本文選題：沖擊夯可控震源 + 三元偽隨機(jī)編碼��； 參考：《吉林大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：在一些環(huán)境敏感地區(qū)比如城市以及復(fù)雜山區(qū)的地質(zhì)勘查和礦產(chǎn)資源勘探中,車(chē)載式可控震源體積大,在復(fù)雜地形下移動(dòng)不方便,難以開(kāi)展地震勘探工作。目前我國(guó)的礦產(chǎn)資源多處于山區(qū),地形復(fù)雜,交通不方便。而沖擊夯可控震源作為一種體積小,質(zhì)量輕,移動(dòng)方便而且輸出力大的一種可控震源在上述地區(qū)進(jìn)行地質(zhì)勘查發(fā)揮著極大的優(yōu)勢(shì)。在沖擊夯可控震源的研究中,高分辨率和高信噪比一直是備受關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題,也是亟需解決的問(wèn)題。傳統(tǒng)的沖擊夯可控震源控制方式中,在沖擊夯連續(xù)沖擊時(shí),由于振動(dòng)信號(hào)是周期性的,使得相關(guān)解碼記錄中存在著嚴(yán)重的相關(guān)干擾,旁瓣效應(yīng)非常嚴(yán)重。相比于傳統(tǒng)的控制方式,改進(jìn)的二元偽隨機(jī)編碼控制方式,減小了相關(guān)干擾,但是二元偽隨機(jī)編碼的自相關(guān)函數(shù)存在著旁瓣效應(yīng),制約了地震記錄的分辨率和信噪比的提高。本文針對(duì)上述控制方法中存在的問(wèn)題,提出了基于三元偽隨機(jī)編碼的沖擊夯可控震源控制方法,并設(shè)計(jì)了激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器,進(jìn)行野外實(shí)驗(yàn),證明了該方法的有效性。首先研究了三元偽隨機(jī)編碼技術(shù)以及編碼序列生成原理。通過(guò)對(duì)三元偽隨機(jī)編碼自相關(guān)的分析,結(jié)果表明三元偽隨機(jī)編碼的自相關(guān)函數(shù)無(wú)旁瓣效應(yīng),類(lèi)似于完美的脈沖函數(shù)。其次詳細(xì)的介紹了三元偽隨機(jī)編碼技術(shù)在沖擊夯可控震源控制中的應(yīng)用,提出編碼匹配原則,每一種編碼對(duì)應(yīng)于沖擊夯的不同振動(dòng)狀態(tài)。根據(jù)編碼匹配原則,設(shè)計(jì)了激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器,實(shí)現(xiàn)沖擊夯可控震源的編碼控制方式。并針對(duì)沖擊夯可控震源的機(jī)械特性,導(dǎo)致一些信號(hào)不能正確輸出的缺點(diǎn),在控制過(guò)程中加入了反饋控制模塊,利用傳感器采集基板上的震動(dòng)信號(hào),實(shí)時(shí)檢測(cè)沖擊夯可控震源輸出信號(hào)的正確性。軟硬結(jié)合實(shí)現(xiàn)了沖擊夯可控震源的三元偽隨機(jī)編碼控制,為沖擊夯可控震源技術(shù)的發(fā)展提供了新的方向。最后進(jìn)行了實(shí)際實(shí)驗(yàn)。首先,通過(guò)對(duì)比驗(yàn)證采集的震動(dòng)信號(hào)和編碼序列對(duì)應(yīng)的振動(dòng)信號(hào)的一致性,確定激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器可以正確發(fā)出控制信號(hào);其次,對(duì)比了通過(guò)二元偽隨機(jī)控制方法和三元偽隨機(jī)編碼控制方法下采集得到的相關(guān)地震記錄,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明三元偽隨機(jī)編碼控制方法得到的相關(guān)地震記錄相關(guān)干擾明顯減少;自相關(guān)結(jié)果中主瓣和旁瓣的比值明顯提升,提高了信噪比;在頻譜分析中,明顯拓寬了頻帶范圍,提高了分辨率。以上結(jié)果表明本文設(shè)計(jì)的控制方法是可行的和有效的。而且在文中也探討了不同控制參數(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,在實(shí)際控制中要根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求以及勘探條件合理設(shè)置實(shí)驗(yàn)參數(shù)。最后對(duì)本文進(jìn)行了總結(jié)與展望,并對(duì)以后的研究提出了建議。
[Abstract]:In some environmentally sensitive areas, such as urban and complex mountain areas, it is difficult to carry out seismic exploration because of the large volume of vehicle-borne vibroseis and the inconvenient movement under complex terrain. At present, the mineral resources of our country are mostly in the mountainous area, the terrain is complex, the transportation is not convenient. As a kind of vibroseis with small volume, light weight, convenient movement and large output force, impact tamping vibroseis plays a great advantage in geological exploration in the above-mentioned areas. In the research of impact compaction vibroseis, high resolution and high signal-to-noise ratio (SNR) are always the hot issues which need to be solved. In the traditional control mode of shock tamping vibroseis, during continuous impact ramming, the vibration signal is periodic, so there is serious correlation interference in the correlation decoding record, and the sidelobe effect is very serious. Compared with the traditional control method, the improved binary pseudorandom coding method reduces the correlation interference, but the sidelobe effect exists in the autocorrelation function of binary pseudorandom coding, which restricts the improvement of resolution and signal-to-noise ratio of seismic records. In order to solve the problems in the above control methods, this paper presents a control method of shock tamping vibroseis based on the pseudorandom coding of three elements, and designs an excitation signal generator, which is proved to be effective by field experiments. Firstly, the ternary pseudorandom coding technique and the principle of coding sequence generation are studied. By analyzing the autocorrelation of pseudorandom coding, the results show that the autocorrelation function of pseudorandom coding has no sidelobe effect, which is similar to the perfect pulse function. Secondly, the application of ternary pseudorandom coding technology in the control of shock tamping vibroseis is introduced in detail, and the coding matching principle is proposed. Each coding corresponds to different vibration states of impact compaction. According to the principle of coding matching, the excitation signal generator is designed to realize the coding control of shock compaction vibroseis. Aiming at the mechanical characteristics of the shock tamping vibroseis, some signals can not be output correctly. In the control process, feedback control module is added, and the vibration signals on the substrate are collected by the sensor. The correctness of the output signal of shock tamping vibroseis is detected in real time. The pseudorandom coding control of shock tamping vibroseis is realized by the combination of soft and hard, which provides a new direction for the development of shock tamping vibroseis technology. Finally, a practical experiment is carried out. Firstly, by comparing and verifying the consistency of the vibration signal collected and the corresponding vibration signal of the coding sequence, it is determined that the excitation signal generator can send out the control signal correctly; secondly, The correlation seismic records obtained by binary pseudorandom control method and ternary pseudorandom coding control method are compared. The experimental results show that the correlation interference of seismic records obtained by ternary pseudorandom coding control method is obviously reduced. In the autocorrelation results, the ratio of the main lobe to the sidelobe is obviously increased, and the signal-to-noise ratio is improved. In the spectrum analysis, the frequency band range is obviously broadened and the resolution is improved. The above results show that the control method designed in this paper is feasible and effective. The influence of different control parameters on the experimental results is also discussed in this paper. The experimental parameters should be reasonably set according to the requirements of the experiment and the exploration conditions in the actual control. Finally, this paper is summarized and prospected, and suggestions for future research are put forward.
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：P631.4

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本文編號(hào)：1967915