基于波形域的匹配滤波前抗间歇采样转发干扰方法

间歇采样转发干扰属于一类脉内相干欺骗干扰,其运用欠采样原理,在距离维上产生多个虚假的目标峰,从而干扰真实目标的检测与跟踪。为了解决这一问题,该文提出了一种基于波形域的匹配滤波前抗间歇采样转发干扰方法。首先,考虑到间歇采样转发干扰的部分匹配特性,该文在匹配滤波过程中引入了扩展域,即波形域,以研究干扰信号与真实目标回波信号元素的局部特征,并在每个波形域上定义了自适应的阈值函数。其次,引入卡尔曼滤波对波形域信号进行状态估计,通过自适应阈值检测筛选出波形域信号中的有效积分元素与无效积分元素,并建立关于有效积分元素的估计状态空间。最后,在抑制波形域信号中的无效积分元素的同时,从有效积分元素的估计状态空间中补充相应长度的积分元素,保留剩余的有效积分元素,通过积分得到不含虚假目标的距离像结果。该文所提方法不倚赖于任何干扰机参数等先验信息,即可有效抑制间歇采样转发干扰。仿真实验表明,与传统方法相比,该文方法实现的抗间歇采样转发干扰性能更优。

基于IFA-HFS的雷达波形域LPI性能评估方法

针对雷达波形域低截获(LPI)性能评估的问题,提出一种应用改进萤火虫算法(IFA)求解指标权重的犹豫模糊集(HFS)评估方法。首先,介绍基于逼近理想解排序(TOPSIS)的犹豫模糊集理论,并从属性和方案2个角度构建指标权重的优化模型;其次,通过引入混沌理论,解决了萤火虫算法容易陷入局部最优的问题,给出用IFA求解指标权重的流程;再次,从雷达发射方角度,提取脉内、脉间5个波形域LPI性能评估指标;最后,得到利用IFA求解指标权重的犹豫模糊集评估方法。选取4种不同类型的雷达进行仿真对比,获得波形域LPI性能排序,验证了方法的快速性和有效性。

雷达信号波形域射频隐身性能评估方法

针对雷达信号射频隐身性能评估中对敌方截获设备的依赖性和评估方法通用性的问题,提出一种基于自身辐射信号特征的雷达信号波形射频隐身性能评估方法。该方法从射频辐射源自身辐射信号的结构出发,通过分析辐射源所辐射信号的周期、占空比,利用希尔伯特变换求出单一周期内脉内信号的瞬时频率、瞬时波形、瞬时相位,归一化脉内信号瞬时参数,从而给出波形域射频隐身指标的定量计算方法。对雷达信号的线性调频波形和相位编码波形进行了仿真对比,仿真结果证明此方法可准确反映出雷达信号波形域射频隐身性能。

复杂动态负荷电流幅度域典型游程波形模态与特征提取

针对复杂动态电能信号幅度域特征认识不足、波形域特征不清楚、信号样本不足、不能综合表征复杂动态电能信号的强随机特征的问题,对于实际电网中的3种典型复杂动态电能信号,首先,建立离散数学模型;然后,提出对电能表大误差敏感的幅度域重要特征参量及表征算法;其次,采用全遍历与电流幅度域游程波形模态主成分分析方法,提取6类典型游程波形模态,据此,构建复杂动态负荷电流特征波形样本库;最后,提出补充国际和国内标准试验点的建议,为解决目前国际和国内标准试验点不足提供了依据。

频率域波形反演中与频率相关的影响因素分析

波动方程深度偏移是解决复杂地质体成像的关键技术,基于波动方程的速度建模为其提供更为精确的速度模型.频率域波形反演是目前研究最为广泛的波动方程速度建模方法之一,它推动了波形反演在勘探尺度下的应用.本文通过对频率域波形反演的实现,分析对比了其有效执行过程中与频率相关的影响因素.介绍了时间域的多尺度反演方法在频率域的一种实现方式,对比分析了输入数据的频点带宽和应用的子波频带范围不同时对反演结果的影响.本文通过设计的山地地质模型对频率域波形反演进行了测试和对比,得到的结论为频率域波形反演的有效计算提供了依据和参考.

几种优化方法在频率域全波形反演中的应用效果及对比分析研究

全波形反演方法是一个有效求解参数重建问题的方法,其本质是一个寻找最优解的优化问题,目前多用局部最优方法求解,如最速下降法、共轭梯度法、高斯-牛顿法、拟牛顿法等.文中给出了常用的优化方法,基于二维声波方程,将这些方法应用于部分overthrust模型的反演,通过对各方法所得反演模型的精度和计算时间的对比分析,对各个方法的优缺点进行总结,为后续多参数反演或高维方程参数反演提供方法选择上的参考;针对所要求解的反问题,选用的优化方法需要在收敛速率、计算存储量和算法的稳定性之间进行权衡,以得到一个最优的反演结果.

频率域全波形反演中关于复频率的研究

Laplace-Fourier域全波形反演可以利用简单的初始模型,从缺失低频信息的地震数据中得到长波长速度模型.Laplace-Fourier域全波形反演等价于本文的复频率全波形反演,但二者的实现方式不同,因此研究复频率全波形反演,可以为二者的对比研究并发展更有效的方法奠定重要基础.本文首先比较用线性增加模型作为初始模型时几个包含不同高低频成分的频率组的反演效果,再比较结合复频率之后各个频率组的反演效果,从简单模型和复杂模型的测试中都可以看出这种复频率+频率反演的方式对反演效果有明显改善.

基于自适应步长OBFGS算法的快速时间域全波形反演

将OBFGS(Online-BFGS)优化算法应用到全波形反演中,OBFGS算法是一种不依赖Wolfe准则求取步长的优化算法。基于OBFGS算法的特点,提出了自适应步长策略,可以根据当前目标函数的变化情况自适应调整步长。基于自适应步长的OBFGS算法不要求在调整步长时计算正演和梯度,因此可以加快计算速率。通过对Marmousi型进行反演的精度分析表明,基于自适应步长OBFGS算法全波形反演提高了反演精度。反演效率分析结果表明,基于自适应步长的OBFGS算法的反演耗时较短,具有更快的收敛速度,提高了反演的效率。

基于非规则网格声波正演的时间域全波形反演

全波形反演是地震资料处理中速度建模的有力工具,相比层析成像等速度建模方法它能够得到速度场的更高频成分.本文给出了基于声波方程格子法正演的时间域全波形反演方法,该方法用非规则、非结构化的三角网格来离散计算区域及模型参数,能实现网格粒度与反演分辨率在空间上的自动匹配,内存需求少,计算效率高;采用L-BFGS优化方法,以分频段变网格的方式实施多尺度反演.以二维Overthrust模型进行了速度反演数值测试,显示了该方法的高效性和潜力.

基于改进目标函数的频率域全波形反演研究

频率域全波形反演计算高效、反演精度高,已成为地震勘探利用叠前地震波场的运动学和动力学信息重建地下速度结构的有力工具,但其对初始模型要求较高。针对该算法的不足之处,提出对算法中固定不变的目标函数进行改进,在反演过程中有针对性的调整目标函数,以降低方程组的不确定性,达到降低对初始模型依赖性的目的。实验表明,改进目标函数后的算法在初始模型较差时,相比常规算法仍能得到更高精度的反演结果。

深度域波形指示反演在薄储层预测中的应用:以苏里格气田陕18区块为例

由于地震分辨率的限制,传统的时间域反演方法很难精确预测薄储层的三维空间分布,极大制约了该类储层发育区高效水平井组的部署。要实现这类薄储层的精确预测,关键在于如何井震结合、拓宽频带,获得合理的高频成分。通过对比分析当前主流的反演方法,笔者提出深度域地震波形指示反演方法,该方法能够精确识别陆相薄层砂岩储层。以苏东南地区陕18区块辫状河三角洲相中发育的薄互层砂岩为例,在保证钻井地质分层与深度域地震解释层位匹配的基础上,确定了有效样本数和最佳截止频率,并进一步开展误差分析。在此基础上,采用深度域地震波形指示反演技术对研究区的薄互层砂岩气藏开展储层预测研究。研究结果表明:①通过避免从深度域转换到时间域过程中的测井曲线高频信息的损失和误差积累,有效提高了薄储层的识别精度;②地震波形指示反演预测的薄层厚度误差在5~6 m之内,预测效果良好,实现了对薄砂岩储层的定量刻画,为水平井组部署奠定了可靠的资料基础。该方法能够充分利用深度域地震波形的横向变化信息,且高频结构受波形变化的控制,更好地体现了沉积环境的约束。在提高垂向分辨率的同时,其横向预测性也得到了有效保证。

波场相位相关时移全波形反演

全波形反演(FWI)算法对低频信息和初始模型的依赖比较严重,容易发生周波跳跃现象而陷入局部极小点。为减少周波跳跃现象对全波形反演的影响,提出了波场相位相关时移全波形反演算法,在反演之前对模拟数据进行处理,提高观测数据和模拟数据的匹配程度;同时为减少初始模型对FWI的影响,利用Curvelet变换的多尺度特性,在反演的不同阶段选择不同尺度的数据参与反演,从而改善全波形反演因初始模型误差较大而出现周波跳跃的问题。利用Marmousi模型对波场相位相关时移全波形反演算法进行了测试,结果表明,该反演算法以及利用Curvelet变换多尺度数据参与反演可以明显改善FWI对低频信息和初始模型的依赖,得到较好的反演结果。

大兴安岭诺敏河火山群远震P波衰减研究

板内火山活动是板内下方深部物质组成的重要视窗,而中国东北是研究板内火山的热点场所.中国东北火山活动主要沿大兴安岭及松辽盆地周缘分布,隐匿在大兴安岭内的各火山群落鲜有地球物理观测.本研究聚焦于大兴安岭北部的诺敏河火山群,利用围绕诺敏河火山布设的43个流动台站记录到的17个远震事件数据,通过时间域波形匹配法计算了300条直达P波震相的Δt*,并进一步采用贝叶斯蒙特卡洛方法反演得到了研究区的二维Δt*模型,为约束诺敏河火山地区的深部结构提供了新的观测证据.结果显示研究区高衰减区域与火山活动在空间位置上有很好的一致性.诺敏河火山与研究区北端临近小古里河火山区域均观测到高Δt*值,可能由区域下方热地幔物质上涌导致.诺敏河火山东部、科洛河火山西部区域观测到低Δt*值,与高衰减区域最大Δt*差值达约0.3±0.05 s,可能由两部分原因导致:该区域下方残留未被侵蚀的岩石圈,以及局部区域或存在的部分熔融导致的残留地幔矿物脱水.

矩形旋转交错网格PML边界条件的研究与实现

现有的频率域波全形反演多是默认基于正方形旋转交错网格,而基于矩形旋转交错网格的全波形反演有更大的灵活性,能更好地适应实际地下介质结构,有更好的内存使用率和计算效率。为了解决原始的基于正方形网格的PML(完全匹配层)吸收边界形式不再适用的问题,文中将通过声波方程完全匹配层吸收边界的经典方法,构建并推导出PML吸收边界条件在矩形旋转交错网格中的具体形式,通过Marmousi模型正演和反演实验,得出本文所构建的PML边界获得良好的吸收效果,对反演结果有很好的改善。