录时还可以是一炮多道的采集排列，排列上N个坐标点埋设N个主传感器R1，每个主传感器R1旁都安置一个辅传感器R₂，地震仪可同步采集的道数为2N，每个传感器坐标点的信号都按照上述方法进行直达横波和表面波噪声压制，达到保留反射波的效果。

油气资源地震勘探或矿产地震勘探中，每个传感器位置上都可以采用类似的技术方法进行直达横波和表面波压制的处理方法。

实施例2：

如图5所示，在混凝土表面的超声波检测中，采用1发多收的超声波数据采集模式，配置1个超声发射探头和一个排列的28个接收点。每个接收点上配置两个规格一致的压电式加速度超声波接收探头，同时配置一个震源触发同步的多通道超声波采集仪器。拟检测作业的混凝土介质表面横波波速2500m/s，纵波波速5000m/s。在拟检测作业的混凝土表面，每个坐标点上成对放置1发1收相距10cm两个探头。为了压制接收探头信号中的直达横波和表面波，在收-发测线上紧邻接收探头相距4cm耦合放置辅助探头，同一超声波源一次激发，超声波采集仪器可以在每个坐标点上分别接收两个超声波信号.

如图3所示，理论上，相距4cm的两个探头直达横波或面波相差16us，利用主-辅两探头采集信号，在给予直达横波和表面波做近似16us静校正、能量补偿和反相叠加的思想下，通过自适应相关滤波算法，压制直达横波和表面波获得每个坐标点上表面波和直达横波消除后的新超声波记录，新记录上反射波信号因为错位叠加被保留，对应主探头坐标点上反射波的初至没有发生变化，如图4所示。

图5左侧为有表面波和直达横波干扰的28个接收点排列记录，直达横波和表面波能量极强，几乎将混凝土表面下隐患的反射信号全部掩盖，图5右侧为压制了表面波和直达横波干扰的部分排列记录，对比可以看出每个坐标点上的直达横波和表面波被压制，有效的反射波信号清晰明了。

新的超声波记录上来自地下同一个界面的两个反射波的相位正好相反，一正一负或一负一正，以此特征可以作为纵波反射和相位识别的标志，后续可以采用反褶积处理的方式进行不同地层反射序列信息的提取，进而采用传统的地震勘探处理软件进行精细分析处理。

在以上两个实施例中，主传感器可以是一个排列的多个主传感器，每个都可按照发明原理进行相关处理；每个主、辅传感器可以各自是并联或串联的多个传感器，等效为两个主、辅传感器。

在实施例中，按权利要求书中的相关内容和提示，在实施细节上可以进行适当变通。亦在保护之列。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种检波方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1:在指定坐标设置震源，与所述震源水平相距S₁的位置设置主传感器R₁；

步骤S2：在所述震源和所述主传感器R₁的连线上设置辅传感器R₂，所述辅传感器R₂和所述震源相距S₂；

步骤S3：震源激发振动波，信号采集器同步采集所述主传感器R₁和所述辅传感器R₂捕获的两个震动信号记录，并通过相关分析获得两个震动信号记录直达横波和表面波到达的时间差；

步骤S41：静校正，以所述主传感器R₁为参照，对所述辅传感器R₂所记录的直达横波和表面波到达的时间差进行静校正，使其与所述主传感器R₁所记录的直达横波和表面波初至的时间相同；

步骤S42：振幅补偿，以所述主传感器R₁为参照，对所述辅传感器R₂所记录的直达横波和表面波的振幅进行振幅补偿，使得所述主传感器R₁和所述辅传感器R₂所记录的直达横波和表面波的振幅一致；

步骤S5:将所述辅传感器R₂处理后的记录数值进行反相，并与所述主传感器R₁的记录数值进行叠加，获得所述主传感器R₁坐标点上的表面波和直达横波消除后的震动信号记录。

2.根据权利要求1所述的检波方法，其特征在于：步骤S41中，静校正的方法为：直达横波和表面波到达两传感器的时间差通过相关分析计算获取，即截取两道记录上的表面波和直达横波分布的时间段，构成向量信号X和Y，按照相关系数计算公式，简单相关系数：用字母r表示，用来度量两个向量间的线性关系；

定义式：

其中，Cov(X,Y)为X与Y的协方差，Var[X]为X的方差，Var[Y]为Y的方差；

计算两者之间的相关系数，然后相对参照记录，另一个记录按一小时间间隔逐次平移累计，再逐次进行相关计算，相关系数约为1时，说明平移时间正好，这个平移累计时间即为静校正时间；或在一段平移时间上，相关系数最大，也说明该平移时间点上，两个向量信号的相关性最好。

3.根据权利要求1所述的检波方法，其特征在于：步骤S42中，振幅补偿的方法为：获取两个记录直达横波和表面波的相对振幅以所述主传感器R₁为参照，所述辅传感器R₂记录的数值乘以一个常系数，使得两个记录上直达横波和表面波的振幅一致。

4.根据权利要求1所述的检波方法，其特征在于：所述主传感器R₁和所述辅传感器R₂为分别紧邻布置于所述主传感器R₁和所述辅传感器R₂位置上的两组子传感器，两组所述子传感器各自并联或串联输出，等效为所述主传感器R₁和所述辅传感器R₂输出。

5.根据权利要求1所述的检波方法，其特征在于：所述主传感器R₁和所述辅传感器R₂为三分量中的1个、2个或3个分量传感器，所述主传感器R₁和所述辅传感器R₂的分量设定一致，对所述信号采集器的需求由设定分量需求而定。

6.根据权利要求1所述的检波方法，其特征在于：所述主传感器R₁和所述辅传感器R₂为一主两辅或一主多辅的子传感器组成的排列。

7.根据权利要求1至6任一项所述的检波方法，其特征在于：获得两道独立的采集信号，对直达横波和表面波波段信号利用相关滤波的算法，自动实现静校正和能量补偿并实现反相叠加压制直达横波和表面波信号。

8.根据权利要求1至6任一项所述的检波方法，其特征在于：所述信号采集器为有震源激发同步触发采集的2通道以上地震波记录仪或2通道以上的超声波记录仪。

9.根据权利要求1至6任一项所述的检波方法，其特征在于：所述震源对应设置多个所述主传感器R₁，每个所述主传感器R₁分别配置对应的所述辅传感器R₂，以形成一个震源获得的多道炮集记录或排列。

10.根据权利要求1所述的检波方法，其特征在于：所述主传感器R₁和所述辅传感器R₂为电磁波信号的接收装置，所述震源为电磁波激励源，所述电磁波激励源发出的激发信号为电磁波，所述直达横波和表面波为激发电磁波通过地面或空气直接传播到接收装置的电磁波。

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