CN112433250A - 分频混叠扫描相关前正交匹配分离方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了分频混叠扫描相关前正交匹配分离方法和装置，该方法包括：从当前炮点的母记录中提取分频扫描信号；对分频扫描信号进行切分，确定分频扫描子信号；按分频扫描子信号的扫描长度加记录长度，对母记录进行切分，确定地震数据混叠子记录；用分频扫描子信号自相关，确定分频段子波；根据分频段子波，确定匹配算子；将匹配算子与对应的地震数据混叠子记录进行匹配分离，直至将分频扫描信号中的分频扫描子信号全部分离，确定分离数据；将分离数据在时间域叠合重构拼接，确定重构地震数据；用完整扫描信号与重构地震数据进行相关处理，确定全频带相关记录。解决分频正交扫描用相关来进行数据分离时的非线性运算噪音和频带衔接处的基普斯现象。

Description

分频混叠扫描相关前正交匹配分离方法和装置
技术领域
本发明涉及地震资料采集技术领域，尤其涉及一种分频混叠扫描相关前正交匹配分离方法和装置。
背景技术
本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
在地震勘探中，可控震源作为产生地震信号的主要工具已经得到了广泛的应用。可控震源的常规使用包括了以下几个步骤：首先，将一台或多台可控震源安置在一个炮点上。然后开始用一个扫描信号对可控震源进行驱动，震源开始振动，振动时间一般为10到16秒，扫描信号通常是一个的频率随时间变化的信号。而后，检波器将一段时间的响应数据接收并记录，这段时间等于扫描时间加上一个听时间。这个时间应包括地震波从产生，主要目的层反射到接收的最低必需时间。最后，通过对记录数据和参考扫描进行互相关得到地震记录。当然有时为了增加信号强度在同一炮点上重复上述步骤并将得到几次记录，并加在一起形成最终的地震记录。完成后震源就可以进行下一个炮点的振动。
这种情况下，陆上可控震源作业的成本取决与每炮数据记录所需的时间长度以及搬点所需要的时间。每炮数据记录所需的时间长度取决于扫描次数，扫描长度，以及听时间。例如，如果每炮四次扫描、扫长8秒，各有一个7秒听的时间，那么至少60秒才能完成一炮。另外还得加上典型的数据采集系统记录准备时间大约需要3-5秒。
在可控震源生产中提高生产效率的一个方法是使用一组或多组震源同时在多个炮点进行激发，通常称为混叠采集，不同炮点的扫描信号采用的是一样的扫描信号，利用地震数据在不同的组合域中特征差异来分离不同炮数据的，这种去噪或反演的方法都建立在地下地质体返回的地震波场相对简单的前提下的，因此对复杂地震波场有较大不确定性，还有一些用相位的变化来实现高效采集的，这类方法，由于其正交的相位设计只有4个，因此提高效率就必然要用更多的非正交相位，这样分离的数据是不完美的，里面包含了临炮的剩余能量。
基于分频扫描则理论上可以设计出无数正交的扫描信号来实现超高效的同时，高分离度的采集，而这种分离由于没有简单波场的假设，因此理论上具有高保真的特性。
常规可控震源混叠地震采集方法由于其混叠信号的扫描频带一样，通常采用不同数据集中的分布特征差异来进行分离的；不管是去噪方法还是反演的方法，都有地震信号可以被预测作为前提；但由于地下地质情况十分复杂，造成有效的地震波场也十分复杂并不可预测，因此这种差异性的分离有可能也对有效的地震信号进行了压制。而分频激发的优点在于扫描信号设计时，考虑了不同震源激发在同一时刻内或一段时间内扫描信号是互不相干的(正交的)，这样就可以用简单的相关方法把混叠噪音清除，但是这也带来了一些问题，如分频数据资料在重构时，需要分频数据做相关进行分离，由于相关后各个分频信号的频带的连接处会带来数学上的运算噪音(基普斯现象)，因此分频越多噪音越大，这是不期望出现的，这个问题一直没有得到有效的解决。
因此，如何提供一种新的方案，其能够解决上述技术问题是本领域亟待解决的技术难题。
发明内容
本发明实施例提供一种分频混叠扫描相关前正交匹配分离方法，实现了分频正交混叠扫描地震资料在相关前的信噪分离，解决分频正交扫描用相关来进行数据分离时的非线性运算噪音和频带衔接处的基普斯现象问题，该方法包括：
从当前炮点的母记录中提取分频扫描信号；
对分频扫描信号进行切分，确定分频扫描子信号；
按分频扫描子信号的扫描长度加记录长度，对母记录进行切分，确定地震数据混叠子记录；
用分频扫描子信号自相关，确定分频段子波；
根据分频段子波，确定匹配算子；
将匹配算子与对应的地震数据混叠子记录进行匹配分离，直至将分频扫描信号中的分频扫描子信号全部分离，确定分离数据；
将分离数据在时间域叠合重构拼接，确定重构地震数据；
用完整扫描信号与重构地震数据进行相关处理，确定全频带相关记录
本发明实施例还提供一种分频混叠扫描相关前正交匹配分离装置，包括：
分频扫描信号提取模块，用于从当前炮点的母记录中提取分频扫描信号；
分频扫描子信号确定模块，用于对分频扫描信号进行切分，确定分频扫描子信号；
地震数据混叠子记录确定模块，用于按分频扫描子信号的扫描长度加记录长度，对母记录进行切分，确定地震数据混叠子记录；
分频段子波确定模块，用于用分频扫描子信号自相关，确定分频段子波；
匹配算子确定模块，用于根据分频段子波，确定匹配算子；
分离数据确定模块，用于将匹配算子与对应的地震数据混叠子记录进行匹配分离，直至将分频扫描信号中的分频扫描子信号全部分离，确定分离数据；
重构地震数据确定模块，用于将分离数据在时间域叠合重构拼接，确定重构地震数据；
相关处理模块，用于用完整扫描信号与重构地震数据进行相关处理，确定全频带相关记录。
本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述一种分频混叠扫描相关前正交匹配分离方法。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述一种分频混叠扫描相关前正交匹配分离方法的计算机程序。
本发明实施例提供的一种分频混叠扫描相关前正交匹配分离方法和装置，首先从当前炮点的母记录中提取分频扫描信号；然后对分频扫描信号进行切分，确定分频扫描子信号；接着按分频扫描子信号的扫描长度加记录长度，对母记录进行切分，确定地震数据混叠子记录；继续用分频扫描子信号自相关，确定分频段子波；下一步根据分频段子波，确定匹配算子；再下一步将匹配算子与对应的地震数据混叠子记录进行匹配分离，直至将分频扫描信号中的分频扫描子信号全部分离，确定分离数据；再下一步将分离数据在时间域叠合重构拼接，确定重构地震数据；最后用完整扫描信号与重构地震数据进行相关处理，确定全频带相关记录。本发明实施例不通过相关来实现分频混叠数据，而是通过小波匹配的方法对相关前不同频带的信号进行分离，将分离提前到相关前，从而为实现在时域重构分频数据奠定了基础，分离后的分频数据在时间域中进行重构数据，解决了由于相关分离处理在分频混叠采集方法中带来的噪音，同时克服了常规混叠方法带来的对复杂波场的损害，解决了分频混叠采集方法的数据分离、重构的技术瓶颈；使分频正交混叠高效采集方法能保证高效和保真，为实现高效高精度地震勘探奠定了保真基础，从而实现高效地震数据采集的同时获得高保真的地下地质信息。本发明实施例实现了分频正交混叠扫描地震资料在相关前的信噪分离，解决了分频正交扫描用相关来进行数据分离时的非线性运算噪音和频带衔接处的基普斯现象问题，从模拟分析到实际资料测试效果很好，为正交类混叠采集方法的实施奠定了坚实的基础。
本发明实施例适用于基于正交扫描信号为背景的混叠采集，而正交扫描的优势在于比现有的混叠方法能适合复杂的地下地质情况，同时更能获得高品质可控震源地震数据，对混叠采集全面推广实施奠定了基础，具有良好的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1为本发明实施例一种分频混叠扫描相关前正交匹配分离方法示意图。
图2为本发明实施例一种分频混叠扫描相关前正交匹配分离方法的母记录图。
图3为本发明实施例一种分频混叠扫描相关前正交匹配分离方法的从母记录中提取的分频扫描信号图。
图4为本发明实施例一种分频混叠扫描相关前正交匹配分离方法的分频扫描子信号图。
图5为本发明实施例一种分频混叠扫描相关前正交匹配分离方法的地震数据混叠子记录图。
图6为本发明实施例一种分频混叠扫描相关前正交匹配分离方法的分离数据。
图7为本发明实施例一种分频混叠扫描相关前正交匹配分离方法的拼接后得到的重构地震数据图。
图8为运行本发明实施的一种分频混叠扫描相关前正交匹配分离方法的计算机装置示意图。
图9为本发明实施例一种分频混叠扫描相关前正交匹配分离装置示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
图1为本发明实施例一种分频混叠扫描相关前正交匹配分离方法示意图，如图1所示，本发明实施例提供一种分频混叠扫描相关前正交匹配分离方法，实现了分频正交混叠扫描地震资料在相关前的信噪分离，解决分频正交扫描用相关来进行数据分离时的非线性运算噪音和频带衔接处的基普斯现象问题，该方法包括：
步骤101：从当前炮点的母记录中提取分频扫描信号；
步骤102：对分频扫描信号进行切分，确定分频扫描子信号；
步骤103：按分频扫描子信号的扫描长度加记录长度，对母记录进行切分，确定地震数据混叠子记录；
步骤104：用分频扫描子信号自相关，确定分频段子波；
步骤105：根据分频段子波，确定匹配算子；
步骤106：将匹配算子与对应的地震数据混叠子记录进行匹配分离，直至将分频扫描信号中的分频扫描子信号全部分离，确定分离数据；
步骤107：将分离数据在时间域叠合重构拼接，确定重构地震数据；
步骤108：用完整扫描信号与重构地震数据进行相关处理，确定全频带相关记录。
本发明实施例提供的一种分频混叠扫描相关前正交匹配分离方法，首先从当前炮点的母记录中提取分频扫描信号；然后对分频扫描信号进行切分，确定分频扫描子信号；接着按分频扫描子信号的扫描长度加记录长度，对母记录进行切分，确定地震数据混叠子记录；继续用分频扫描子信号自相关，确定分频段子波；下一步根据分频段子波，确定匹配算子；再下一步将匹配算子与对应的地震数据混叠子记录进行匹配分离，直至将分频扫描信号中的分频扫描子信号全部分离，确定分离数据；再下一步将分离数据在时间域叠合重构拼接，确定重构地震数据；最后用完整扫描信号与重构地震数据进行相关处理，确定全频带相关记录。本发明实施例不通过相关来实现分频混叠数据，而是通过小波匹配的方法对相关前不同频带的信号进行分离，将分离提前到相关前，从而为实现在时域重构分频数据奠定了基础，分离后的分频数据在时间域中进行重构数据，解决了由于相关分离处理在分频混叠采集方法中带来的噪音，同时克服了常规混叠方法带来的对复杂波场的损害，解决了分频混叠采集方法的数据分离、重构的技术瓶颈；使分频正交混叠高效采集方法能保证高效和保真，为实现高效高精度地震勘探奠定了保真基础，从而实现高效地震数据采集的同时获得高保真的地下地质信息。本发明实施例实现了分频正交混叠扫描地震资料在相关前的信噪分离，解决了分频正交扫描用相关来进行数据分离时的非线性运算噪音和频带衔接处的基普斯现象问题，从模拟分析到实际资料测试效果很好，为正交类混叠采集方法的实施奠定了坚实的基础。本发明实施例适用于基于正交扫描信号为背景的混叠采集，而正交扫描的优势在于比现有的混叠方法能适合复杂的地下地质情况，同时更能获得高品质可控震源地震数据，对混叠采集全面推广实施奠定了基础，具有良好的应用前景。
常规混叠激发的信噪分离是通过地震波场在不同数据域的不同特征来实现分离的，所以前提假设条件是波场可以预测，这一点对于复杂的地震波场来讲是很难做到的，因此分离时往往存在对有效信号的损害。而分频正交混叠扫描，各扫描子信号间是正交的，因此可以用一个简单的相关运算就能实现信噪分离，从而分频正交混叠激发的不受波场的复杂与构造形态的变化影响；基于分频扫描则理论上可以设计出无数正交的扫描信号来实现超高效同时高分离度的采集，本身由于没有简单波场的假设，因此理论上具有高保真的特性。
但分频混叠采集的数据在相关分离过程中要带来噪音，这同样影响这种方法的工业化应用，本发明实施例不用相关来实现分频混叠数据，而是将分离提前到相关前，分离后的分频数据在时间域中进行重构数据，解决了由于相关分离处理带来的噪音，这一发明为高效采集的分频正交扫描方法奠定了保真基础，从而实现高效地震数据采集的同时获得高保真的地下地质信息。
具体实施本发明实施例提供的一种分频混叠扫描相关前正交匹配分离方法时，可以包括：
从当前炮点的母记录中提取分频扫描信号；对分频扫描信号进行切分，确定分频扫描子信号；按分频扫描子信号的扫描长度加记录长度，对母记录进行切分，确定地震数据混叠子记录；用分频扫描子信号自相关，确定分频段子波；根据分频段子波，确定匹配算子；将匹配算子与对应的地震数据混叠子记录进行匹配分离，直至将分频扫描信号中的分频扫描子信号全部分离，确定分离数据；将分离数据在时间域叠合重构拼接，确定重构地震数据；用完整扫描信号与重构地震数据进行相关处理，确定全频带相关记录。
本发明实施例不通过相关来实现分频混叠数据，而是通过小波匹配的方法对相关前不同频带的信号进行分离，将分离提前到相关前，从而为实现在时域重构分频数据奠定了基础，分离后的分频数据在时间域中进行重构数据，解决了由于相关分离处理在分频混叠采集方法中带来的噪音，同时克服了常规混叠方法带来的对复杂波场的损害，解决了分频混叠采集方法的数据分离、重构的技术瓶颈；使分频正交混叠高效采集方法能保证高效和保真，实现高精度地震勘探，为高效采集的分频正交扫描方法奠定了保真基础，从而实现高效地震数据采集的同时获得高保真的地下地质信息。
具体实施本发明实施例提供的一种分频混叠扫描相关前正交匹配分离方法时，在一个实施例中，前述的从当前炮点的母记录中提取分频扫描信号，包括：
通过震源箱体和记录仪的GPS时间同步从连续记录中提取当前串接扫描的激发时间；
通过震源GPS获取激发时刻的物理点位置信息；
根据激发时间和激发时刻的物理点位置信息，从原始连续地震数据中提取各物理点的地震数据处理为当前炮点的母记录；
从当前炮点的母记录或震源箱体中提取分频扫描信号。
实施例中，混叠采集的原始地震数据往往是连续记录某一台(组)震源产生的地震数据，其中，当前串接扫描的激发时间可以通过震源箱体和记录仪的GPS时间同步来从连续记录中提取，激发时刻的物理点位置信息可以通过震源GPS确定；进一步的，在本实施例的一个实例中，采用的是8分频混叠扫描，图2为本发明实施例一种分频混叠扫描相关前正交匹配分离方法的母记录图，如图2所示，从原始连续地震数据中提取的各物理点的地震数据处理为当前炮点的母记录，在图2中，左边第一道为分频扫描信号；图3为本发明实施例一种分频混叠扫描相关前正交匹配分离方法的从母记录中提取的分频扫描信号图，如图3所示，当前炮点的母记录或震源箱体中提取分频扫描信号信息。
实施例中，还可以从前炮点的母记录中提取力信号，或采用理论分频扫描子信号。
图4为本发明实施例一种分频混叠扫描相关前正交匹配分离方法的分频扫描子信号图，如图4所示，实施例中，在提取到分频扫描信号信息后，按照分频子信号长度切分分频扫描信号，获得分频扫描子信号S1、S2、…、Sn；本实例中分频扫描子信号有8个，显示其中两个。实施例中，可以按分频子信号长度切分分频扫描信号或力信号，获得分频扫描子信号或子力信号。
图5为本发明实施例一种分频混叠扫描相关前正交匹配分离方法的地震数据混叠子记录图，如图5所示，接下来，按分频扫描子信号的扫描长度和记录长度，将对应的母记录进行切分，确定地震数据混叠子记录R1mix、R2mix、…、Rnmix,；图5示出了切分后对应某一频段的地震数据混叠子记录的子记录，具体实施本发明实施例提供的一种分频混叠扫描相关前正交匹配分离方法时，在一个实施例中，按照如下方式，对母记录进行切分，确定地震数据混叠子记录：
Rimix＝ГRj
其中，Rimix代表根据第i个分频扫描子信号时间切分的地震数据混叠子记录；Г为混叠因子；Rj为该混叠子记录中包含本身在内的全部激发的响应，j的取值取决于第i个分频扫描子信号切分记录中混叠的其他子信号扫描。
前述提到的确定地震数据混叠子记录的表达式为举例说明，本领域技术人员可以理解，在实施时还可以根据需要对上述公式进行一定形式的变形和添加其它的参数或数据，或者提供其它的具体公式，这些变化例均应落入本发明的保护范围。
接下来，用分频扫描子信号自相关，确定分频段子波；具体实施本发明实施例提供的一种分频混叠扫描相关前正交匹配分离方法时，在一个实施例中，按照如下方式，确定分频段子波：
Wi＝si*si，i＝1、2、…、n
其中，Wi为分频段子波；si为分频扫描子信号；*为自相关处理。
前述提到的确定分频段子波的表达式为举例说明，本领域技术人员可以理解，在实施时还可以根据需要对上述公式进行一定形式的变形和添加其它的参数或数据，或者提供其它的具体公式，这些变化例均应落入本发明的保护范围。
实施例中，用前述得到的分频扫描子信号分别各自做自相关获得所有分频段的波w1、w2、…、wn。
接下来，根据分频段子波，设计匹配算子，可以对其对应的地震数据混叠子记录Rimix进行匹配。
由于采集时采用正交设计，也就是说各子波在Rimix时间段内激发时保持了正交，那么就可以将匹配算子与对应的地震数据混叠子记录进行匹配分离，重复以上匹配分离的过程，直至将分频扫描信号中的分频扫描子信号全部分离，确定分离数据；具体实施本发明实施例提供的一种分频混叠扫描相关前正交匹配分离方法时，在一个实施例中，按照如下方式，确定分离数据：
Ri＝Rimix∩wi＝ГRj∩wi
其中，Ri为分离出来的第i个扫描子信号的分离数据；∩为匹配运算；Wi为分频段子波；Rimix代表根据第i个分频扫描子信号时间切分的混叠子记录；Г为混叠因子；Rj为该混叠子记录中包含本身在内的全部激发的响应，j的取值取决于第i个分频扫描子信号切分记录中混叠的其他子信号扫描，该些子信号与第i个子信号正交，匹配后得以消除。
前述提到的确定分离数据的表达式为举例说明，本领域技术人员可以理解，在实施时还可以根据需要对上述公式进行一定形式的变形和添加其它的参数或数据，或者提供其它的具体公式，这些变化例均应落入本发明的保护范围。
在上述确定分离数据的过程中，由于除Si激发的信号与wi匹配外，其他的都是正交的，因此匹配结果为零，这样就把属于扫描Si的激发记录从混叠子记录中分离出来了。图6为本发明实施例一种分频混叠扫描相关前正交匹配分离方法的分离数据，在图6中，左边为数据分离后的记录，右上为分离前的混叠子记录频谱(x坐标为频率，y坐标为道序号，z坐标为振幅)，右中为匹配扫描信号，右下为分离后的记录频谱；从图6的右下可以看到分离信噪比达到了大于100dB,远大于常规分离的30-60dB。
本实施例实现了分频正交混叠扫描地震资料在相关前的信噪分离，解决了分频正交扫描用相关来进行数据分离时的非线性运算噪音和频带衔接处的基普斯现象问题，从模拟分析到实际资料测试效果很好，为正交类混叠采集方法的实施奠定了坚实的基础。
具体实施本发明实施例提供的一种分频混叠扫描相关前正交匹配分离方法时，在一个实施例中，前述的将分离数据在时间域叠合重构拼接，确定重构地震数据，包括：
将分离数据在时间域按从低到高的频带顺序进行数据重排，根据子扫描信号设计时相邻频带的拼接重叠时间进行时移，使同频带重叠并叠加，确定重构地震数据。
实施例中，在把各个子信号对应的地震数据按以上步骤进行分离得到分离数据后，就获得了各子信号对应相关前的记录，将分离数据在时间域按从低到高的频带顺序，进行数据重排，根据子扫描信号设计时相邻频带的拼接重叠时间进行时移，使同频带重叠并叠加，确定重构地震数据，就完成了拼接。
图7为本发明实施例一种分频混叠扫描相关前正交匹配分离方法的拼接后得到的重构地震数据图，如图7所示，显示了实际资料的拼接效果。设扫描s1与s2相邻，且为等时扫描设计，扫描长度为Τ，重叠频带为Δf，由于是在时间域进行拼接，在设计中与重叠频率相关的时间域斜坡设计成互补，且扫描时间Δt一致，那么以上拼接过程就是：
S(t)＝s1(t)+s2(t+Τ-Δt)
其中，S为拼接以后的记录。
实施例中，用完整扫描信号与重构地震数据进行相关处理，确定全频带相关记录，可以包括：把完整扫描信号中所有的子信号拼接完成得到重构地震数据后，用正常完整扫描信号(全频带)对拼接后的重构地震数据进行相关，就获得正常的全频带相关记录。
本发明实施例适用于基于正交扫描信号为背景的混叠采集，而正交扫描的优势在于比现有的混叠方法能适合任何复杂的地下地质情况，同时更能获得高品质可控震源地震数据，对混叠采集全面推广实施奠定了基础，具有良好的应用前景。
图8为运行本发明实施的一种分频混叠扫描相关前正交匹配分离方法的计算机装置示意图，如图8所示，本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述一种分频混叠扫描相关前正交匹配分离方法。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行实现上述一种分频混叠扫描相关前正交匹配分离方法的计算机程序。
本发明实施例中还提供了一种分频混叠扫描相关前正交匹配分离装置，如下面的实施例所述。由于该装置解决问题的原理与一种分频混叠扫描相关前正交匹配分离方法相似，因此该装置的实施可以参见一种分频混叠扫描相关前正交匹配分离方法的实施，重复之处不再赘述。
图9为本发明实施例一种分频混叠扫描相关前正交匹配分离装置示意图，如图9所示，本发明实施例还提供一种分频混叠扫描相关前正交匹配分离装置，具体实施时可以包括：
分频扫描信号提取模块901，用于从当前炮点的母记录中提取分频扫描信号；
分频扫描子信号确定模块902，用于对分频扫描信号进行切分，确定分频扫描子信号；
地震数据混叠子记录确定模块903，用于按分频扫描子信号的扫描长度加记录长度，对母记录进行切分，确定地震数据混叠子记录；
分频段子波确定模块904，用于用分频扫描子信号自相关，确定分频段子波；
匹配算子确定模块905，用于根据分频段子波，确定匹配算子；
分离数据确定模块906，用于将匹配算子与对应的地震数据混叠子记录进行匹配分离，直至将分频扫描信号中的分频扫描子信号全部分离，确定分离数据；
重构地震数据确定模块907，用于将分离数据在时间域叠合重构拼接，确定重构地震数据；
相关处理模块908，用于用完整扫描信号与重构地震数据进行相关处理，确定全频带相关记录。
具体实施本发明实施例提供的一种分频混叠扫描相关前正交匹配分离装置时，在一个实施例中，前述的分频扫描信号提取模块，具体用于：
通过震源箱体和记录仪的GPS时间同步从连续记录中提取当前串接扫描的激发时间；
通过震源GPS获取激发时刻的物理点位置信息；
根据激发时间和激发时刻的物理点位置信息，从原始连续地震数据中提取各物理点的地震数据处理为当前炮点的母记录；
从当前炮点的母记录或震源箱体中提取分频扫描信号。
具体实施本发明实施例提供的一种分频混叠扫描相关前正交匹配分离装置时，在一个实施例中，前述的地震数据混叠子记录确定模块，具体用于按照如下方式，对母记录进行切分，确定地震数据混叠子记录：
Rimix＝ГRj
其中，Rimix代表根据第i个分频扫描子信号时间切分的地震数据混叠子记录；Г为混叠因子；Rj为该混叠子记录中包含本身在内的全部激发的响应，j的取值取决于第i个分频扫描子信号切分记录中混叠的其他子信号扫描。
具体实施本发明实施例提供的一种分频混叠扫描相关前正交匹配分离装置时，在一个实施例中，前述的分频段子波确定模块，具体用于按照如下方式，确定分频段子波：
Wi＝si*si，i＝1、2、…、n
其中，Wi为分频段子波；si为分频扫描子信号；*为自相关处理。
具体实施本发明实施例提供的一种分频混叠扫描相关前正交匹配分离装置时，在一个实施例中，前述的分离数据确定模块，具体用于按照如下方式，确定分离数据：
Ri＝Rimix∩wi＝ГRj∩wi
其中，Ri为分离出来的第i个扫描子信号的分离数据；∩为匹配运算；Wi为分频段子波；Rimix代表根据第i个分频扫描子信号时间切分的混叠子记录；Г为混叠因子；Rj为该混叠子记录中包含本身在内的全部激发的响应，j的取值取决于第i个分频扫描子信号切分记录中混叠的其他子信号扫描，该些子信号与第i个子信号正交，匹配后得以消除。
具体实施本发明实施例提供的一种分频混叠扫描相关前正交匹配分离装置时，在一个实施例中，前述的重构地震数据确定模块，具体用于：
将分离数据在时间域按从低到高的频带顺序进行数据重排，根据子扫描信号设计时相邻频带的拼接重叠时间进行时移，使同频带重叠并叠加，确定重构地震数据。
综上，本发明实施例提供的一种分频混叠扫描相关前正交匹配分离方法和装置，首先从当前炮点的母记录中提取分频扫描信号；然后对分频扫描信号进行切分，确定分频扫描子信号；接着按分频扫描子信号的扫描长度和记录长度，对母记录进行切分，确定地震数据混叠子记录；继续用分频扫描子信号自相关，确定分频段子波；下一步根据分频段子波，确定匹配算子；再下一步将匹配算子与地震数据混叠子记录进行匹配分离，确定分离数据；再下一步将分离数据在时间域叠合重构拼接，确定重构地震数据；最后用完整扫描信号与重构地震数据进行相关处理，确定全频带相关记录。
本发明实施例不通过相关来实现分频混叠数据，而是通过小波匹配的方法对相关前不同频带的信号进行分离，将分离提前到相关前，从而为实现在时域重构分频数据奠定了基础，分离后的分频数据在时间域中进行重构数据，解决了由于相关分离处理在分频混叠采集方法中带来的噪音，同时克服了常规混叠方法带来的对复杂波场的损害，解决了分频混叠采集方法的数据分离、重构的技术瓶颈；使分频正交混叠高效采集方法能保证高效和保真，实现高精度地震勘探，为高效采集的分频正交扫描方法奠定了保真基础，从而实现高效地震数据采集的同时获得高保真的地下地质信息。
本发明实施例实现了分频正交混叠扫描地震资料在相关前的信噪分离，解决了分频正交扫描用相关来进行数据分离时的非线性运算噪音和频带衔接处的基普斯现象问题，从模拟分析到实际资料测试效果很好，为正交类混叠采集方法的实施奠定了坚实的基础。
本发明实施例适用于基于正交扫描信号为背景的混叠采集，而正交扫描的优势在于比现有的混叠方法能适合任何复杂的地下地质情况，同时更能获得高品质可控震源地震数据，对混叠采集全面推广实施奠定了基础，具有良好的应用前景。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种分频混叠扫描相关前正交匹配分离方法，其特征在于，包括：
从当前炮点的母记录中提取分频扫描信号；
对分频扫描信号进行切分，确定分频扫描子信号；
按分频扫描子信号的扫描长度加记录长度，对母记录进行切分，确定地震数据混叠子记录；
用分频扫描子信号自相关，确定分频段子波；
根据分频段子波，确定匹配算子；
将匹配算子与对应的地震数据混叠子记录进行匹配分离，直至将分频扫描信号中的分频扫描子信号全部分离，确定分离数据；
将分离数据在时间域叠合重构拼接，确定重构地震数据；
用完整扫描信号与重构地震数据进行相关处理，确定全频带相关记录。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，从当前炮点的母记录中提取分频扫描信号，包括：
通过震源箱体和记录仪的GPS时间同步从连续记录中提取当前串接扫描的激发时间；
通过震源GPS获取激发时刻的物理点位置信息；
根据激发时间和激发时刻的物理点位置信息，从原始连续地震数据中提取各物理点的地震数据处理为当前炮点的母记录；
从当前炮点的母记录或震源箱体中提取分频扫描信号。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，按照如下方式，对母记录进行切分，确定地震数据混叠子记录：
Rimix＝ГRj
其中，Rimix代表根据第i个分频扫描子信号时间切分的地震数据混叠子记录；Г为混叠因子；Rj为该混叠子记录中包含本身在内的全部激发的响应，j的取值取决于第i个分频扫描子信号切分记录中混叠的其他子信号扫描。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，按照如下方式，确定分频段子波：
Wi＝si*si，i＝1、2、…、n
其中，Wi为分频段子波；si为分频扫描子信号；*为自相关处理。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，按照如下方式，确定分离数据：
Ri＝Rimix∩wi＝ГRj∩wi
其中，Ri为分离出来的第i个扫描子信号的分离数据；∩为匹配运算；Wi为分频段子波；Rimix代表根据第i个分频扫描子信号时间切分的混叠子记录；Г为混叠因子；Rj为该混叠子记录中包含本身在内的全部激发的响应，j的取值取决于第i个分频扫描子信号切分记录中混叠的其他子信号扫描，该些子信号与第i个子信号正交，匹配后得以消除。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将分离数据在时间域叠合重构拼接，确定重构地震数据，包括：
将分离数据在时间域按从低到高的频带顺序进行数据重排，根据子扫描信号设计时相邻频带的拼接重叠时间进行时移，使同频带重叠并叠加，确定重构地震数据。
7.一种分频混叠扫描相关前正交匹配分离装置，其特征在于，包括：
分频扫描信号提取模块，用于从当前炮点的母记录中提取分频扫描信号；
分频扫描子信号确定模块，用于对分频扫描信号进行切分，确定分频扫描子信号；
地震数据混叠子记录确定模块，用于按分频扫描子信号的扫描长度加记录长度，对母记录进行切分，确定地震数据混叠子记录；
分频段子波确定模块，用于用分频扫描子信号自相关，确定分频段子波；
匹配算子确定模块，用于根据分频段子波，确定匹配算子；
分离数据确定模块，用于将匹配算子与对应的地震数据混叠子记录进行匹配分离，直至将分频扫描信号中的分频扫描子信号全部分离，确定分离数据；
重构地震数据确定模块，用于将分离数据在时间域叠合重构拼接，确定重构地震数据；
相关处理模块，用于用完整扫描信号与重构地震数据进行相关处理，确定全频带相关记录。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，分频扫描信号提取模块，具体用于：
通过震源箱体和记录仪的GPS时间同步从连续记录中提取当前串接扫描的激发时间；
通过震源GPS获取激发时刻的物理点位置信息；
根据激发时间和激发时刻的物理点位置信息，从原始连续地震数据中提取各物理点的地震数据处理为当前炮点的母记录；
从当前炮点的母记录或震源箱体中提取分频扫描信号。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，地震数据混叠子记录确定模块，具体用于按照如下方式，对母记录进行切分，确定地震数据混叠子记录：
Rimix＝ГRj
其中，Rimix代表根据第i个分频扫描子信号时间切分的地震数据混叠子记录；Г为混叠因子；Rj为该混叠子记录中包含本身在内的全部激发的响应，j的取值取决于第i个分频扫描子信号切分记录中混叠的其他子信号扫描。
10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，分频段子波确定模块，具体用于按照如下方式，确定分频段子波：
Wi＝si*si，i＝1、2、…、n
其中，Wi为分频段子波；si为分频扫描子信号；*为自相关处理。
11.如权利要求7所述的装置，其特征在于，分离数据确定模块，具体用于按照如下方式，确定分离数据：
Ri＝Rimix∩wi＝ГRj∩wi
其中，Ri为分离出来的第i个扫描子信号的分离数据；∩为匹配运算；Wi为分频段子波；Rimix代表根据第i个分频扫描子信号时间切分的混叠子记录；Г为混叠因子；Rj为该混叠子记录中包含本身在内的全部激发的响应，j的取值取决于第i个分频扫描子信号切分记录中混叠的其他子信号扫描，该些子信号与第i个子信号正交，匹配后得以消除。
12.如权利要求7所述的装置，其特征在于，重构地震数据确定模块，具体用于：
将分离数据在时间域按从低到高的频带顺序进行数据重排，根据子扫描信号设计时相邻频带的拼接重叠时间进行时移，使同频带重叠并叠加，确定重构地震数据。
13.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6任一项所述方法。
14.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行实现权利要求1至6任一项所述方法的计算机程序。
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