RU2102776C1 - Vibroseismic survey method - Google Patents
Vibroseismic survey method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2102776C1 RU2102776C1 RU95110284A RU95110284A RU2102776C1 RU 2102776 C1 RU2102776 C1 RU 2102776C1 RU 95110284 A RU95110284 A RU 95110284A RU 95110284 A RU95110284 A RU 95110284A RU 2102776 C1 RU2102776 C1 RU 2102776C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vibroseismic
- units
- sequence
- function
- code function
- Prior art date
Links
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к вибросейсмической разведке и может быть использовано для повышения безопасности зданий и сооружений при проведении вибросейсмических наблюдений путем применения разнополярной последовательности коротких и идентичных между собой частотно-модулированных сигналов, функция кода которой обеспечивает исключение из интервалов полезной записи на коррелограммах аномальных разрастаний корреляционного фона, возникающих в связи с периодичностью следования разверток, составляющих последовательность. The invention relates to vibroseismic exploration and can be used to improve the safety of buildings and structures during vibroseismic observations by applying a bipolar sequence of short and identical frequency-modulated signals, the code function of which eliminates from the intervals of useful recordings on correlograms of abnormal growths of the correlation background that occur in connection with the periodicity of the sweeps that make up the sequence.
Известны способ и устройство, включающие возбуждение и регистрацию псевдослучайных колебаний, обеспечивающих ослабление резонансных явлений в конструкциях зданий и сооружений и позволяющих в связи с этим снизить опасность их разрушения при вибросейсмических наблюдениях [1]
Недостатками указанного способа и устройства являются сложность технической реализации фазовой коррекции псевдослучайных сигналов, высокая интенсивность корреляционного фона, а также более низкий средний уровень энергии псевдослучайных сигналов, на 6 дБ уступающий среднему уровню энергии ЛЧМ-сигналов при одной и той же амплитуде управляющего сигнала.A known method and device, including the excitation and registration of pseudorandom oscillations, providing attenuation of resonance phenomena in the structures of buildings and structures and thereby reducing the risk of their destruction during vibroseismic observations [1]
The disadvantages of this method and device are the complexity of the technical implementation of the phase correction of pseudo-random signals, the high intensity of the correlation background, as well as the lower average energy level of the pseudo-random signals, 6 dB lower than the average energy level of the LFM signals at the same amplitude of the control signal.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ вибросейсмической разведки, позволяющий уменьшить влияние резонансных явлений в конструкции зданий и сооружений, возникающих при вибросейсмических наблюдениях, за счет значительного увеличения скорости изменения частоты в развертке, заключающийся в возбуждении и регистрации на каждом пикете возбуждения по две последовательности коротких вибросейсмических сигналов, полярности которых изменяются в соответствии с кодами дополнительных последовательностей, корреляцию каждой последовательности и суммирование полученных коррелограмм [2]
Недостатками указанного способа являются необходимость получения на каждом пункте возбуждения двух виброграмм, увеличение в два раза объемов корреляционной обработки и необходимость суммирования коррелограмм, соответствующих дополнительным кодам.Closest to the proposed method is a method of vibroseismic reconnaissance, which allows to reduce the effect of resonance phenomena in the construction of buildings and structures arising from vibroseismic observations, due to a significant increase in the rate of change of frequency in the sweep, consisting in the excitation and registration at each picket excitation of two sequences of short vibroseismic signals whose polarity changes in accordance with the codes of additional sequences, the correlation of each sequences and summation of the obtained correlograms [2]
The disadvantages of this method are the need to obtain at each point of excitation two vibrograms, a two-fold increase in the volume of correlation processing and the need to summarize correlograms corresponding to additional codes.
Цель изобретения технологичное ослабление резонансных явлений в конструкциях зданий и сооружений, возникающих при вибросейсмических работах, и в связи с этим повышение их безопасности за счет увеличения скорости изменения частоты в развертке посредством использования одной разнополярной последовательности коротких вибросейсмических сигналов и выбора такой функции кода последовательности, при которой из интервала полезной записи на коррелограммах исключаются аномальные разрастания корреляционного фона, возникающие в связи с периодичностью повторения вибросейсмических разверток в последовательности. The purpose of the invention is the technological weakening of resonance phenomena in the structures of buildings and structures that occur during vibroseismic work, and in this regard, increasing their safety by increasing the rate of change of frequency in the sweep by using one bipolar sequence of short vibroseismic signals and choosing a sequence code function such that from the interval of useful recording on correlograms, anomalous growths of the correlation background arising in connection with the savagery of the repetition of vibroseismic scans in sequence.
Указанная цель достигается тем, что на каждом пункте возбуждения формируется всего лишь одна разнополярная последовательность нечетного количества n укороченных идентичных между собой частотно-модулированных разверток различной полярности, следующих без временных промежутков или с равными промежутками, а период τo следования импульсов функции кода последовательности задается предельно малым в соответствии с выражением
τo> (tmax-tвст)/2, (1)
где tmax максимальное время регистрации целевых волн на коррелограммах;
tвст время первых вступлений регулярных волн на коррелограммах; при этом отрицательные единицы функции кода последовательности разделяются произвольным количеством единиц с положительным знаком, причем при условии, если (n 1)/4 L где L натуральное число, количество отрицательных единиц в функции кода принимается равным L, при этом первый и последний дискрет функции кода задаются положительными единицами, при условии же, если (n 1)/4 L + 1/2, количество отрицательных единиц в функции кода принимается равным (L + 1), а первая и последняя единицы имеют различную полярность.This goal is achieved by the fact that at each point of excitation, only one bipolar sequence of an odd number n of shortened identical frequency-modulated sweeps of different polarity that follow without time intervals or with equal intervals is formed, and the pulse period function τ o of the sequence code is set to the maximum small according to the expression
τ o > (t max -t vst ) / 2, (1)
where t max is the maximum time of registration of target waves on correlograms;
TSA t time of the first arrivals of regular waves on the correlogram; in this case, the negative units of the code function of the sequence are separated by an arbitrary number of units with a positive sign, provided that (n 1) / 4 L where L is a natural number, the number of negative units in the code function is taken to be L, while the first and last discrete code functions are set by positive units, provided that if (n 1) / 4 L + 1/2, the number of negative units in the code function is assumed to be (L + 1), and the first and last units have different polarity.
Положительный эффект от использования предлагаемого способа обусловлен следующими теоретическими предпосылками. The positive effect of using the proposed method is due to the following theoretical assumptions.
Функцию взаимной корреляции регистрируемой последовательности идентичных вибросейсмических сигналов можно определить из выражения:
ψ(τ) = M(t)•F(t)•K(t)•F(-t)•K(-t), (2)
где M(t) совокупная импульсная реакция геологической среды, системы "вибратор грунт" и регистрирующей аппаратуры;
F(t) управляющий вибросейсмический сигнал, использованный для формирования последовательности;
K(t) функция кода последовательности.The cross-correlation function of the recorded sequence of identical vibroseismic signals can be determined from the expression:
ψ (τ) = M (t) • F (t) • K (t) • F (-t) • K (-t), (2)
where M (t) is the cumulative impulse response of the geological environment, the "soil vibrator" system and the recording equipment;
F (t) the control vibroseismic signal used to form the sequence;
K (t) is a sequence code function.
Учитывая, что функция автокорреляции U( τ ) управляющего сигнала F(t) и функция автокорреляции кода последовательности Uо( t ) определяются соответственно выражениями
U(τ) = F(t)•F(-t) (3)
и
Uo(τ) = K(t)•K(-t), (4)
коррелограмму последовательности идентичных вибросейсмических сигналов можно представить в виде
ψ(τ) = M(t)•U(τ)•Uo(τ). (5)
Очевидно, что периодической функции кода K(t), состоящей из последовательности единичных импульсов одинакового знака, следующих друг за другом через равные временные промежутки, соответствует также периодическая функция автокорреляция Uо( τ ), а значит, и коррелограмма j(τ) состоящая в соответствии с равенством (5) из сейсмических записей M(t)•U( τ ), повторяющихся через интервал to
Последнее делает невозможным применение последовательности коротких вибросейсмических сигналов, если
τo< tmax-tвст. (6)
При использовании предлагаемого способа первая повторная сейсмическая запись на коррелограмме будет начинаться не на времени τo от первых вступлений, а на времени 2 τo что позволяет в соответствии с неравенством (1) в два раза сократить длительность разверток, входящих в последовательность.Given that the autocorrelation function U (τ) of the control signal F (t) and the autocorrelation function of the sequence code U о (t) are determined respectively by the expressions
U (τ) = F (t) • F (-t) (3)
and
U o (τ) = K (t) • K (-t), (4)
the correlogram of a sequence of identical vibroseismic signals can be represented as
ψ (τ) = M (t) • U (τ) • U o (τ). (5)
Obviously, the periodic function of the code K (t), consisting of a sequence of unit pulses of the same sign, following each other at equal time intervals, also corresponds to the periodic autocorrelation function U о (τ), and hence the correlogram j (τ) consisting of in accordance with equality (5) from seismic records M (t) • U (τ), repeating through the interval t o
The latter makes it impossible to apply a sequence of short vibroseismic signals if
τ o <t max -t vst (6)
When using the proposed method, the first repeated seismic recording on the correlogram will begin not at the time τ o from the first arrivals, but at the time 2 τ o, which allows, in accordance with inequality (1), to halve the duration of the sweeps included in the sequence.
Пример. Временной интервал между первыми вступлениями на коррелограмме и наиболее глубокими целевыми отражениями составляет 4 с. Вибросейсмический сигнал состоит из последовательности непрерывно следующих друг за другом идентичных между собой частотно-модулированных разверток. Example. The time interval between the first arrivals on the correlogram and the deepest target reflections is 4 s. A vibro-seismic signal consists of a sequence of continuously modulated frequency-identical sweeps that are identical to each other.
Для того чтобы исключить наложение на полезную запись на коррелограмме аномальных разрастаний корреляционного фона, возникающих в связи с периодичностью следования частотно-модулированных разверток, период следования импульсов функции кода последовательности разверток в общем случае должен быть равен не менее 4-х секунд. In order to avoid overlapping on the useful record on the correlogram of abnormal growths of the correlation background that occur due to the frequency of frequency-modulated sweeps, the pulse repetition period of the sweep sequence code function should generally be at least 4 seconds.
В соответствии с предлагаемым способом вибросейсмической разведки в качестве управляющего сигнала может быть использована последовательность разверток, функция кода которой определяется, например, следующей последовательностью единиц: 1 1 1 -1 1 1 -1. Функция автокорреляции Uо( τ ) такой последовательности характеризуется значениями:
-1 0 1 2 -1 0 7 0 -1 2 1 0 -1.In accordance with the proposed method of vibroseismic exploration, a sweep sequence can be used as a control signal, the code function of which is determined, for example, by the following sequence of units: 1 1 1 -1 1 1 1 -1. The autocorrelation function U о (τ) of such a sequence is characterized by the values:
-1 0 1 2 -1 0 7 0 -1 2 1 0 -1.
Максимум Uо( t ) в данном случае равен 7, а первый значимый боковой дискрет удален от главного максимума на время 2 to Это означает, что первое повторение сейсмической записи на коррелограмме будет начинаться не на времени τo а на времени 2 τo от первых вступлений, причем относительный уровень повторной записи составляет всего лишь 1/7 амплитуды полезной сейсмограммы.The maximum U о (t) in this case is 7, and the first significant lateral disc is removed from the main maximum at a time of 2 t o This means that the first repetition of seismic recording on the correlogram will not start at a time of τ o but at a time of 2 τ o from first arrivals, and the relative level of re-recording is only 1/7 of the amplitude of the useful seismogram.
Таким образом, в конкретном примере предлагаемый способ вибросейсмической разведки позволяет сократить период следования импульсов функции кода последовательности разверток до 2-х секунд. Thus, in a specific example, the proposed method of vibroseismic reconnaissance allows to reduce the pulse repetition period of the function of the scan sequence code to 2 seconds.
Положительный эффект от применения способа заключается в снижении опасности разрушения зданий и сооружений при проведении вибросейсмических работ за счет применения укороченных частотно-модулированных разверток, характеризующихся повышенными значениями параметра V Δf /T, где Δf - ширина частотного диапазона развертки. T длительность разверток, входящих в последовательность. The positive effect of the application of the method is to reduce the risk of destruction of buildings and structures during vibro-seismic operations due to the use of shortened frequency-modulated sweeps, characterized by increased values of the parameter V Δf / T, where Δf is the width of the frequency range of the sweep. T is the duration of the sweeps included in the sequence.
Claims (1)
где tm a x максимальное время регистрации целевых волн на коррелограмме;
tв с т время первых вструплений регулярных волн на коррелограмме,
при этом отрицательные единицы функции кода разделяются произвольным количеством единиц с положительным знаком, причем при условии, если
где L натуральное число,
количество отрицательных единиц в функции кода принимается равным L, при этом первый и последний дискреты функции кода задаются положительными единицами, при условии же, когда
количество отрицательных единиц в функции кода принимается равным L + 1, а первая и последняя единицы имеют различные полярности.A vibroseismic reconnaissance method, comprising exciting and recording a bipolar sequence of an odd number n of frequency-modulated vibroseismic scans identical to each other, following each other without time intervals or with equal time intervals, and its correlation with a control sequence of vibroseismic scans, characterized in that the period τ o function code repetition in the control sequence vibroseis sweep is set extremely small acc Corollary with expression
where t m a x the maximum time of registration of the target waves on the correlogram;
t at time t from the first vstrupleny correlogram at regular waves,
in this case, the negative units of the code function are separated by an arbitrary number of units with a positive sign, provided that if
where L is a natural number,
the number of negative units in the code function is taken equal to L, while the first and last discrepancies of the code function are set by positive units, provided that when
the number of negative units in the code function is taken to be L + 1, and the first and last units have different polarities.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95110284A RU2102776C1 (en) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | Vibroseismic survey method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95110284A RU2102776C1 (en) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | Vibroseismic survey method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU95110284A RU95110284A (en) | 1997-06-20 |
| RU2102776C1 true RU2102776C1 (en) | 1998-01-20 |
Family
ID=20169063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU95110284A RU2102776C1 (en) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | Vibroseismic survey method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2102776C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108955855A (en) * | 2018-06-08 | 2018-12-07 | 山东大学 | Vibration signal characteristics extracting method, monitoring method and device towards rotating machinery |
-
1995
- 1995-06-19 RU RU95110284A patent/RU2102776C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 2. Кострыгин Ю.П. Сейсморазведка на сложных зондирующих сигналах. - М.: Недра, 1991, с. 16. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108955855A (en) * | 2018-06-08 | 2018-12-07 | 山东大学 | Vibration signal characteristics extracting method, monitoring method and device towards rotating machinery |
| CN108955855B (en) * | 2018-06-08 | 2020-05-08 | 山东大学 | Vibration signal feature extraction method, monitoring method and device for rotary machine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU95110284A (en) | 1997-06-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4780856A (en) | Off-shore seismic prospection method using a coded vibratory signal and a device for implementing this method | |
| EP0953179B1 (en) | Seismic data acquisition and processing using non-linear distortion in a groundforce signal | |
| Park et al. | Swept impact seismic technique (SIST) | |
| EP0865611B1 (en) | High fidelity vibratory source seismic method for use in vertical seismic profile data gathering with a plurality of vibratory seismic energy sources | |
| US3812457A (en) | Seismic exploration method | |
| Crawford et al. | Continuous signal seismograph | |
| US4295213A (en) | Composite seismic signal | |
| RU2126982C1 (en) | Process creating forms of seismic pulses with minimal energy of side lobes (variants) | |
| EP0051916B1 (en) | Seismic prospecting using a continuous shooting and continuous recording system | |
| US3185958A (en) | Method of continuous wave seismic prospecting | |
| US6665619B2 (en) | Noise estimator for seismic exploration | |
| US4715021A (en) | Method for filtering and combining seismic data having different spectral characteristics | |
| US6807508B2 (en) | Seismic prospecting method and device using simultaneous emission of seismic signals based on pseudo-random sequences | |
| US5901112A (en) | Signal energy enhancement for seismic exploration | |
| US3786409A (en) | Sweep signal seismic exploration | |
| RU2102776C1 (en) | Vibroseismic survey method | |
| US4069470A (en) | Use of periodic signals for continuous wave seismic prospecting | |
| US5226018A (en) | Geophysical prospecting method using pseudo-random pulse sequences | |
| US4104611A (en) | Suppressing constant frequency noise in seismic records | |
| EP0257231B1 (en) | Method and apparatus for the generation and transmission of signals for echo location and other signaling purposes, particularly in geophysical exploration | |
| US4034333A (en) | Method of reducing monochromatic interference in continuous wave seismic prospecting | |
| US3221298A (en) | Coded signal seismic source | |
| US3568142A (en) | Multiple frequency surveying system | |
| US3866174A (en) | Method of exploring a medium and its applications in seismic exploration | |
| SU1628027A1 (en) | Method of seismic prospecting |