基于EMD算法的煤层透射槽波信号提纯

透射槽波勘探是井下地震勘探的主要方式之一,具有探测范围大、准确率高等优点。然而井下地震信号信噪比低,远偏移距槽波信号易被噪声所淹没而无法识别,为槽波的后续处理与解释带来困难。针对这一问题．采用EMD算法对原始信号进行分解,选取并增强分解结果中的有效信号,从而实现槽波信号的提纯。实际工程中的应用效果表明,经过提纯后的地震数据,具有较少的噪声成分和较为清晰的槽波波列。     

淮河流域致洪暴雨的异常水汽输送

为了从多方面提取对致洪暴雨有指示意义的异常信息,进一步提高对致洪暴雨的判别能力,利用Box-Cox变换将信号场方法引入致洪暴雨水汽条件气候异常的诊断,并具体分析了2003年、2005年和2007年淮河流域致洪暴雨850 hPa水汽通量场的气候异常特征。结果表明:淮河流域致洪暴雨期间,850 hPa经向水汽通量信号场105°E~125°E易形成以淮河流域为中心南正北负的双极型配置;850 hPa纬向水汽通量信号场低纬的显著信号反映出各条水汽输送通道的相对重要性因致洪暴雨而异。     

存储式磁阻多点连续测斜仪的研制

存储式磁阻多点连续测斜仪主要解决了在钻孔测斜技术的电缆传输中，电缆笨重、易损坏、易受电磁干扰、信号传输远等问题，并以存储卡的方式解决了数据传输记录的问题。     

可控震源记录中的脉冲噪声分析

噪声分析一直是地震资料信噪比得以改善的重要基础方法。可控震源向地下输入瞬时低能量信号, 易受到可控震源系统内部以及背景中的瞬时脉冲噪声(如电噪声、震动噪声等)的干扰。用于提取有效信号的相关检测方法将脉冲噪声的干扰范围扩大, 严重影响了对可控震源有效信号的提取。为了从理论上分析脉冲噪声对可控震源相关记录的干扰, 通过仿真实验, 系统分析了单点脉冲和多点脉冲噪声对相关记录中可控震源信号的干扰程度和特点。结果表明, 可控震源相关记录中的信号主要受脉冲噪声强度、所在时间位置以及可控震源非相关记录脉冲点数比例三方面因素影响, 脉冲噪声所占记录的比例大于2.5%且平均强度高于100时, 相关检测后的可控震源信号会完全被噪声淹没。     

一种基于压缩感知的随机噪声压制方法

随着高精度地震勘探技术的发展,利用高保真的方法提高地震资料信噪比成为了去噪处理的关键。曲波域阈值法能够有效地压制随机噪声,但易产生伪吉布斯震荡现象,造成信号局部畸变,从而影响处理效果。针对这一问题,提出一种基于压缩感知理论（Compressing Sensing,简称CS）的地震信号去噪方法,该方法利用随机噪声和有效信号在曲波稀疏域稀疏表征的差异来分离随机噪声。其实现步骤为:将地震数据变换到曲波域;利用压缩感知理论和全变差正则化算法重构曲波系数;曲波逆变换得到压制噪声后的重构地震数据。理论模型和实际资料应用表明,该方法能够很好规避伪吉布斯现象带来的信号失真问题,进一步提高了资料的信噪比。      

基于DDS的氦光泵磁力仪射频场智能调频研究

地磁场测量在基础地质研究、矿产资源勘查和军事探测等领域得到广泛应用,作为磁场测量核心之一的氦光泵磁力仪探头,其射频场调频精度是决定其磁测精度的重要影响因素。为实现易调节、高精度、高可靠性的调频信号,本文利用直接数字频率合成器(DDS)与微控制器(MCU)相结合方式,研究了磁力仪探头射频场智能精密调频技术,可灵活、实时、自动、精密地对磁力仪探头射频场进行调频。调频信号加载到氦光泵磁力仪系统的联调试验表明,磁力仪获得了稳定精密的磁共振信号,从而保证了磁力仪实现高精度的磁场测量。     

存储式压电陀螺测斜仪的应用

存储式压电陀螺测斜仪是用于磁干扰矿区孔内顶角及方位角的无缆自动记录测量仪器。它主要解决了电缆传输中，电缆笨重、易损坏、易受电磁干扰、信号传输远等问题，并以存储卡的方式解决了数据传输记录的问题。介绍了存储式压电陀螺测斜仪的原理及应用情况。     

含水率对岩石电荷感应信号影响规律研究

水是诱发矿井灾害的主要因素之一,研究水?岩相互作用下的岩石破坏电荷信号,可丰富矿井水引起灾害的监测方法。为研究含水率对岩石破坏电荷感应信号的影响规律,基于损伤理论推导了岩石损伤破坏力?电耦合模型,得到了感应电荷量与岩石力损伤和水损伤的理论关系。利用自主研制的电荷感应信号数据采集系统,对不同含水率条件下的岩石试样进行了单轴压缩电荷感应信号监测试验,分析了水对岩石力学性质和岩石破坏过程中各阶段电荷感应信号的影响规律,并对含水率影响感应电荷产生的机制进行了讨论。结果表明：岩石变形破坏过程中的电荷感应信号与岩石的损伤程度有关,累积感应电荷量与感应电荷总量的比值可以表示岩石在水和力作用下的损伤量,且含水率越高,试样越易在较低的应力下产生大量的电荷感应信号。不同含水率岩石的宏观破坏特征明显不同,随着含水率升高,岩石的抗压强度降低,裂隙发育,岩石破坏形式由单剪式破坏向张拉和剪切混合破坏转变。电荷感应信号分布形态上,含水率的升高使得高幅值电荷簇数增加,并向弹性阶段发展,且高幅值电荷感应信号主要分布在弹性阶段后期和塑性阶段。感应电荷量上,随着含水率的升高,弹性阶段的感应电荷释放量占比逐渐增大,塑性阶段占比逐渐减小,两阶段的感应电荷量之和占试样变形破坏过程中产生感应电荷总量的90%以上。水通过弱化岩石颗粒和渗透压作用,使岩石在较低应力下产生或扩展裂隙,感应电荷信号更丰富。     

基于重构信号模型的去噪技术

面波和多次波等噪音的产生是海上地震勘探的突出特点,如何高保真地对其进行压制一直是信号处理工作的难题。基于重构信号模型的去噪技术通过不同的方法,充分考虑不同入射角度和横波地震信息,重构信号模型,分离出剩余信号,然后针对剩余信号进行去噪处理,利用建立的信号模型和剩余有效信号结合,得到有效地震信号,达到突出有效信号衰减噪声的目的。     

超宽带搜救雷达的编码信号探测方法研究

分析运用了脉冲编码理论作为生命信号探测的理论依据,通过对生命信号的模拟分析,研究了生命信号与杂波的特性;对实测的生命雷达回波信号做了详细地分析处理;以超宽带理论为基础,讨论了超宽带雷达信号的特点,根据超宽带雷达目标信号的特性得到了人体探测的仿真模型,分析了被测人体不同姿态下呼气吸气的回波信号,实现了生命微弱信号的检测,证明了超宽带雷达目标信号的高分辨率距离像方法,用于探测人体生命信号的有效性和可靠性。     

基于ANSYS的套管对EM-MWD信号传输的影响分析

评价电磁波随钻测量（EM-MWD）信号传输效果,不可忽视套管对信号传输的影响,而套管对信号传输影响极为复杂,很难用数学模型进行全面分析。基于此,采用ANSYS有限元软件,对EM-MWD在套管中信号传输进行建模仿真,从地面电流密度及接收信号压差方面,分析套管对EM-MWD信号传输影响规律。仿真结果表明：绝缘短节出套管,套管对信号起引导作用,反之,套管对信号起屏蔽作用;低电阻率钻井液对EM-MWD在套管中的信号传输影响大。     

LIFT去噪方法在低信噪比资料处理中的应用

传统去噪一般都是通过各种方法将原始数据分离为有效信号和噪声,从而达到去噪目的,在去噪的过程中,忽略了信号保真的处理原则,在去掉噪声的同时有可能也损害了有效信号。这里从传统去噪方法存在的问题入手,通过对传统去噪方法的原理分析,研究了LIFT去噪技术。LIFT去噪的核心是首先建立信号模型,然后将原始地震信号和信号模型相减,求得剩余信号。通过对剩余信号进行针对性的去噪处理,去除剩余信号中存在的噪声,然后再与信号模型进行合并重构,得到新的具有高信噪比、高保真的地震信号。将该方法在低信噪比地震资料处理中进行了实例测试,取得了理想的应用效果。     

套管井脉冲源磁场特性的有限元分析

利用有限元法对套管井中脉冲源的磁场分布进行数值模拟,并讨论了套管相对磁导率,套管厚度以及脉冲时宽对磁场分布的影响。模拟结果表明,脉冲源套管井中磁场信号分为早期信号和晚期信号,早期信号衰减剧烈,主要为无用信号和高频的有用信号,晚期信号主要为低频的有用信号,衰减缓慢,可较好地反映地层信息;套管相对磁导率较大时磁场强度小,套管相对磁导率较小时磁场强度较大,但衰减很剧烈,不稳定,所以适中的套管相对磁导率更有利于测量。     

近距离岩体微震动与爆破振动的能量辨识

针对矿山微震监测爆破事件与微震事件识别难度大的问题,选取近距离范围内的岩体微震信号与爆破信号,采用完全总体经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition,CEEMD)将原始信号分解为若干个本征模态函数(intrinsic mode function,IMF),研究了爆破信号与微震信号在不同IMF上能量分布特征。研究结果表明:爆破信号与微震信号在不同的IMF能量存在差异,爆破信号在前4阶高频IMF上能量百分比明显较大,且最大能量阶数相对微震信号较小。该特征提取实现过程简单,可为二者的辨识提供一种新方法。     

基于EMD去噪方法研究及其在地质勘探中的应用

论述了EMD分解的基本原理,研究了利用EMD分解进行信号去噪的方法.EMD把信号按照不同的特征尺度分解为不同频带的IMF分量,将含有噪声的高频IMF分量剔除,选择低频或者指定频带的IMF进行信号重构,即可达到去噪的目的.仿真信号与实测数据的处理结果都表明,该方法不但有效地去除信号中的确定性噪声和随机噪声,而且尽可能地保持了有效信号,减少了信号损失,提高了数据处理的准确性.     

花岗岩破裂过程声发射关键信号时频特征试验研究

开展花岗岩单轴压缩试验,利用决策树模型,构建岩石破裂过程关键声发射信号的提取方法,并通过选取特征参数将提取的关键信号分类,分析各类关键声发射信号的时频参数特征,进一步探讨各类信号所对应的岩石破裂机制。研究结果表明,基于决策树模型建立的岩石破裂关键声发射信号提取方法,能够有效提取岩石破裂过程中影响整体结构稳定性的关键破裂事件对应的声发射信号,准确率在90%以上。根据关键信号特征提取规则将信号分成A、B、C、D 4类,A类信号对应岩石在宏观破裂时产生的开裂、扩展型破裂;B类信号为岩石临近破裂与峰后阶段出现的大量小尺度开裂、扩展型破裂;C类信号对应岩石宏观破裂前产生的剪切滑移型破裂;D类信号对应岩石整体破坏后产生的小尺度张剪复合型破裂。     

随钻测量信号中继器的设计与实现

为解决随钻测量系统信号在传输中衰减的问题,设计研制了随钻测量信号中继器,在钻孔到达一定深度测量系统信号衰减严重时,在两根中心通缆式钻杆间接入中继器继续测量,有效地解决了信号衰减问题,增强了信号驱动能力,延长了信号的传输距离,保证了随钻定向测量系统的正常工作。      

基于希尔伯特-黄变换的低频探地雷达弱信号处理技术及其在天然气水合物勘探中的应用

低频探地雷达采集时间窗口大,深部信号受到地层衰减和频散的影响十分明显,真实反射信号往往伴随大量噪声,因此低频探地雷达信号可以视为典型的非稳态信号。引入对于非稳态信号处理效果非常好的Hilbert-Huang变换方法,在其基础上研究低频探地雷达深部微弱回波信号精细处理方法,能有效地滤除信号中的突变部分和噪声,从而实现对深层微弱信号的检测和提取。利用该方法对冻土带天然气水合物进行勘探,可以提取低频探地雷达信号在冻土底界及其下的天然气水合物储层的有效反射信号,取得了良好的效果。     

采用最优频率匹配法实现信号的频段滤波处理

介绍采用最优频率匹配法进行频段滤波的基本原理,通过实际声波的信号分离,考察分离后信号的声音效果,验证了最优频率匹配法的合理性与完整性,并将该方法成功地应用于某矿区井间声波成析成像信号的滤波处理。在此基础上,比较了该方法与常规滤波方法的异同;指出了它们之间的主要差别在于匹配滤波能够从整体上保持分离后信号的协调和各自的独立性,滤波后能够获得比较完整的频段信号和匹配滤波信号;匹配滤波与常规滤波的数值差异主要表现在滤波信号的两端。通过对声波CT信号的匹配滤波处理,实现了该矿区噪声信号的分类,提取了相应的特征参数。这些工作的开展为以后科学合理地进行信号分离,以及信号与噪声的定量化处理创造了条件。     

基于小波变换的矿山微震信号滤波方法研究

基于小波变换的多尺度分析思想,针对矿山微震信号具有频带较宽、谱成分丰富的特性,提出了对不同频率范围的信号和噪声进行滤波处理的方法.利用该方法可将噪声与信号分离以及将不同频段信号分解,从而达到滤波的目的.实验结果表明,该小波变换方法能够有效去除微震异常信号的噪声,可应用于微震信号的预处理.