RU2244944C2 - Method of identifying subsurface structures and local objects disposed in these structures - Google Patents
Method of identifying subsurface structures and local objects disposed in these structures Download PDFInfo
- Publication number
- RU2244944C2 RU2244944C2 RU2002126082/09A RU2002126082A RU2244944C2 RU 2244944 C2 RU2244944 C2 RU 2244944C2 RU 2002126082/09 A RU2002126082/09 A RU 2002126082/09A RU 2002126082 A RU2002126082 A RU 2002126082A RU 2244944 C2 RU2244944 C2 RU 2244944C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wave
- correlation functions
- auto
- phase
- short
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к способам идентификации подповерхностных структур и локальных объектов в них.The invention relates to methods for identifying subsurface structures and local objects in them.
Известен способ идентификации подповерхностных структур, заключающийся в том, что производят излучение импульсных радиосигналов не сверхширокополосных и с длительностью импульса 1-0,1 мс, в диапазоне несущих частот от 30 до 500 мГц, что позволяет только очень грубо оценить структурные характеристики геологического разреза. Способ также не позволяет оценить дифракционные эффекты и вынужденное рассеяние. Поэтому он использовался только в Антарктиде, т.е. в районах с ледяным покровом [1].A known method for identifying subsurface structures is that they emit pulsed radio signals not ultra-wideband and with a pulse duration of 1-0.1 ms, in the range of carrier frequencies from 30 to 500 MHz, which allows only a very rough estimate of the structural characteristics of the geological section. The method also does not allow to evaluate diffraction effects and stimulated scattering. Therefore, it was used only in Antarctica, i.e. in areas with ice cover [1].
Известен способ идентификации подповерхностных структур, заключающийся в том, что в каждой точке пространства для принимаемого отражённого сигнала после его прямого детектирования используют энтропийный критерий построения плотностей вероятностей и из выражения Винера-Хопфа получают семейства импульсных характеристик. При идентификации подповерхностных структур учитывают вынужденное рассеяние с переносом излучения, представляя отраженные продетектированные сигналы тремя уровнями отношений "S/P":A known method for identifying subsurface structures is that at each point in space for the received reflected signal after its direct detection, the entropy criterion for constructing probability densities is used and families of impulse responses are obtained from the Wiener-Hopf expression. When identifying subsurface structures, stimulated scattering with radiation transfer is taken into account, representing reflected detected signals by three levels of S / P ratios:
S/P>>1;S / P >> 1;
S/P≅1; S/P<<1;S / P≅1; S / P << 1;
где S - сигнал, соответствующий по своей структуре излученному импульсному радиосигналу,where S is the signal corresponding in structure to the emitted pulsed radio signal,
Р - поляризация, обусловленная вынужденным рассеянием.P is the polarization due to stimulated scattering.
Выполняют оценки корреляционных функций, проводят редукцию данных и последующее построение эмпирического распределения результатов. В качестве характеристики структурной связи между указанным эмпирическим распределением и текущими значениями оценок различных моментов результатов зондирования конкретной точки в геологическом разрезе используют информационную меру Кульбака. Значение информационной меры Кульбака связывают с автокорреляционной функцией излученного импульсного радиосигнала и взаимной корреляционной функцией излученного и отраженного сигналов идентифицируемого объекта в конкретной точке геологического разреза. В качестве устойчивых признаков идентификации геологической структуры используют преобразование Фурье авто- и взаимной корреляционных функций результатов зондирования. В качестве признаков идентификации объекта в геологическом разрезе определенному типу временной дисперсии или пространственной дифракции используют значения фазового спектра и уровень затухания излученных импульсных радиосигналов в слое геологического разреза [2].Estimates of correlation functions are performed, data reduction and subsequent construction of the empirical distribution of results are carried out. As a characteristic of the structural relationship between the indicated empirical distribution and the current values of the estimates of various moments of the sounding results of a particular point in the geological section, the Kullback information measure is used. The value of the Kullback information measure is associated with the autocorrelation function of the emitted pulsed radio signal and the mutual correlation function of the emitted and reflected signals of an identifiable object at a particular point in the geological section. As stable signs of identifying the geological structure, the Fourier transform of the auto- and cross-correlation functions of sounding results is used. The values of the phase spectrum and the attenuation level of the emitted pulsed radio signals in the layer of the geological section are used as signs of identifying an object in a geological section for a certain type of temporal dispersion or spatial diffraction [2].
Недостатком известного способа идентификации подповерхностных структур является то, что дано универсальное правило идентификации, но не указано, как конкретно использовать значения фазового спектра и уровень затухания измеренных импульсных радиосигналов в слое геологического разреза для определения участков нарушенных литологических типов, выделения интервалов водонасыщенных литологических типов, для идентификации локальных объектов, определения размеров локальных объектов.A disadvantage of the known method for identifying subsurface structures is that a universal identification rule is given, but it is not specified how to specifically use the values of the phase spectrum and the attenuation level of the measured pulsed radio signals in the layer of the geological section to identify areas of disturbed lithological types, to identify intervals of water-saturated lithological types, for identification local objects, determining the size of local objects.
Заявленный способ идентификации решает задачу по повышению эффективности идентификации подповерхностных структур.The claimed identification method solves the problem of increasing the efficiency of identification of subsurface structures.
Поставленная задача решена тем, что способ идентификации подповерхностных структур и локальных объектов в них заключается в том, что в каждой точке пространства для принимаемого отраженного сигнала после его прямого детектирования используют энтропийный критерий построения плотностей вероятностей и из выражения Винера-Хопфа получают семейства импульсных характеристик, учитывают вынужденное рассеяние с переносом излучения, выполняют оценки корреляционных функций, проводят редукцию данных и последующее построение эмпирического распределения результатов, в качестве характеристики структурной связи между указанным эмпирическим распределением и текущими значениями оценок различных моментов результатов зондирования конкретной точки в геологическом разрезе используют информационную меру Кульбака, значение информационной меры Кульбака связывают с автокорреляционной функцией излученного импульсного радиосигнала и взаимной корреляционной функцией излученного и отраженного сигналов идентифицируемого объекта в конкретной точке геологического разреза, в качестве устойчивых признаков идентификации геологической структуры используют преобразование Фурье авто- и взаимной корреляционных функций результатов зондирования, в качестве признаков идентификации объекта в геологическом разрезе определенному типу временной дисперсии или пространственной дифракции используют значения фазового спектра и уровень затухания излученных импульсных радиосигналов в слое геологического разреза, отличается тем, что участки нарушенных литологических слоев определяют по минимальным мгновенным значениям стремящейся к нулю амплитуды авто- и взаимной корреляционных функций результатов зондирования, водонасыщенные литологические слои выделяют, анализируя две группы фазового спектра длинноволнового и коротковолнового диапазонов из условия, что разность фаз по двум группам данных равна нулю, локальные объекты в подповерхностных слоях определяют из условия, что разность фаз мгновенных значений авто- и взаимной корреляционных функций сигнала длинноволнового и коротковолнового диапазонов, отражённого от протяжённых литологических слоев с мощностью, превышающей максимальную принимаемую длину волны, отлична от нуля, а также, что структура авто- и взаимной корреляционных функций - фаза, амплитуда и период сигнала в длинноволновом и коротковолновом диапазонах совпадают полностью, либо с кратным увеличением одного из диапазонов, а сам локальный объект регистрируют посредством коротковолнового спектра отраженного сигнала, причём интенсивность потока отраженных волн различается в длинноволновом и коротковолновом спектре в пределах интервала разреза, где присутствует локальный объект, при этом изменения амплитуды и фазы мгновенных значений авто- и взаимной корреляционных функций сигнала длинноволнового спектра имеют выраженную тенденцию к устойчивому росту или уменьшению, а изменения амплитуды и периода мгновенных значений авто- и взаимной корреляционных функций сигнала коротковолнового спектра имеют колебательный характер, среднегеометрический размер локального объекта определяют по интервалу, в пределах которого имеется различие в изменениях амплитуды и фазы мгновенных значений авто- и взаимной корреляционных функций длинноволнового и коротковолнового спектров.The problem is solved in that the method for identifying subsurface structures and local objects in them is that at each point in space for the received reflected signal after its direct detection, the entropy criterion for constructing probability densities is used and families of impulse characteristics are obtained from the Wiener-Hopf expression, stimulated scattering with radiation transfer, perform correlation function estimates, carry out data reduction, and then construct an empirical distribution of results, as a characteristic of the structural relationship between the indicated empirical distribution and the current values of the estimates of different moments of the sounding results of a particular point in the geological section, the Kullback information measure is used, the value of the Kullback information measure is associated with the autocorrelation function of the emitted pulsed radio signal and the mutual correlation function of the emitted and reflected signals of the identifiable object at a specific point in the geological section, as The stable signs of identifying the geological structure use the Fourier transform of the auto- and cross-correlation functions of the sensing results, the phase spectrum and the attenuation level of the emitted pulsed radio signals in the layer of the geological section are used as signs of identifying an object in the geological section to a certain type of time dispersion or spatial diffraction, that areas of broken lithological layers are determined by the minimum instantaneous values of st The zero-amplitude amplitudes of the auto and cross correlation functions of the sounding results, water-saturated lithological layers are distinguished by analyzing two groups of the phase spectrum of the long-wave and short-wave ranges from the condition that the phase difference across the two data groups is zero, local objects in the subsurface layers are determined from the condition that phase difference of the instantaneous values of the auto and cross correlation functions of the signal of the long-wave and short-wave ranges reflected from extended lithological layers with m with a sensitivity exceeding the maximum received wavelength is nonzero, and also that the structure of the auto and cross correlation functions — the phase, amplitude and period of the signal in the long and short wave ranges coincide completely, or with a multiple increase in one of the ranges, and the local object itself recorded by means of the short-wave spectrum of the reflected signal, and the intensity of the reflected wave flux differs in the long-wave and short-wave spectrum within the section interval, where locally the second object, while the changes in the amplitude and phase of the instantaneous values of the auto and cross-correlation functions of the signal of the long-wave spectrum have a pronounced tendency to stable growth or decrease, and the changes in the amplitude and period of the instant values of the auto and cross-correlation functions of the signal of the short-wave spectrum have an oscillatory, geometric mean the size of the local object is determined by the interval within which there is a difference in the changes in the amplitude and phase of the instantaneous values of the auto- and mutual elyatsionnyh features long-wave and short-wave spectra.
Заявленный способ является новым, так как он не известен из уровня техники.The claimed method is new, since it is not known from the prior art.
Заявленный способ имеет изобретательский уровень, так как он для специалиста явным образом не следует из уровня техники.The claimed method has an inventive step, since it does not explicitly follow from the prior art for a specialist.
Заявленный способ является промышленно применимым, так как он может быть использован при строительстве транспортных тоннелей, для обследования подземных сооружений, выполненных из железобетонных или чугунных тюбингов для зондирования геологического разреза, для разведочного зондирования горного массива впереди строящихся тоннелей, для определения залегающих в грунте контуров инженерных сооружений, таких как фундаменты опор, сваи, тоннели, коллекторы и т.д., и выявления дефектов в подобных объектах, для проведения археологических работ, определения мест загрязнения окружающей среды (нефтью и т.д.).The claimed method is industrially applicable, since it can be used in the construction of transport tunnels, for the examination of underground structures made of reinforced concrete or cast-iron tubing for sounding a geological section, for exploratory sounding of a mountain range in front of the tunnels under construction, for determining the contours of engineering structures lying in the ground such as the foundations of supports, piles, tunnels, collectors, etc., and the identification of defects in similar objects, for archaeological work from, determination of places of environmental pollution (oil, etc.).
Способ идентификации подповерхностных структур и локальных объектов в них заключается в том, что в каждой точке пространства для принимаемого отраженного сигнала после его прямого детектирования используют энтропийный критерий построения плотностей вероятностей.The method for identifying subsurface structures and local objects in them is that at each point in space for the received reflected signal after direct detection it uses the entropy criterion for constructing probability densities.
Из выражения Винера-Хопфа получают семейства импульсных характеристик. Учитывают вынужденное рассеяние с переносом излучения. Выполняют оценки корреляционных функций. Проводят редукцию данных и последующее построение эмпирического распределения результатов. В качестве характеристики структурной связи между указанным эмпирическим распределением и текущими значениями оценок различных моментов результатов зондирования конкретной точки в геологическом разрезе используют информационную меру Кульбака. Значение информационной меры Кульбака связывают с автокорреляционной функцией излученного импульсного радиосигнала и взаимной корреляционной функцией излученного и отраженного сигналов идентифицируемого объекта в конкретной точке геологического разреза.Families of impulse responses are obtained from the Wiener-Hopf expression. Stimulated scattering with radiation transfer is taken into account. Assess correlation functions. Data reduction and subsequent construction of the empirical distribution of the results are carried out. As a characteristic of the structural relationship between the indicated empirical distribution and the current values of the estimates of various moments of the sounding results of a particular point in the geological section, the Kullback information measure is used. The value of the Kullback information measure is associated with the autocorrelation function of the emitted pulsed radio signal and the mutual correlation function of the emitted and reflected signals of an identifiable object at a particular point in the geological section.
В качестве устойчивых признаков идентификации геологической структуры используют преобразование Фурье авто- и взаимной корреляционных функций результатов зондирования. В качестве признаков идентификации объекта в геологическом разрезе определенному типу временной дисперсии или пространственной дифракции используют значения фазового спектра и уровень затухания излученных импульсных радиосигналов в слое геологического разреза.As stable signs of identifying the geological structure, the Fourier transform of the auto- and cross-correlation functions of sounding results is used. The values of the phase spectrum and the attenuation level of the emitted pulsed radio signals in the layer of the geological section are used as signs of identifying an object in a geological section for a certain type of time dispersion or spatial diffraction.
Новым в способе является то, что участки нарушенных литологических слоев определяют по минимальным мгновенным значениям стремящейся к нулю амплитуды авто- и взаимной корреляционных функций результатов зондирования.New in the method is that the areas of broken lithological layers are determined by the minimum instantaneous values of the auto- and cross-correlation functions of sounding results tending to zero.
Водонасыщенные литологические слои выделяют, анализируя две группы фазового спектра длинноволнового и коротковолнового диапазонов из условия, что разность фаз по двум группам данных равна нулю.Water-saturated lithological layers are distinguished by analyzing two groups of the phase spectrum of the long-wave and short-wave ranges from the condition that the phase difference in the two data groups is zero.
Локальные объекты в подповерхностных слоях определяют из условия, что разность фаз мгновенных значений авто- и взаимной корреляционных функций сигнала длинноволнового и коротковолнового диапазонов, отражённого от протяжённых литологических слоев с мощностью, превышающей максимальную принимаемую длину волны, отлична от нуля, а также, что структура авто- и взаимной корреляционных функций - фаза, амплитуда и период сигнала длинноволнового и коротковолнового диапазонов совпадают полностью, либо с кратным увеличением одного из диапазонов.Local objects in subsurface layers are determined from the condition that the phase difference of the instantaneous values of the auto and cross correlation functions of the signal of the long-wave and short-wave ranges reflected from extended lithological layers with a power exceeding the maximum received wavelength is nonzero, and also that the structure of the car - and mutual correlation functions - the phase, amplitude and period of the signal of the long-wave and short-wave ranges coincide completely, or with a multiple increase in one of the ranges .
Сам локальный объект регистрируют посредством коротковолнового спектра отраженного сигнала, причём интенсивность потока отраженных волн различается в длинноволновом и коротковолновом спектре в пределах интервала разреза, где присутствует локальный объект, при этом изменения амплитуды и фазы мгновенных значений авто- и взаимной корреляционных функций сигнала длинноволнового спектра имеют выраженную тенденцию к устойчивому росту или уменьшению, а изменения амплитуды и фазы мгновенных значений авто- и взаимной корреляционных функций сигнала коротковолнового спектра имеют колебательный характер.The local object itself is recorded by means of the short-wavelength spectrum of the reflected signal, and the intensity of the reflected wave flux differs in the long-wavelength and short-wavelength spectra within the section interval where the local object is present, while the changes in the amplitude and phase of the instantaneous values of the auto- and cross-correlation functions of the long-wavelength signal have a pronounced a tendency to steady growth or decrease, and changes in the amplitude and phase of the instantaneous values of the auto- and cross-correlation functions short-spectrum signals have an oscillatory character.
Среднегеометрический размер локального объекта определяют по интервалу, в пределах которого имеется различие в изменениях амплитуды и фазы мгновенных значений авто- и взаимной корреляционных функций длинноволнового и коротковолнового спектров.The geometric mean size of a local object is determined by the interval within which there is a difference in the amplitude and phase of the instantaneous values of the auto and cross correlation functions of the long-wave and short-wave spectra.
Способ идентификации подповерхностных структур и локальных объектов в них реализуют посредством устройства для идентификации подповерхностных структур и локальных объектов в них.A method for identifying subsurface structures and local objects in them is implemented by means of a device for identifying subsurface structures and local objects in them.
Устройство для идентификации подповерхностных структур и локальных объектов в них (см.чертеж) содержит генератор 1, вырабатывающий электромагнитные импульсы наносекундной длительности мощностью от сотен кВт до 6МВт, соединенный с передающей антенной 2, излучающей импульс в подповерхностную среду 3, отраженные и переизлученные подповерхностной средой сигналы-отклики принимаются приемными антеннами 4, соединенными с приемным блоком 5. Один выход приемного блока 5 соединен со входами блока 6 автокорреляционных функций, другой выход приёмного блока 5 соединён со входами блока взаимокорреляционных функций 7. Блок автокорреляционных функций 6 состоит из блока определения по автокорреляционным функциям участков нарушенных литологических слоев 6.1, блока выделения водонасыщенных литологических слоев 6.2 и блока определения местонахождения локальных объектов и их среднегеометрических размеров 6.3. Выходы длинноволновых и коротковолновых сигналов приёмного блока 5 соединены с соответствующими входами блоков определения по автокорреляционным функциям участков нарушенных литологических слоев 6.1, выделения водонасыщенных литологических слоев 6.2 и определения местонахождения локальных объектов и их среднегеометрических размеров 6.3. Блок взаимокорреляционных функций 7 состоит из блоков определения по взаимнокорреляционным функциям участков нарушенных литологических слоев 7.1, блока выделения водонасыщенных литологических слоев 7.2 и блока определения местонахождения локальных объектов и их среднегеометрических размеров 7.3. Выходы длинноволновых и коротковолновых сигналов приёмного блока 5 соединены с соответствующими входами блоков определения по взаимнокорреляционным функциям участков нарушенных литологических слоев 7.1, блока выделения водонасыщенных литологических слоев 7.2 и блока определения местонахождения локальных объектов и их среднегеометрических размеров 7.3. Выходы блоков определения по автокорреляционным функциям 6.1 и взаимнокорреляционным функциям 7.1 участков нарушенных литологических слоев блоков выделения по автокорреляционным функциям 6.2 и взаимнокорреляционным функциям 7.2 водонасыщенных литологических слоев и блоков определения по автокорреляционным функциям 6.3 и взаимнокорреляционным функциям 7.3 местонахождения локальных объектов и их среднегеометрических размеров соединены с соответствующими входами блока идентификации 8. Один выход блока идентификации 8 соединён с базой данных электронно-вычислительной машины 9, выход базы данных электронно-вычислительной машины 9 соединён с соответствующим входом блока идентификации 8. Выход базы данных электронно-вычислительной машины 9 соединён с входом печатающего устройства 10.A device for identifying subsurface structures and local objects in them (see drawing) contains a generator 1 that produces electromagnetic pulses of nanosecond duration from hundreds of kW to 6 MW, connected to a transmitting antenna 2 that emits a pulse into the subsurface medium 3, the signals reflected and reemitted by the subsurface medium - the responses are received by receiving antennas 4 connected to the receiving unit 5. One output of the receiving unit 5 is connected to the inputs of the block 6 of autocorrelation functions, the other output is receiving The fifth block 5 is connected to the inputs of the block of cross-correlation functions 7. The block of autocorrelation functions 6 consists of a block for determining the areas of broken lithological layers 6.1 from the autocorrelation functions, a block for isolating water-saturated lithological layers 6.2, and a block for determining the location of local objects and their geometric mean sizes 6.3. The outputs of the long-wave and short-wave signals of the receiving unit 5 are connected to the corresponding inputs of the determination units according to the autocorrelation functions of the areas of the broken lithological layers 6.1, the allocation of water-saturated lithological layers 6.2 and the location of local objects and their geometric mean sizes 6.3. The block of cross-correlation functions 7 consists of blocks for determining, according to the cross-correlation functions, sections of broken lithological layers 7.1, a block for isolating water-saturated lithological layers 7.2 and a block for determining the location of local objects and their geometric mean sizes 7.3. The outputs of the long-wave and short-wave signals of the receiving unit 5 are connected to the corresponding inputs of the determination units according to the cross-correlation functions of the areas of the broken lithological layers 7.1, the allocation unit for water-saturated lithological layers 7.2 and the unit for determining the location of local objects and their geometric mean sizes 7.3. The outputs of the determination blocks for autocorrelation functions 6.1 and the cross-correlation functions of 7.1 sections of broken lithological layers of the separation blocks for the autocorrelation functions 6.2 and the correlation functions of 7.2 water-saturated lithological layers and the determination blocks for the autocorrelation functions 6.3 and the cross-correlation functions 7.3 of the location of local objects and their geometric mean sizes are connected to the corresponding inputs identification block 8. One output of identification block 8 is connected to the database of the electronic computer 9, the output of the database of the electronic computer 9 is connected to the corresponding input of the identification unit 8. The output of the database of the electronic computer 9 is connected to the input of the printing device 10.
Устройство для определения рельефа горизонтально-слоистого разреза работает следующим образом.A device for determining the relief of a horizontally layered section works as follows.
Генератор 1 вырабатывает наносекундные импульсы в диапазоне 10 ГГц...10 МГц мощностью до 6 МВт, излучаемые передающей антенной 2.Generator 1 generates nanosecond pulses in the range of 10 GHz ... 10 MHz with a power of up to 6 MW emitted by a transmitting antenna 2.
Зондирующий сигнал проходит в подповерхностных структурах 3, которые трансформируют его в соответствии со своими пространственно-частотными характеристиками. Используют зондирующий сверхширокополосный импульс гауссовской формы и семейство откликов, получаемых при использовании таких воздействий в различных направлениях, называемых семействами импульсных характеристик.The probe signal passes in subsurface structures 3, which transform it in accordance with their spatial frequency characteristics. A probing ultra-wideband pulse of a Gaussian shape and a family of responses obtained by using such actions in various directions, called families of impulse responses, are used.
Эти отклики трансформированного сигнала принимаются приемными антеннами 4 в диапазоне частот 10 ГГц...1 МГц, каждой в своей полосе частот и фиксируются приемным блоком 5, в качестве которого в конкретном случае выбран многоканальный стробоскопический осциллограф с масштабно-временным преобразованием принятых сигналов.These responses of the transformed signal are received by the receiving antennas 4 in the frequency range 10 GHz ... 1 MHz, each in its own frequency band, and are fixed by the receiving unit 5, for which, in a particular case, a multichannel stroboscopic oscilloscope with time-scale conversion of the received signals is selected.
Длинноволновые и коротковолновые сигналы с выходов приёмного блока 5 приходят каждый на свой вход блоков определения по автокорреляционным функциям 6.1 и взаимнокорреляционным функциям 7.1 участков нарушенных литологических слоев.The long-wave and short-wave signals from the outputs of the receiving unit 5 each arrive at its input of the determination units according to the autocorrelation functions 6.1 and the cross-correlation functions 7.1 of the sections of the broken lithological layers.
Длинноволновые и коротковолновые сигналы соответственно с других выходов приёмного блока 5 приходят на соответствующие входы блоков выделения по автокорреляционным функциям 6.2 и взаимно корреляционным функциям 7.2 водонасыщенных литологических слоев. Длинноволновые и коротковолновые сигналы с выходов приёмного блока 5 поступают на соответствующие входы блоков определения по автокорреляционным функциям 6.3 и взаимно корреляционным функциям 7.3 местонахождения локальных объектов и их среднегеометрических размеров. Все эти сигналы поступают на входы блоков определения по автокорреляционным функциям 6.1 и взаимно корреляционным функциям 7.1 участков нарушенных литологических слоев, блоков выделения по автокорреляционным функциям 6.2 и взаимно корреляционным функциям 7.2 водонасыщенных литологических слоев и блоков определения по автокорреляционным функциям 6.3 и взаимно корреляционным функциям 7.3 местонахождения локальных объектов и их среднегеометрических размеров одновременно.The long-wave and short-wave signals, respectively, from the other outputs of the receiving unit 5 arrive at the corresponding inputs of the allocation units according to the autocorrelation functions 6.2 and the cross-correlation functions 7.2 of the water-saturated lithological layers. The long-wave and short-wave signals from the outputs of the receiving unit 5 are fed to the corresponding inputs of the determination units according to the autocorrelation functions 6.3 and the cross-correlation functions 7.3 of the location of local objects and their geometric mean sizes. All these signals go to the inputs of the determination blocks according to the autocorrelation functions 6.1 and the cross-correlation functions 7.1 of the sections of the broken lithological layers, the allocation blocks according to the autocorrelation functions 6.2 and the cross-correlation functions 7.2 of the water-saturated lithological layers and the determination blocks according to the autocorrelation functions 6.3 and the cross-correlation functions 7.3 of the local location objects and their geometric mean sizes at the same time.
Обработку сигналов длинноволнового и коротковолнового диапазонов в блоках определения по автокорреляционным функциям 6.1 и взаимно корреляционным функциям 7.1 участков нарушенных литологических слоев, в блоках выделения по автокорреляционным функциям 6.2 и взаимно корреляционным функциям 7.2 водонасыщенных литологических слоев и в блоках определения по автокорреляционным функциям 6.3 и взаимно корреляционным функциям 7.3 местонахождения локальных объектов и их среднегеометрических размеров осуществляют одновременно.Processing of signals of the long and short wave ranges in the determination blocks for autocorrelation functions 6.1 and the cross-correlation functions of 7.1 sections of broken lithological layers, in the separation blocks for autocorrelation functions 6.2 and the cross-correlation functions 7.2 of water-saturated lithological layers and in the blocks for determining the autocorrelation functions 6.3 and cross-correlation functions 7.3 the location of local objects and their geometric mean sizes are carried out simultaneously.
Центрированные относительно текущих значений оценок первого и второго моментов результаты сверхширокополосного подповерхностного зондирования конкретной точки аппроксимируют системой линейных алгебраических уравнений, являющейся решением интегрального уравнения во временной области. Используя это решение, связывающее искомую импульсную характеристику с автокорреляционной функцией входного сигнала и взаимной корреляционной функцией входного и выходного сигнала идентифицируемого объекта, находят импульсные характеристики для горизонтально-слоистого разреза конкретной точки.The results of ultra-wideband subsurface sounding of a specific point centered relative to the current values of the estimates of the first and second moments are approximated by a system of linear algebraic equations, which is a solution of the integral equation in the time domain. Using this solution, linking the desired impulse response with the autocorrelation function of the input signal and the mutual correlation function of the input and output signal of the identified object, find the impulse characteristics for a horizontally layered section of a particular point.
Используя преобразование Фурье авто- и взаимокорреляционных функций результатов сверхширокополосного зондирования в конкретной точке, а в качестве признаков идентификации - принадлежность слоя в горизонтально-слоистом разрезе определенному типу временной или пространственной нелокальности и дисперсии, значение фазового спектра и уровень затухания сверхширокополосного сигнала в слое, получают устойчивые признаки идентификации геоструктуры.Using the Fourier transform of the auto- and inter-correlation functions of the results of ultra-wideband sounding at a specific point, and as identification signs — the belonging of a layer in a horizontal-layered section to a certain type of temporal or spatial non-locality and dispersion, the value of the phase spectrum and the level of attenuation of the ultra-wideband signal in the layer, obtain stable signs of identification of the geostructure.
В блоке идентификации 8 производят сравнение автокорреляционных и взаимнокорреляционных функций, поступивших из блоков определения по автокорреляционным функциям 6.1 и взаимнокорреляционным функциям 7.1 участков нарушенных литологических слоев, из блоков выделения по автокорреляционным функциям 6.2 и взаимно-корреляционным функциям 7.2 водонасыщенных литологических слоев и из блоков определения по автокорреляционным функциям 6.3 и взаимно-корреляционным функциям 7.3 местонахождения локальных объектов и их среднегеометрических размеров, являющихся решением алгебраического уравнения Винера-Хопфа.In the identification unit 8, the autocorrelation and cross-correlation functions are compared that come from the autocorrelation functions 6.1 and the 7.1 correlation functions of the sections of broken lithological layers, from the autocorrelation functions 6.2 and the cross-correlation functions 7.2 of the water-saturated lithological layers and from the autocorrelation determination blocks functions 6.3 and cross-correlation functions 7.3 of the location of local objects and their geometric mean sizes, being the solution of the Wiener-Hopf algebraic equation.
В электронно-вычислительной машине 9 производят сопоставление выявленных участков нарушенных литологических слоев, участков водонасыщенных литологических слоев, участков с локальными объектами с имеющимися в базе данных конкретными буровыми (проходческими) данными о подповерхностных структурах. Результаты распечатывают печатающим устройством 10. Заявленный способ позволяет повысить эффективность идентификации подповерхностных структур и локальных объектов в них.In the electronic computer 9, a comparison is made of the identified areas of broken lithological layers, areas of water-saturated lithological layers, areas with local objects with specific drilling (tunneling) data on subsurface structures in the database. The results are printed by the printing device 10. The claimed method allows to increase the efficiency of identification of subsurface structures and local objects in them.
Источники информацииSources of information
1. Финкельштейн М.И., “Радиолокационное подповерхностное зондирование морского льда и земных покровов на ультракоротких волнах”, Вестник АН СССР, 1984 г. №9, стр. 20-28.1. Finkelshtein MI, “Radar subsurface sounding of sea ice and earth cover on ultrashort waves”, Vestnik AN SSSR, 1984, No. 9, pp. 20-28.
2. Патент РФ №2144682 “Способ радиолокационного зондирования геологического разреза”, Бюлл. №2, 20.01.2000 г.2. RF patent No. 2144682 “Method for radar sensing of a geological section”, Bull. No. 2, 01/20/2000
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002126082/09A RU2244944C2 (en) | 2002-10-01 | 2002-10-01 | Method of identifying subsurface structures and local objects disposed in these structures |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002126082/09A RU2244944C2 (en) | 2002-10-01 | 2002-10-01 | Method of identifying subsurface structures and local objects disposed in these structures |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002126082A RU2002126082A (en) | 2004-05-10 |
| RU2244944C2 true RU2244944C2 (en) | 2005-01-20 |
Family
ID=34978430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002126082/09A RU2244944C2 (en) | 2002-10-01 | 2002-10-01 | Method of identifying subsurface structures and local objects disposed in these structures |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2244944C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2453862C2 (en) * | 2007-05-24 | 2012-06-20 | Пенгуин Отомейтед Системс Инк. | System of underground positioning and method to track subsurface movements |
-
2002
- 2002-10-01 RU RU2002126082/09A patent/RU2244944C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2453862C2 (en) * | 2007-05-24 | 2012-06-20 | Пенгуин Отомейтед Системс Инк. | System of underground positioning and method to track subsurface movements |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hamran et al. | Ground penetrating synthetic pulse radar: dynamic range and modes of operation | |
| US7170288B2 (en) | Parametric nuclear quadrupole resonance spectroscopy system and method | |
| WO2000054075A1 (en) | Dynamic electromagnetic methods for direct prospecting for oil | |
| Hayakawa et al. | Electromagnetic precursors to the 2004 Mid Niigata Prefecture earthquake | |
| RU2474839C1 (en) | Method and apparatus for nonlinear radar | |
| Nice | Radio pulses along the galactic plane | |
| RU2434253C1 (en) | Method to detect location of filled bioobjects or their remains and device for its realisation | |
| RU2244944C2 (en) | Method of identifying subsurface structures and local objects disposed in these structures | |
| RU2534030C1 (en) | Method of protecting echo signals from nonsynchronous pulse interference in receiving channel of pulsed doppler radar stations | |
| RU2375729C1 (en) | Geophysical radar | |
| Li et al. | Non-destructive survey of pavement layer thicknesses with ground penetrating radar | |
| CN115755200A (en) | Multi-frequency data anti-interference method for monitoring by underground direct current method | |
| RU2621319C1 (en) | Method and device for measuring distance in double-frequency nonlinear radar | |
| RU2717233C1 (en) | Method of determining range to surface of earth | |
| RU30439U1 (en) | Device for identifying subsurface structures and local objects in them | |
| Alberti et al. | A stepped frequency GPR system for underground prospectingGiovanni Galiero, Raffaele Persico, Marco Sacchettino and Sergio Vetrella | |
| Shvets et al. | Lightning location and estimate of the lower ionosphere effective height using by dispersion properties of tweek atmospherics | |
| RU27228U1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING THE RELIEF OF A HORIZONTAL-LAYERED SECTION | |
| RU27233U1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING THE RELIEF OF A HORIZONTAL-LAYERED SECTION | |
| RU83344U1 (en) | UNDERWATER OBJECT DETECTION DEVICE FOR EVALUATING A MEASUREMENT RANDOM OF A HYDROLOCATOR ECHO SIGNAL | |
| Liang et al. | Gulf of Mexico oil spill impact on beach soil: UWB radars-based approach | |
| Van der Merwe et al. | Clutter reduction technique for GPR data from minelike targets | |
| Marchuk et al. | Synchronous globally observable ultrashort-period pulses | |
| RU76467U1 (en) | TECHNOLOGICAL COMPLEX FOR SEARCH AND EXPLORATION OF OIL AND GAS DEPOSITS BY RESULTS OF MEASUREMENTS OF Caused POLARIZATION WITH FORECAST OF HYDROCARBON SATURATION | |
| RU2002126082A (en) | METHOD FOR IDENTIFICATION OF SUBSURFACE STRUCTURES AND LOCAL OBJECTS IN THEM |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081002 |