Самонастраивающийся скоростной фильтр
Патент 710010
Авторы
Классы МПК
Самонастраивающийся скоростной фильтр
Иллюстрации
Реферат
ОП HCAHNE
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
«лоо о (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл.2 (22) Заявлено120777 (21) 2508445/18-25 с присоединением заявки No
G P1 V 1/28
Государственный комитет
С С С P по делам изобретений и открытий (23) Приоритет
Опубликовано 15р18р Бюллетень М2 2
Дата опубликования описания 150180 (53) УДК550. 8З4 (088. 8) (72) Авторы изобретения
С.A.Êàö и Б.М.Шубик
Ордена Ленина институт, физики Земли им. О.Ю.Шмидта
АН СССР (71) Заявитель (54) САМОНАСТРАИВАЮЦИЙСЯ СКОРОСТНОЙ ФИЛЬТР
Изобретение относится к сейсмической разведке и сейсмологии, а именно к способам и устройствам для обнаружения и выделения сейсмических сигналов, скорости которых заранее неизвестны, но лежат в некотором заданном диапазоне скоростей.
Известны способы и устройства для выделения таких сигналов, основанные на использовании метода разновременного суммирования f,13 или линейной веерной фильтрации (23.
Эффективность этих способов выделения регулярных волн в заданном ди- 15 апазоне скоростей зависит от числа обрабатываемых каналов, соотношения энергий и спектрального состава сиг.налов и помех. При одновременной обработке достаточно большого числа 20 каналов и узкбм веере пропускания известные узкополосные интерференционные системы и веерные фильтры обладают достаточно высокой раэрешаю щей способностью к регулярным волнам. Однако чем выше разрешающая способность таких фильтров, тем сильнее корреляционные связи шумовых помех на выходе фильтра и тем выше вероятность появления ложных границ и осей синфазности на временном разрезе.
Если же скорости сейсмических сигналов меняются во времени и пространстве в широких пределах, то приходится задавать широкий веер пропускания полезных волн, что приводит к резкому снижению эффективности фильтрации.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ обнаружения сейсмических волн и устройство для его осуществления, основанные на энергетическом анализе сейсмических колебаний с последовательным перебо-. ром скоростей полезных волн (3).
Устройство состоит из и измерительных каналов, каждый иэ которых содержит блок измерения величины отношения сигнал/помеха.
Регулярные волны обнаруживают по отношению сигнал/помеха, измеряемсму по сейсмограммам в скользящем временном:интервале (1-T, t+T) . Этот способ для своей реализации не требует задания статистических свойств сигналов и помех и обладает высокой помехоустойчивостью и разрешающей способностью.
710010
Основные недостатки этого метода обработки, ограничивающие область его применения, связаны, во-первых, с потерей информации о форме регулярных сейсмических волн и, но-вторых, со сложностью восстановления волнового поля в диапазоне скоростей.
Целью изобретения является повышение помехоустойчивости устройства.
Это достигается тем, что в предлагаемое устройство введен сумматор, а в каждый канал устройства введены узкополосные скоростные фильтры и модуляторы, причем один выход узкополосного скоростного фильтра соединен со входом блока измерения отношения сигнал/помеха, а второй выход — с первым нходом модулятора, второй вход которого соединен с выходом блока измерения отношения сигнал/помеха, а выходы всех модуляторов подключены ко входам сумматора.
На чертеже приведена блок-схема описываемого самонастраивающегося скоростного фильтра.
Устройство содержит систему узко-1 полосных скоростных фильтров 1, осуществляющих разложение сейсмической записи на элементарные узкополосные сигналы по скоростям, лежащим в диапазоне пропускания. Блоки измерителей-формирователей 2 измеряют величины отношения сигнал/помеха в скользящем интервале времени .на выходах узкополосных фильтров и формируют управляющие сигналы. Элементарные сигналы с выходов узкополосных фильтров 1 и соответствующие им управляющие сигналы с выходов измерителей-формирователей 2 подаются на входы модуляторов 3, осуществляющих перемножение этих сигналов. Узкополосные модулированные сигналы с выходов модуляторов 3 подаются на входы сумматора 4, в котором формируется выходной сигнал.
Сигнал на выходе самонастраивающегося фильтра имеет вид:
Й
Z8,:(26 АЧ 1Я<9(t;qим, 6=1 где п = 1,2...N — номер годографа н веере пропускания;
SH ЧП1=1пЬ Ю3 — элементарный сиг- . нал со скоростью
V) „ выделенный узкополосиым фильтv,
E (t,,×, записй у (t);
Р(ЪЧ )= — отношение энергии п Р (Ч) элементарного сиг- нала со скоростью
V к энергии поИ мех (определяется в скользящем временном окне);
Ч Lplt, Vn)) — управляющий сигнал зависящий от величины отношения сигнал/помеха;
y (t) — исходная сейсмограмма;
К = 1,2...К вЂ” номер канала сейс5 м or раммы.
Величина отношения сигнал/помеха характеризует достоверность обнаружения регулярной волны со скоростью
Vp в момент t. Эффективность фильтрации н данном способе обработки понышается за счет того, что модуляция элементарных узкополосных сигналов управляющими сигналами, зависящими от отношения сигнал/помеха, позволяет усилить достоверно выделяемые волны но всем диапазоне скоростей и ослабить зашумленные участки записи и ложные сигналы °
В отличие от способов энергетического анализа на ныходе регист2О рируются не энергограммы по заданному набору скоростей, а сейсмограммы, на которой волновое поле, осложненное помехами, заменено совокупностью регулярных волн, скорости
25 которых лежат в заданном диапазоне, а достоверность обнаружения превы-. шает определенный уровень.
Самонастройка фильтра заключается в том, что .благодаря установле,нию связи между интенсивностью выходного сигнала и достоверностью регулярных волн на входе, область пропускания фильтра (ширина и ориентация веера пропускания) в каждый момент времени не остается постоянной, а автоматически изменяется в зависимости от скоростей достоверных волн, зарегистрированных на входе.
4О
Формула изобретения
Самонастраивающийся скоростной фильтр, состоящий из и измерительных
45 каналов, каждый из которых содержит блок измерения величины отношения сигнал/помеха, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в устройство введен сумматор, а в каждый канал устройства введены узкополосные скоростные фильтры и модуляторы, причем один выход узкополосного скоростного фильтра соединен со входом блока измерения отношения сигнал/помеха, а второй выход — с первым входом модулятора, второй вход которого соединен с выходом блока измерения отношения сигнал/помеха, а выходы всех модуляторов подключены ко входам сумматора.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Рябинкин Л.A. Теория и практика метода РНП . Москва, Гостоптех65 издат, 1962.
710010
Составитель Т.Райкова
Техред H.Áàáóðêà Корректор А.Гриценко
Редактор Л.Батанова
Заказ 8755/47 Тираж 649 Подписное
ЦИНИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 2. Нахамкин С.А. О веерной фильтрации . Изв. AH СССР, сер. Физика Земли, Р 11, 1969.
3. Авторское свидетельство СССР
9316053, кл ° G 01 Ч 1/28, 1970 (прототип) .