【摘要】：本課題來(lái)源于國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“基于連續(xù)震源的煤層反射式槽波精細(xì)探測(cè)理論”。針對(duì)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的需求,根據(jù)煤層的信道環(huán)境,對(duì)經(jīng)煤層傳播的槽波波形進(jìn)行處理,消除頻散對(duì)槽波的影響。本課題旨在研究設(shè)計(jì)適用于煤層信道下頻散槽波信號(hào)的頻域均衡算法,同時(shí)為了估計(jì)煤層信道參數(shù),對(duì)壓縮感知信道估計(jì)也進(jìn)行了 一定的研究。(1)詳細(xì)敘述了國(guó)內(nèi)外專家對(duì)槽波頻散現(xiàn)象的研究,并對(duì)不同方向的研究進(jìn)行了總結(jié),同時(shí)對(duì)均衡算法和信道估計(jì)技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展歷程進(jìn)行了敘述;對(duì)槽波的傳輸特性進(jìn)行研究,確定了煤層信道的壓縮感知估計(jì)模型,探討不同情況下煤層信道估計(jì)方法,闡述了使用頻域均衡消除槽波頻散的理論基礎(chǔ)。(2)煤層信道環(huán)境較為穩(wěn)定,在其中傳播的槽波信號(hào)可以進(jìn)行近似的稀疏表達(dá),通過對(duì)煤層信道特性的分析,選擇基于層次貝葉斯模型的壓縮感知信道估計(jì)完成煤層信道參數(shù)的估計(jì)過程,并詳細(xì)推導(dǎo)了層次貝葉斯數(shù)學(xué)模型和煤層信道的稀疏表達(dá)模型,然后對(duì)貝葉斯模型的消息更新算法進(jìn)行了研究,采用聯(lián)合平均場(chǎng)的廣義近似消息更新算法完成煤層信道參數(shù)的估計(jì),將參數(shù)矩陣的計(jì)算方式由高維矩陣計(jì)算改進(jìn)為低維矩陣計(jì)算,并且針對(duì)其中的冗余數(shù)據(jù)進(jìn)行了刪除,降低了算法的復(fù)雜度。使用Matlab軟件仿真驗(yàn)證發(fā)現(xiàn),改進(jìn)后的算法具有較低的復(fù)雜度,并且算法的性能也得到了一定的提升。(3)對(duì)塊迭代判決反饋頻域均衡算法進(jìn)行了研究和改進(jìn),提出了基于分?jǐn)?shù)階傅里葉變換的塊迭代判決反饋均衡算法。闡述了塊迭代判決反饋均衡抵消槽波頻散的基本原理,使用分?jǐn)?shù)階傅里葉變換改進(jìn)算法,并設(shè)計(jì)最佳變換階次選擇方法,能夠適應(yīng)不同頻率子波。最后結(jié)合壓縮感知信道估計(jì)算法和頻域均衡算法,使用Matlab對(duì)頻域均衡系統(tǒng)的抗頻散能力進(jìn)行了仿真分析。從仿真結(jié)果的信號(hào)波形以及頻譜圖上能明顯看出,頻域均衡系統(tǒng)可以將展寬的槽波信號(hào)壓縮回原來(lái)的形狀,展寬的頻帶得到了較好的壓縮,具有較強(qiáng)的抗頻散性能。
【圖文】：

域均衡算法一塊迭代判決反饋均衡算法對(duì)頻散槽波信號(hào)進(jìn)行均衡，并使用分?jǐn)?shù)逡逑階傅里葉變換對(duì)算法進(jìn)行了改進(jìn)，使之更加有效的適應(yīng)槽波的傳播特性，，抵消逡逑頻散對(duì)槽波的影響。主要研究技術(shù)路線如圖１．１所示。逡逑９逡逑

從表２．１中可以看出，煤層與圍巖參數(shù)存在明顯差異，與圍巖相比煤層密逡逑度較小，且彈性波在煤層信道中的傳播速度也比在圍巖中低，通常情況下煤層逡逑相對(duì)于圍巖被認(rèn)為是一個(gè)低速夾層，“圍巖－煤層－圍巖”模型如圖２．１所示。逡逑圍巖（上頂板）逡逑圍巖（下頂板）逡逑圖２．１煤層模型示意圖逡逑Ｆｉｇ．邋２．１邋Ｍｏｄｅｌ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｃｏａｌ邋ｓｅａｍ逡逑煤層作為低速層被夾在上下圍巖（稱為頂?shù)装澹┲g，這時(shí)圍巖與煤層在界面逡逑處形成了極強(qiáng)的阻抗，將地震波限制在煤層中，使得煤層成為了類似波導(dǎo)層的逡逑結(jié)構(gòu)。槽波在煤層中傳播時(shí)受到圍巖全反射的影響，部分能量被束縛在煤層附逡逑近，子波在煤層信道中不斷相互疊加干涉，從而形成了邋“槽波”［１ＧＧ］。經(jīng)過高阻逡逑１２逡逑
【學(xué)位授予單位】：山東科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TD65

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2631363