CN112764104B - 一种测量方法、测量装置、终端设备及存储介质 - Google Patents

一种测量方法、测量装置、终端设备及存储介质 Download PDF

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CN112764104B CN202011505599.6A CN202011505599A CN112764104B CN 112764104 B CN112764104 B CN 112764104B CN 202011505599 A CN202011505599 A CN 202011505599A CN 112764104 B CN112764104 B CN 112764104B
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Abstract

本申请适用于测量技术领域，提供了一种测量方法、测量装置、终端设备及存储介质，该方法包括：获取各个加速度传感器检测到的各个目标加速度振动信号，并根据所述各个目标加速度振动信号计算平动加速度信号以及水平旋转加速度信号，各个所述加速度传感器位于同一个测量点；根据所述平动加速度信号以及所述水平旋转加速度信号计算等效地层速度；根据所述等效地层速度计算真实地层速度。本申请可以一定程度上解决目前得到的地层速度的准确度不高的问题。

Description

一种测量方法、测量装置、终端设备及存储介质
技术领域
本申请属于测量领域，尤其涉及一种测量方法、测量装置、终端设备及存储介质。
背景技术
随着社会的发展，建筑施工、铁路铺设、地铁建设、桥梁搭建等建设工程日益增多。
由于不良的地质体(比如，断层、破碎带、软弱夹层等)不仅会减缓建设工程的施工进度，而且对设备以及施工人员的人身安全造成威胁。因此，在建设工程进行施工之前，需要对地质体进行探测。
目前，地质体的探测方法一般是通过在台阵(地震阵列)的各个台站上布置测量仪器，然后通过各个台站的测量仪器测量到的数据计算地层速度，最后再根据地层速度确定地质体。然而，该探测方法需要知道各个台站的具体位置才能进行后续的数据处理，而各个台站的具体位置一般是通过独立的仪器进行测量，然后再将各个独立的仪器测量的数据进行整合得到。但在数据整合的过程中容易导致出差，从而导致最后得到的地层速度不准确。
并且，通过该方法得到的地层速度是台阵(地震阵列)所在的区域的地层速度的平均值。当地层具备横向不均匀性时，根据该方法得到的地层速度不准确。
因此，目前的地层速度的探测方法的准确度不高。
发明内容
本申请实施例提供了一种测量方法、测量装置、终端设备及存储介质，可以一定程度上解决目前得到的地层速度的准确度不高的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种测量方法，包括：
获取各个加速度传感器检测到的各个目标加速度振动信号，并根据上述各个目标加速度振动信号计算平动加速度信号以及水平旋转加速度信号，各个上述加速度传感器位于同一个测量点；
根据上述平动加速度信号以及上述水平旋转加速度信号计算等效地层速度；
根据上述等效地层速度计算真实地层速度。
在第一方面的一种可能的实现方式中，上述根据上述平动加速度信号以及上述水平旋转加速度信号计算等效地层速度，包括：
将上述平动加速度信号以及上述水平旋转加速度信号进行频域变换，得到频域平动加速度信号以及频域水平旋转加速度信号；
根据上述频域平动加速度信号以及上述频域水平旋转加速度计算等效地层速度。
在第一方面的另一种可能的实现方式中，上述根据上述等效地层速度计算真实地层速度，包括：
采用递归算法，根据上述等效地层速度计算上述真实地层速度。
在第一方面的另一种可能的实现方式中，上述测量点对应的地层的层数为N，上述N大于或等于2，相应地，上述采用递归算法，根据上述等效地层速度计算真实地层速度，包括：
将第一层地层对应的等效地层速度作为上述第一层地层的真实地层速度，并根据上述第一层地层对应的等效地层速度计算上述第一层地层的厚度值；
根据各层地层的厚度值、上述各层地层的真实地层速度以及第(i+1)层地层对应的等效地层速度计算上述第(i+1)层地层的厚度值和上述第(i+1)层地层的真实地层速度，i为大于或等于1，且小于或等于(N-1)，上述各层地层包括第一层地层到第i层地层。
在第一方面的另一种可能的实现方式中，上述将第一层地层对应的等效地层速度作为上述第一层地层的真实地层速度，并根据上述第一层地层对应的等效地层速度计算上述第一层地层的厚度值，包括：
确定采样角频率中的最高角频率，查找上述最高角频率对应的等效地层速度，并将上述最高角频率对应的等效地层速度作为上述第一层地层对应的等效地层速度；
根据上述第一层地层的真实地层速度以及上述最高频率计算上述第一层的厚度值；
相应地，上述根据各层地层的厚度值、上述各层地层的真实地层速度以及第(i+1)层地层对应的等效地层速度计算上述第(i+1)层地层的厚度值和上述第(i+1)层地层的真实地层速度，i为大于或等于1，且小于或等于(N-1)，上述各层地层包括上述第一层地层到上述第i层地层，包括：
根据第(i+1)层地层对应的角频率以及第(i+1)层地层的等效地层速度计算目标厚度值，并根据各层地层的厚度值以及上述目标厚度值计算上述第(i+1)层地层的厚度值，上述各层地层包括上述第一层地层到第i层地层；
根据上述各层地层的厚度值、上述各层地层的真实地层速度、上述第(i+1)层地层对应的角频率以及上述第(i+1)层地层的厚度值计算上述第(i+1)层地层的真实地层速度。
在第一方面的另一种可能的实现方式中，上述加速度传感器包括第一加速度传感器、第二加速度传感器、第三加速度传感器、第四加速度传感器、第五加速度传感器、第六加速度传感器、第七加速度传感器以及第八加速度传感器，且上述第二加速度传感器、上述第四加速度传感器、上述第六加速度传感器以及上述第八加速度传感器位于y坐标轴上，上述第一加速度传感器、上述第三加速度传感器、上述第五加速度传感器以及上述第七加速度传感器位于x坐标轴上；
上述水平旋转加速度信号包括第一水平旋转加速度信号以及第二水平旋转加速度信号；
相应地，上述根据上述各个目标加速度振动信号计算平动加速度信号以及水平旋转加速度信号，包括：
求解各个上述目标加速度振动信号的均值，得到垂直方向的平动加速度信号；
根据上述第二加速度传感器的目标加速度振动信号、上述第四加速度传感器的目标加速度振动信号、上述第六加速度传感器的目标加速度振动信号以及上述第八加速度传感器的目标加速度振动信号计算上述第一水平旋转加速度信号；
根据上述第一加速度传感器的目标加速度振动信号、上述第三加速度传感器的目标加速度振动信号、上述第五加速度传感器的目标加速度振动信号以及上述第七加速度传感器的目标加速度振动信号相计算上述第二水平旋转加速度信号。
在第一方面的另一种可能的实现方式中，上述根据上述第二加速度传感器的目标加速度振动信号、上述第四加速度传感器的目标加速度振动信号、上述第六加速度传感器的目标加速度振动信号以及上述第八加速度传感器的目标加速度振动信号计算上述第一水平旋转加速度信号，包括：
将上述第二加速度传感器的目标加速度振动信号与上述第四加速度传感器的目标加速度振动信号相减，得到第一差值，将上述第一差值与上述第一目标系数相乘，得到第一目标值；将上述第八加速度传感器的目标加速度振动信号与上述第六加速度传感器的目标加速度振动信号相减，得到第二差值，将上述第二差值与上述第二目标系数相乘，得到第二目标值，将上述第一目标值与上述第二目标值相加，得到上述第一水平旋转加速度信号；
上述根据上述第一加速度传感器的目标加速度振动信号、上述第三加速度传感器的目标加速度振动信号、上述第五加速度传感器的目标加速度振动信号以及上述第七加速度传感器的目标加速度振动信号相计算上述第二水平旋转加速度信号，包括：
将上述第三加速度传感器的目标加速度振动信号与上述第一加速度传感器的目标加速度振动信号相减，得到第三差值，将上述第三差值与第一目标系数相乘，得到第三目标值；将上述第五加速度传感器的目标加速度振动信号与上述第七加速度传感器的目标加速度振动信号相减，得到第四差值，将上述第四差值与第二目标系数相乘，得到第四目标值，将上述第三目标值与上述第四目标值相加，得到上述第二水平旋转加速度信号。
第二方面，本申请实施例提供了一种测量装置，包括：
获取模块，用于检测各个加速度传感器检测到的各个目标加速度振动信号，并根据上述各个目标加速度振动信号计算平动加速度信号以及水平旋转加速度信号，各个上述加速度传感器位于同一个测量点；
第一计算模块，用于根据上述平动加速度信号以及上述水平旋转加速度信号计算等效地层速度；
第二计算模块，用于根据上述等效地层速度计算真实地层速度。
第三方面，本申请实施例提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在上述存储器中并可在上述处理器上运行的计算机程序，上述处理器执行上述计算机程序时实现如上述第一方面所述方法的步骤。
第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，上述计算机可读存储介质存储有计算机程序，上述计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述方法的步骤。
第五方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在终端设备上运行时，使得终端设备执行上述第一方面中任一项所述的测量方法。
可以理解的是，上述第二方面至第五方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。
本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：
本申请提供一种测量方法，首先，获取各个加速度传感器检测到的各个目标加速度振动信号，并根据各个目标加速度振动信号计算平动加速度信号以及水平旋转加速度信号，各个加速度传感器位于同一个测量点。然后根据该平动加速度信号以及该水平旋转加速度信号计算等效地层速度。最后根据等效地层速度计算真实地层速度。由于各个加速度传感器位于同一个测量点，因此，最后得到的是该测量点对应的地层的真实地层速度。因此，即使该测量点所在区域对应的地层具备横向不均匀性，也不会对该测量点对应的地层的真实地层速度的计算造成影响，从而使得得到的真实地层速度更加准确。并且，在本申请中，只需要获取该测量点的平动加速度信号以及水平旋转加速度信号即可计算真实地层速度，不需要获取各个台站的具体位置，不需要将数据进行整合，避免因数据整合出现的差错，从而使得得到的真实地层速度更加准确。因此，通过本申请的测量方法得到的真实地层速度更加准确。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，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。
图1是本申请一实施例提供的测量方法的流程示意图；
图2是本申请一实施例提供的各个加速度传感器的相对位置的示意图；
图3是本申请一实施例提供的平动加速度信号、水平旋转加速度信号的示意图；
图4是本申请一实施例提供的等效地层速度的示意图；
图5是本申请一实施例提供的真实地层速度的示意图；
图6是本申请一实施例提供的测量装置的结构示意图；
图7是本申请实施例提供的终端设备的结构示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
本申请实施例提供的测量方法可以应用于手机、平板电脑、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，UMPC)、上网本、个人数字助理(personaldigital assistant，PDA)等终端设备上，本申请实施例对终端设备的具体类型不作任何限制。
为了说明本申请所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
实施例一
下面对本申请实施例一提供的一种测量方法进行描述，请参阅附图1，该方法包括：
步骤S101、获取各个加速度传感器检测到的各个目标加速度振动信号，并根据各个目标加速度振动信号计算平动加速度信号以及水平旋转加速度信号，各个加速度传感器位于同一个测量点。
在步骤S101中，各个加速度传感器位于同一个测量点，各个加速度传感器可以为压电陶瓷传感器或者微机电传感器。对于各个加速度传感器的种类用户可以根据实际情况进行选择，本申请在此不做具体限定。加速度传感器的个数用户可根据实际情况进行设置，本申请在此不做限定。需要说明的是，可以先将各个加速度传感器集成在一个终端设备中，然后再将该终端设备放置于测量点上。
各个目标加速度振动信号可以是本终端设备的各个加速度传感器检测到的，也可以是通过其他终端设备的各个加速度传感器检测得到，然后其他终端设备再将检测到的数据发送至本终端设备。本申请对于各个目标加速度振动信号的来源不做具体限定。
当需要探测测量点的地层速度时，将各个加速度传感器放置于该测量点上，然后人工锤击地面，此时，各个加速度传感器检测到各个目标加速度振动信号。本终端设备再获取各个加速度传感器检测到的各个目标加速度振动信号。最后再根据各个目标加速度振动信号计算平动加速度信号以及水平旋转加速度信号。
在一些可能实现的方式中，加速度传感器包括第一加速度传感器、第二加速度传感器、第三加速度传感器、第四加速度传感器、第五加速度传感器、第六加速度传感器、第七加速度传感器以及第八加速度传感器，且第二加速度传感器、第四加速度传感器、第六加速度传感器以及第八加速度传感器位于y坐标轴上，第一加速度传感器、第三加速度传感器、第五加速度传感器以及第七加速度传感器位于x坐标轴上；水平旋转加速度信号包括第一水平旋转加速度信号以及第二水平旋转加速度信号；相应地，根据各个目标加速度振动信号计算平动加速度信号以及水平旋转加速度信号，包括：
求解各个目标加速度振动信号的均值，得到垂直方向的平动加速度信号；
根据第二加速度传感器的目标加速度振动信号、第四加速度传感器的目标加速度振动信号、第六加速度传感器的目标加速度振动信号以及第八加速度传感器的目标加速度振动信号计算第一水平旋转加速度信号；
根据第一加速度传感器的目标加速度振动信号、第三加速度传感器的目标加速度振动信号、第五加速度传感器的目标加速度振动信号以及第七加速度传感器的目标加速度振动信号相计算第二水平旋转加速度信号。
在本实现方式中，加速度传感器包括8个，分别为第一加速度传感器、第二加速度传感器、第三加速度传感器、第四加速度传感器、第五加速度传感器、第六加速度传感器、第七加速度传感器以及第八加速度传感器。并且各个加速度传感器的相对位置如图2所示。在图2中，D表示传感器之间的距离。
在得到各个目标加速度振动信号之后，将各个目标加速度振动信号代入以下公式中，从而得到垂直方向的平动加速度信号：
Figure BDA0002844833840000091
其中，Az表示垂直方向的平动加速度信号，S1～S8分别表示各个加速度传感器的目标加速度振动信号。
在另一些可能实现的方式中，根据第二加速度传感器的目标加速度振动信号、第四加速度传感器的目标加速度振动信号、第六加速度传感器的目标加速度振动信号以及第八加速度传感器的目标加速度振动信号计算第一水平旋转加速度信号，包括：
将第二加速度传感器的目标加速度振动信号与第四加速度传感器的目标加速度振动信号相减，得到第一差值，将第一差值与第一目标系数相乘，得到第一目标值；将第八加速度传感器的目标加速度振动信号与第六加速度传感器的目标加速度振动信号相减，得到第二差值，将第二差值与第二目标系数相乘，得到第二目标值，将第一目标值与第二目标值相加，得到第一水平旋转加速度信号；
根据第一加速度传感器的目标加速度振动信号、第三加速度传感器的目标加速度振动信号、第五加速度传感器的目标加速度振动信号以及第七加速度传感器的目标加速度振动信号相计算第二水平旋转加速度信号，包括：
将第三加速度传感器的目标加速度振动信号与第一加速度传感器的目标加速度振动信号相减，得到第三差值，将第三差值与第一目标系数相乘，得到第三目标值；将第五加速度传感器的目标加速度振动信号与第七加速度传感器的目标加速度振动信号相减，得到第四差值，将第四差值与第二目标系数相乘，得到第四目标值，将第三目标值与第四目标值相加，得到第二水平旋转加速度信号。
在本实现方式中，在得到各个加速度传感器的目标加速度振动信号之后，将第二加速度传感器的目标加速度振动信号、第四加速度传感器的目标加速度振动信号、第六加速度传感器的目标加速度振动信号以及第八加速度传感器的目标加速度传感器信号代入以下公式中，得到第一水平旋转加速度信号：
Figure BDA0002844833840000101
Wx表示第一水平旋转加速度信号，(S2-S4)表示第一差值，
Figure BDA0002844833840000102
表示第一目标系数(其中，9为固定参数，8表示加速度传感器的个数)，(S8-S6)表示第二差值，
Figure BDA0002844833840000111
表示第二目标系数(第二目标系数为固定参数)，
Figure BDA0002844833840000112
表示第一目标值，
Figure BDA0002844833840000113
表示第二目标值。
将第一加速度传感器的目标加速度振动信号、第三加速度传感器的目标加速度振动信号、第五加速度传感器的目标加速度振动信号以及第七加速度传感器的目标加速度传感器信号代入以下公式中，得到第二水平旋转加速度信号：
Figure BDA0002844833840000114
其中，Wy表示第二水平旋转加速度信号，(S3-S1)表示第三差值，(S5-S7)表示第四差值，
Figure BDA0002844833840000115
表示第三目标值，
Figure BDA0002844833840000116
表示第四目标值。此时，计算得到的平动加速度信号以及水平旋转加速度信号如图3所示，图3中的横坐标均表示时间，纵坐标分别表示垂直方向平动加速度信号以及水平旋转加速度信号。
步骤S102、根据平动加速度信号以及水平旋转加速度信号计算等效地层速度。
在步骤S102中，本终端设备在计算出平动加速度信号以及水平旋转加速度信号之后，再根据平动加速度信号以及水平旋转加速度信号计算等效地层速度
在一些可能实现的方式中，在计算出平动加速度信号以及水平旋转加速度信号之后，可以先将平动加速度信号以及水平旋转加速度信号进行频域变换，得到频域平动加速度信号以及频域水平旋转加速度信号。然后再根据频域平动加速度信号以及频域水平旋转加速度计算等效地层速度。
由于旋转加速度信号与平动加速度信号的关系式如下：
Figure BDA0002844833840000117
其中，
Figure BDA0002844833840000118
表示旋转加速度信号，Wx,Wy,Wz分别表示旋转加速度在三个坐标轴方向的分量。
Figure BDA0002844833840000121
表示平动加速度，Ax,Ay,Az分别表示平动加速度在三个坐标轴方向的分量。
Figure BDA0002844833840000122
表示梯度算符。对该关系式进行频域变换，可以得到以下频率关系式：
Figure BDA0002844833840000123
Figure BDA0002844833840000124
为波传播方向的单位矢量，w表示角频率，c(w)表示频率为w的波的传播速度(等效地层速度)。由于锤击地面产生的加速度振动信号主要包括瑞利波，瑞利波沿地表水平方向传播，即此时
Figure BDA0002844833840000125
为水平方向的单位矢量，其产生的旋转加速度只在水平平面内。因此，瑞利波的垂直方向(Z轴方向)的平动加速度信号的单位矢量、传播方向的单位矢量和水平平面内的旋转加速度信号的单位矢量为正交关系。因此，上述频域关系式可以简化为以下目标关系式：
Figure BDA0002844833840000126
即频率为w的波的传播速度c(w)的计算公式为：
Figure BDA0002844833840000127
Az(w)表示平动加速度在垂直方向的分量，Wx(w)以及Wy(w)表示旋转加速度在水平平面内的分量，即Wx(w)表示第一频域水平旋转加速度信号，Wy(w)表示第二频域水平旋转加速度信号。
因此，在得到频域平动加速度信号以及频域水平旋转加速度信号之后，将频域平动加速度信号以及频域水平旋转加速度信号代入传播速度c(w)的计算公式中，从而得到等效地层速度。
当平动加速度信号、第一水平旋转加速度信号以及第二水平旋转加速度信号如图3所示时，计算得到的等效地层速度如图4所示。
步骤S103、根据等效地层速度计算真实地层速度。
在步骤S103中，假设步骤S102计算得到的等效速度是深度为H的地层的地层速度的平均值，则存在以下公式：
Figure BDA0002844833840000131
其中，v(z)表示真实地层速度，c为等效地层速度。假设深度H与角频率w存在以下关系式：
Figure BDA0002844833840000132
则根据本步骤中的上述两个公式可以得到真实地层速度的计算公式：
Figure BDA0002844833840000133
其中，Δzn表示地层第n层的厚度，v(zn)表示第n层的真实地层速度，N表示深度为H的地层的第N层。
在一些可能实现的方式中，可以采用递归算法，根据等效地层速度计算真实地层速度，即将等效地层速度代入真实地层速度的计算公式中，然后采用递归算法进行求解。
在另一些可能实现的方式中，测量点对应的地层的层数为N，N大于或等于2，相应地，采用递归算法，根据等效地层速度计算真实地层速度，包括：
将第一层地层对应的等效地层速度作为第一层地层的真实地层速度，并根据第一层地层对应的等效地层速度计算第一层地层的厚度值。根据各层地层的厚度值、各层地层的真实地层速度以及第(i+1)层地层对应的等效地层速度计算第(i+1)层地层的厚度值和第(i+1)层地层的真实地层速度，i为大于或等于1，且小于或等于(N-1)，各层地层包括第一层地层到第i层地层。
在本实现方式中，将第一层地层对应的等效地层速度作为第一层地层的真实地层速度，并根据第一层地层对应的等效地层速度计算第一层地层的厚度值。然后再根据第一层地层的厚度值、第一层地层的真实地层速度以及第2层地层对应的等效地层速度计算第2层地层的厚度值和第2层地层的真实地层速度。以此类推，最终可以得到第N层地层的厚度值以及第N层地层的真实地层速度。
在另一些可能实现的方式中，将第一层地层对应的等效地层速度作为第一层地层的真实地层速度，并根据第一层地层对应的等效地层速度计算第一层地层的厚度值，包括：确定采样角频率中的最高角频率，查找最高角频率对应的等效地层速度，并将最高角频率对应的等效地层速度作为第一层地层对应的等效地层速度；根据第一层地层的真实地层速度以及最高频率计算第一层的厚度值；相应地，根据各层地层的厚度值、各层地层的真实地层速度以及第(i+1)层地层对应的等效地层速度计算第(i+1)层地层的厚度值和第(i+1)层地层的真实地层速度，i为大于或等于1，且小于或等于(N-1)，各层地层包括第一层地层到第i层地层，包括：根据第(i+1)层地层对应的角频率以及第(i+1)层地层的等效地层速度计算目标厚度值，并根据各层地层的厚度值以及目标厚度值计算第(i+1)层地层的厚度值，各层地层包括第一层地层到第i层地层；根据各层地层的厚度值、各层地层的真实地层速度、第(i+1)层地层对应的角频率以及第(i+1)层地层的厚度值计算第(i+1)层地层的真实地层速度。
在本实现方式中，确定采样角频率中的最高角频率，查找最高角频率对应的等效地层速度，并将最高角频率对应的等效地层速度作为第一层地层对应的等效地层速度，并将第一层地层对应的等效地层速度作为第一层地层的真实地层速度。然后将第一层地层的真实地层速度以及最高频率代入真实地层速度的计算公式
Figure BDA0002844833840000141
中，得到第一层的厚度值Δz1(即此时，N的取值为1)。
在得到第一层的厚度值之后，将第(i+1)层地层对应的角频率以及第(i+1)层地层的等效地层速度代入深度与角频率的关系式
Figure BDA0002844833840000142
中，得到目标厚度值。然后将目标厚度值减去各层地层的厚度值得到第(i+1)层地层的厚度值。最后将各层地层的厚度值、各层地层的真实地层速度、第(i+1)层地层对应的角频率以及第(i+1)层地层的厚度值代入真实地层速度的计算公式
Figure BDA0002844833840000143
中，得到第(i+1)层地层的真实地层速度(当计算得到的等效地层速度如图4所示时，根据等效地层速度计算得到的真实地层速度如图5所示)。
比如，地层的层数N的取值为3(此时各层地层包括第一层地层到第二层地层)。在得到第一层的厚度值之后，确定采用角频率中的次角频率，并将次角频率对应的等效地层速度作为第二层地层的等效地层速度。然后将次角频率以及第二层地层的等效地层速度代入深度与角频率的关系式
Figure BDA0002844833840000151
中，得到目标厚度值H。接着将目标厚度值H以及第一层的厚度值Δz1代入以下公式中，得到第二层的厚度值Δz2：
Δz2＝H-Δz1
然后再将第一层地层的厚度值Δz1、第一层地层的真实地层速度v(z1)、次角频率以及第二层地层的厚度值Δz2代入以下公式中，得到第二层地层的真实地层速度v(z2)：
Figure BDA0002844833840000152
在得到第二层地层的真实地层速度之后，确定次角频率的下一个采样角频率，并将次角频率的下一个采样角频率对应的等效地层速度作为第三层地层的等效地层速度。然后将次角频率的下一个采样角频率以及第三层地层的等效地层速度代入深度与角频率的关系式
Figure BDA0002844833840000153
中，得到目标厚度值H。接着将目标厚度值H、第一层的厚度值Δz1以及第二层的厚度值Δz2代入以下公式中，得到第三层的厚度值Δz3：
Δz3＝H-Δz1-Δz2
然后再将第一层地层的厚度值Δz1、第一层地层的真实地层速度v(z1)、第二层地层的厚度值Δz2、第二层地层的真实地层速度v(z2)、次角频率的下一个采样角频率以及第三层地层的厚度值Δz3代入以下公式中，得到第三层地层的真实地层速度v(z3)：
Figure BDA0002844833840000154
综上所述，本申请提供一种测量方法，首先，获取各个加速度传感器检测到的各个目标加速度振动信号，并根据各个目标加速度振动信号计算平动加速度信号以及水平旋转加速度信号，各个加速度传感器位于同一个测量点。然后根据该平动加速度信号以及该水平旋转加速度信号计算等效地层速度。最后根据等效地层速度计算真实地层速度。由于各个加速度传感器位于同一个测量点，因此，最后得到的是该测量点对应的地层的真实地层速度。因此，即使该测量点所在区域对应的地层具备横向不均匀性，也不会对该测量点对应的地层的真实地层速度的计算造成影响，从而使得得到的真实地层速度更加准确。并且，在本申请中，只需要获取该测量点的平动加速度信号以及水平旋转加速度信号即可计算真实地层速度，不需要获取各个台站的具体位置，不需要将数据进行整合，避免因数据整合出现的差错，从而使得得到的真实地层速度更加准确。因此，通过本申请的测量方法得到的真实地层速度更加准确。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
实施例二
图6示出了一种测量装置的示例，为了便于说明，仅示出了与本申请实施例相关的部分。该装置600包括：
获取模块601，用于获取各个加速度传感器检测到的各个目标加速度振动信号，并根据各个目标加速度振动信号计算平动加速度信号以及水平旋转加速度信号，各个加速度传感器位于同一个测量点。
第一计算模块602，用于根据平动加速度信号以及水平旋转加速度信号计算等效地层速度。
第二计算模块603，用于根据等效地层速度计算真实地层速度。
可选地，第一计算模块602用于执行：
将平动加速度信号以及水平旋转加速度信号进行频域变换，得到频域平动加速度信号以及频域水平旋转加速度信号；
根据频域平动加速度信号以及频域水平旋转加速度计算等效地层速度。
可选地，第二计算模块603用于执行：
采用递归算法，根据等效地层速度计算所述真实地层速度。
可选地，测量点对应的地层的层数为N，N大于或等于2，相应地，第二计算模块603用于执行：
将第一层地层对应的等效地层速度作为第一层地层的真实地层速度，并根据第一层地层对应的等效地层速度计算第一层地层的厚度值；
根据各层地层的厚度值、各层地层的真实地层速度以及第(i+1)层地层对应的等效地层速度计算第(i+1)层地层的厚度值和第(i+1)层地层的真实地层速度，i为大于或等于1，且小于或等于(N-1)，各层地层包括第一层地层到第i层地层。
可选地，第二计算模块603用于执行：
确定采样角频率中的最高角频率，查找最高角频率对应的等效地层速度，并将最高角频率对应的等效地层速度作为第一层地层对应的等效地层速度；
根据第一层地层的真实地层速度以及最高频率计算第一层的厚度值；
根据第(i+1)层地层对应的角频率以及第(i+1)层地层的等效地层速度计算目标厚度值，并根据各层地层的厚度值以及目标厚度值计算第(i+1)层地层的厚度值，各层地层包括第一层地层到所述第i层地层；
根据各层地层的厚度值、各层地层的真实地层速度、第(i+1)层地层对应的角频率以及第(i+1)层地层的厚度值计算第(i+1)层地层的真实地层速度。
可选地，加速度传感器包括第一加速度传感器、第二加速度传感器、第三加速度传感器、第四加速度传感器、第五加速度传感器、第六加速度传感器、第七加速度传感器以及第八加速度传感器，且第二加速度传感器、第四加速度传感器、第六加速度传感器以及第八加速度传感器位于y坐标轴上，第一加速度传感器、第三加速度传感器、第五加速度传感器以及第七加速度传感器位于x坐标轴上。
水平旋转加速度信号包括第一水平旋转加速度信号以及第二水平旋转加速度信号。
相应地，获取模块601具体用于执行：
求解各个目标加速度振动信号的均值，得到垂直方向的平动加速度信号；
根据第二加速度传感器的目标加速度振动信号、第四加速度传感器的目标加速度振动信号、第六加速度传感器的目标加速度振动信号以及第八加速度传感器的目标加速度振动信号计算第一水平旋转加速度信号；
根据第一加速度传感器的目标加速度振动信号、第三加速度传感器的目标加速度振动信号、第五加速度传感器的目标加速度振动信号以及第七加速度传感器的目标加速度振动信号相计算第二水平旋转加速度信号。
可选地，获取模块601具体用于执行：
将第二加速度传感器的目标加速度振动信号与第四加速度传感器的目标加速度振动信号相减，得到第一差值，将第一差值与第一目标系数相乘，得到第一目标值；将第八加速度传感器的目标加速度振动信号与第六加速度传感器的目标加速度振动信号相减，得到第二差值，将第二差值与第二目标系数相乘，得到第二目标值，将第一目标值与第二目标值相加，得到第一水平旋转加速度信号。
将第三加速度传感器的目标加速度振动信号与第一加速度传感器的目标加速度振动信号相减，得到第三差值，将第三差值与第一目标系数相乘，得到第三目标值；将第五加速度传感器的目标加速度振动信号与第七加速度传感器的目标加速度振动信号相减，得到第四差值，将第四差值与第二目标系数相乘，得到第四目标值，将第三目标值与所述第四目标值相加，得到所述第二水平旋转加速度信号。
需要说明的是，上述装置/单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本申请方法实施例一基于同一构思，其具体功能及带来的技术效果，具体可参见方法实施例一部分，此处不再赘述。
实施例三
图7是本申请实施例三提供的终端设备的示意图。如图7所示，该实施例的终端设备700包括：处理器701、存储器702以及存储在上述存储器702中并可在上述处理器701上运行的计算机程序703。上述处理器701执行上述计算机程序703时实现上述各个方法实施例中的步骤。或者，上述处理器701执行上述计算机程序703时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能。
示例性的，上述计算机程序703可以被分割成一个或多个模块/单元，上述一个或者多个模块/单元被存储在上述存储器702中，并由上述处理器701执行，以完成本申请。上述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述上述计算机程序703在上述终端设备700中的执行过程。例如，上述计算机程序703可以被分割成获取模块、第一计算模块以及第二计算模块，各模块具体功能如下：
获取各个加速度传感器检测到的各个目标加速度振动信号，并根据所述各个目标加速度振动信号计算平动加速度信号以及水平旋转加速度信号，各个所述加速度传感器位于同一个测量点；
根据所述平动加速度信号以及所述水平旋转加速度信号计算等效地层速度；
根据所述等效地层速度计算真实地层速度。
上述终端设备可包括，但不仅限于，处理器701、存储器702。本领域技术人员可以理解，图7仅仅是终端设备700的示例，并不构成对终端设备700的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如上述终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器701可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其它通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件插件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
上述存储器702可以是上述终端设备700的内部存储单元，例如终端设备700的硬盘或内存。上述存储器702也可以是上述终端设备700的外部存储设备，例如上述终端设备700上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(SecureDigital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，上述存储器702还可以既包括上述终端设备700的内部存储单元也包括外部存储设备。上述存储器702用于存储上述计算机程序以及上述终端设备所需的其它程序和数据。上述存储器702还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将上述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，上述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或插件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
上述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述各个方法实施例中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，上述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，上述计算机程序包括计算机程序代码，上述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。上述计算机可读介质可以包括：能够携带上述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，上述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
以上上述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种测量方法，其特征在于，包括：
获取各个加速度传感器检测到的各个目标加速度振动信号，并根据所述各个目标加速度振动信号计算平动加速度信号以及水平旋转加速度信号，各个所述加速度传感器位于同一个测量点；
根据所述平动加速度信号以及所述水平旋转加速度信号计算等效地层速度；
根据所述等效地层速度计算真实地层速度；
所述根据所述平动加速度信号以及所述水平旋转加速度信号计算等效地层速度，包括：
将平动加速度信号以及水平旋转加速度信号进行频域变换，得到频域平动加速度信号以及频域水平旋转加速度信号；
根据频域平动加速度信号以及频域水平旋转加速度计算等效地层速度；
所述加速度传感器包括第一加速度传感器、第二加速度传感器、第三加速度传感器、第四加速度传感器、第五加速度传感器、第六加速度传感器、第七加速度传感器以及第八加速度传感器，且所述第二加速度传感器、所述第四加速度传感器、所述第六加速度传感器以及所述第八加速度传感器位于y坐标轴上，所述第一加速度传感器、所述第三加速度传感器、所述第五加速度传感器以及所述第七加速度传感器位于x坐标轴上；
所述水平旋转加速度信号包括第一水平旋转加速度信号以及第二水平旋转加速度信号；
相应地，所述根据所述各个目标加速度振动信号计算平动加速度信号以及水平旋转加速度信号，包括：
求解各个所述目标加速度振动信号的均值，得到垂直方向的平动加速度信号；
根据所述第二加速度传感器的目标加速度振动信号、所述第四加速度传感器的目标加速度振动信号、所述第六加速度传感器的目标加速度振动信号以及所述第八加速度传感器的目标加速度振动信号计算所述第一水平旋转加速度信号；
根据所述第一加速度传感器的目标加速度振动信号、所述第三加速度传感器的目标加速度振动信号、所述第五加速度传感器的目标加速度振动信号以及所述第七加速度传感器的目标加速度振动信号计算所述第二水平旋转加速度信号；
所述根据所述等效地层速度计算真实地层速度，包括：
采用递归算法，根据所述等效地层速度计算所述真实地层速度；
所述测量点对应的地层的层数为N，所述N大于或等于2，相应地，所述采用递归算法，根据所述等效地层速度计算真实地层速度，包括：
将第一层地层对应的等效地层速度作为所述第一层地层的真实地层速度，并根据所述第一层地层对应的等效地层速度计算所述第一层地层的厚度值；
根据各层地层的厚度值、所述各层地层的真实地层速度以及第(i+1)层地层对应的等效地层速度计算所述第(i+1)层地层的厚度值和所述第(i+1)层地层的真实地层速度，i为大于或等于1，且小于或等于(N-1)，所述各层地层包括所述第一层地层到第i层地层。
所述将第一层地层对应的等效地层速度作为所述第一层地层的真实地层速度，并根据所述第一层地层对应的等效地层速度计算所述第一层地层的厚度值，包括：
确定采样角频率中的最高角频率，查找所述最高角频率对应的等效地层速度，并将所述最高角频率对应的等效地层速度作为所述第一层地层对应的等效地层速度；
根据所述第一层地层的真实地层速度以及所述最高角频率计算所述第一层地层的厚度值；
相应地，根据各层地层的厚度值、所述各层地层的真实地层速度以及第(i+1)层地层对应的等效地层速度计算所述第(i+1)层地层的厚度值和所述第(i+1)层地层的真实地层速度，i为大于或等于1，且小于或等于(N-1)，所述各层地层包括所述第一层地层到第i层地层，包括：
根据第(i+1)层地层对应的角频率以及第(i+1)层地层的等效地层速度计算目标厚度值，并根据各层地层的厚度值以及所述目标厚度值计算所述第(i+1)层地层的厚度值，所述各层地层包括所述第一层地层到第i层地层；
根据所述各层地层的厚度值、所述各层地层的真实地层速度、所述第(i+1)层地层对应的角频率以及所述第(i+1)层地层的厚度值计算所述第(i+1)层地层的真实地层速度。
2.如权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述根据所述第二加速度传感器的目标加速度振动信号、所述第四加速度传感器的目标加速度振动信号、所述第六加速度传感器的目标加速度振动信号以及所述第八加速度传感器的目标加速度振动信号计算所述第一水平旋转加速度信号，包括：
将所述第二加速度传感器的目标加速度振动信号与所述第四加速度传感器的目标加速度振动信号相减，得到第一差值，将所述第一差值与第一目标系数相乘，得到第一目标值；将所述第八加速度传感器的目标加速度振动信号与所述第六加速度传感器的目标加速度振动信号相减，得到第二差值，将所述第二差值与第二目标系数相乘，得到第二目标值，将所述第一目标值与所述第二目标值相加，得到所述第一水平旋转加速度信号；
所述根据所述第一加速度传感器的目标加速度振动信号、所述第三加速度传感器的目标加速度振动信号、所述第五加速度传感器的目标加速度振动信号以及所述第七加速度传感器的目标加速度振动信号计算所述第二水平旋转加速度信号，包括：
将所述第三加速度传感器的目标加速度振动信号与所述第一加速度传感器的目标加速度振动信号相减，得到第三差值，将所述第三差值与所述第一目标系数相乘，得到第三目标值；将所述第五加速度传感器的目标加速度振动信号与所述第七加速度传感器的目标加速度振动信号相减，得到第四差值，将所述第四差值与所述第二目标系数相乘，得到第四目标值，将所述第三目标值与所述第四目标值相加，得到所述第二水平旋转加速度信号。
3.一种测量装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取各个加速度传感器检测到的各个目标加速度振动信号，并根据所述各个目标加速度振动信号计算平动加速度信号以及水平旋转加速度信号，各个所述加速度传感器位于同一个测量点；
第一计算模块，用于根据所述平动加速度信号以及所述水平旋转加速度信号计算等效地层速度；
第二计算模块，用于根据所述等效地层速度计算真实地层速度；
所述第一计算模块用于执行：
将平动加速度信号以及水平旋转加速度信号进行频域变换，得到频域平动加速度信号以及频域水平旋转加速度信号；
根据频域平动加速度信号以及频域水平旋转加速度计算等效地层速度；
加速度传感器包括第一加速度传感器、第二加速度传感器、第三加速度传感器、第四加速度传感器、第五加速度传感器、第六加速度传感器、第七加速度传感器以及第八加速度传感器，且第二加速度传感器、第四加速度传感器、第六加速度传感器以及第八加速度传感器位于y坐标轴上，第一加速度传感器、第三加速度传感器、第五加速度传感器以及第七加速度传感器位于x坐标轴上。
水平旋转加速度信号包括第一水平旋转加速度信号以及第二水平旋转加速度信号；
所述获取模块具体用于执行：
求解各个目标加速度振动信号的均值，得到垂直方向的平动加速度信号；
根据第二加速度传感器的目标加速度振动信号、第四加速度传感器的目标加速度振动信号、第六加速度传感器的目标加速度振动信号以及第八加速度传感器的目标加速度振动信号计算第一水平旋转加速度信号；
根据第一加速度传感器的目标加速度振动信号、第三加速度传感器的目标加速度振动信号、第五加速度传感器的目标加速度振动信号以及第七加速度传感器的目标加速度振动信号计算第二水平旋转加速度信号；
所述第二计算模块用于执行：
采用递归算法，根据等效地层速度计算所述真实地层速度；
所述测量点对应的地层的层数为N，N大于或等于2，相应地，所述第二计算模块用于执行：
将第一层地层对应的等效地层速度作为第一层地层的真实地层速度，并根据第一层地层对应的等效地层速度计算第一层地层的厚度值；
根据各层地层的厚度值、各层地层的真实地层速度以及第(i+1)层地层对应的等效地层速度计算第(i+1)层地层的厚度值和第(i+1)层地层的真实地层速度，i为大于或等于1，且小于或等于(N-1)，各层地层包括第一层地层到第i层地层；
所述第二计算模块用于执行：
确定采样角频率中的最高角频率，查找最高角频率对应的等效地层速度，并将最高角频率对应的等效地层速度作为第一层地层对应的等效地层速度；
根据第一层地层的真实地层速度以及最高频率计算第一层地层的厚度值；
根据第(i+1)层地层对应的角频率以及第(i+1)层地层的等效地层速度计算目标厚度值，并根据各层地层的厚度值以及目标厚度值计算第(i+1)层地层的厚度值，各层地层包括第一层地层到所述第i层地层；
根据各层地层的厚度值、各层地层的真实地层速度、第(i+1)层地层对应的角频率以及第(i+1)层地层的厚度值计算第(i+1)层地层的真实地层速度。
4.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述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如权利要求1-2任一项所述的方法。
5.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-2任一项所述的方法。
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