微弱信号混沌检测临界阈值的Lyapunov指数算法

提供一种微弱信号混沌检测中临界阈值的判定方法，将Lyapunov特性指数作为混沌判据引入了微弱信号混沌检测领域，为混沌检测提供了一种量上的判据、并将这种算法与其它算法进行比较，仿真实验充分证明了该方法的有效性和优越性。     

微弱方波信号检测模型混沌解的判定

薄油气储层的识别和解释中存在极其微弱有效信号，对这些有效信号进行混沌检测的先决条件是检测模型存在混沌区域。本文以微弱方波有效信号为例，运用Melnikov方法就混沌检测模型（Dufing方程）的混沌判据问题进行数学,证明并推导该数学模型出现混沌状态的临界值，为薄油气储层的识别和解释中的微弱信号的混沌检测提供理论依据。     

混沌噪声背景下检测微弱信号的神经网络方法分析

地震勘探资料的噪声许多呈现混沌现象，利用传统的去噪方法效果并不理想，如何根据混沌固有的性质，对地震勘探资料中的有效信号进行提取是许多科学工作者极为关注的问题，针对这种混沌噪声下的微弱信号检测，本文提出三种神经网络方法并对此进行比较，理论分析及仿真实验表明这三种神经网络在信噪比达到—37dB时，均能检测混沌噪声背景中的微弱信号。     

用于检测同相轴的Duffing型系统恢复力项的讨论

在用于检测同相轴的Duffing型系统中,非线性恢复力项的选取至关重要.针对具有不同非线性恢复力项的混沌系统,本文首先就非线性恢复力项的来源进行了说明,通过对哈密顿系统和耗散系统的仿真实验分析,以及理论推导,确定了势能—哈密顿多项式方程中可用于混沌振子检测系统的各项幂次和各项系数组合关系,即非线性恢复力项的选取规则:幂次最高项为奇次,其系数大于零.     

检测地震勘探微弱同相轴的混沌振子算法

针对地震勘探资料湮没在随机噪声中的微弱同相轴问题提出基于混沌理论的混沌振子检测算法. 利用修正的Duffing_Holmes方程建立检测微弱同相轴的混沌振子系统,之后经过对同相轴的扫描处理,构成新子波等时间间隔序列W(t),与此同时对随机噪声也进行相同的截断. 截断的随机噪声在混沌振子系统中可以具有与周期信号相同的表现;经过大量仿真实验确定出满足通常地震勘探子波延续时间的使混沌振子检测子波不呈现周期相态的随机噪声截断时间范围. 选用与松辽盆地T1、T2反射层类似的子波函数并构成待检微弱周期信号,经过MATLAB仿真试验成功地检测出该弱信号,信噪比达到约-103dB.     

相关检测在甚低频电磁信号检测中的应用

介绍了在甚低频电磁接收机研制中如何利用有关软件以相关检测方法来检测甚低频电磁信号的幅度信息，并给出了理论和实际的检测结果。     

第23章：地震台阵在地震与禁核试地震学中的用途

在远程检测地下核爆炸的唯一途径是依据其产生的地震信号。正因为这个原因，为验证“全面禁止核试验”情况提供数据而建立的国际监测系统（IMS）还得包含地震台站网。然而，即使监测到了地下核爆信号，也不可能准确无误地辨别出来。该监测系统旨在提供可鉴别出明显是天然扰动的数据和可识别出极有可能是地下核试验的数据。如果检测到可疑扰动，禁止核试验条约的缔约国就可要求这个被怀疑进行核试验的国家允许国际调查组织进入震中区进行现场视察，来核实其是否确实进行了核试验。     

微震监测系统标定信号的应用

徐州矿务集团有限公司三河尖煤矿建立了覆盖全矿井的KZ-1型微震监测系统,通过地面监测主机向井下各测站发时间同步校时信号,用GPS秒号起始去同步各个测站下位机时钟,保证了各测站之间相对时间精确度.KZ-1型微震监测系统的拾震器设置了双换能器,且各有一个独立的磁回路,通过地面监测主机向拾震器标定换能器发标定指令信号,信号检测换能器再将输出信号上传至监测主机,实现了即时定量标定.标定信号的应用使KZ-1型微震监测系统具备整个系统检测功能,包括灵敏度、频响特征以及各测站的时间同步误差.     

用于检测同相轴的Duffing型系统恢复力项的讨论

在用于检测同相轴的Duffing型系统中，非线性恢复力项的选取至关重要．针对具有不同非线性恢复力项的混沌系统，本文首先就非线性恢复力项的来源进行了说明，然后通过对哈密顿系统和耗散系统的仿真实验分析，以及理论推导，确定了势能—哈密顿多项式方程中可用于混沌振子检测系统的各项幂次和各项系数组合关系，即非线性恢复力项的选取规则：幂次最高项为奇次，其系数大于零．     

近钻头井斜动态测量重力加速度信号提取方法研究

利用加速度计进行近钻头井斜动态测量时,钻具的高速旋转,井下强振动、强冲击环境给重力加速度测量带来极大干扰,如何从干扰噪声中有效提取重力加速度信号对于提高井斜角和工具面角的测量精度至关重要.根据重力加速度径向和切向分量为周期性信号,轴向分量为近似直流信号,离心加速度为缓慢变化信号,振动和冲击加速度为随机信号的特征,提出一种基于互相关检测的重力加速度信号提取方法,选择径向或切向磁力计信号作为参考信号.利用相关检测方法分别对仿真数据、实验室旋转测试数据和振动测试数据进行处理,并计算了井斜角和工具面角,结果表明相关检测方法可以有效提取重力加速度信号,基于MEMS加速度计的井斜角测量精度优于0.5°,工具面角变化连续平滑,满足井斜动态测量需求.通过进一步开展实际钻井环境测试,该方法有望应用于近钻头地质导向系统或旋转导向钻井系统等需要近钻头井斜动态测量的场合.     

基于Duffing振子混沌系统的地震速度分析方法

强随机噪声干扰是导致地震勘探资料低信噪比的主要原因,如何在强随机噪声干扰下获取有效的信息是值得关注的问题.Duffing振子混沌系统是一个非线性的动力学系统,其对强随机噪声具有免疫能力,而对特定的周期性信号具有敏感性.本文提出一种基于Duffing振子混沌系统的速度分析方法.对CMP道集按照时距曲线关系进行移动窗口截取,将所截取的信号构建为待测信号加入Duffing振子混沌系统,通过相图网格分割方法(GPM)判断系统状态的改变,从而在强随机噪声背景下获得高分辨率的速度谱.理论模型和实际资料的处理结果表明,与传统的水平叠加速度分析方法相比,本方法能够在强随机噪声背景下获得更准确的速度分析结果.     

Ricker子波视主频的变化对混沌振子检测效果的影响

针对地震勘探资料中存在加性强随机噪声干扰,已经提出用混沌振子系统处理的方法技术.为完善该方法,需要研究诸如地震勘探同相轴完整程度、组成同相轴的地震子波变化等对系统检测效果的影响.本文以Ricker子波模拟地震子波,研究Ricker子波视主频变化的相应检测效果.研究结果：随着Ricker子波视主频的升高,检测SNR逐渐变差,在高频部分SNR的变化明显比低频部分缓慢;在通常地震勘探频率范围内,混沌振子系统检测SNR有可能部分补偿由于地震波传播引起的幅度降低;为检测由畸变子波构成的同相轴提供一定的可能.     

Methods of detection and estimation errors in ST radar studies

The classical theory of detection using the Neyman-Pearson principle is applied to stratosphere-troposphere (ST) radar signals. It is extended to provide information regarding the detection of weak signals which complements the detectability method usually employed in ST radar studies. It is shown that for ST radar signals of low amplitude and a detectability around 3 (a value commonly invoked in literature), the probability of detection is about equal to the probability of false alarm. The question of threshold detectability is also discussed.Spectral moments errors are evaluated by a method which is an extension of the analytical method of estimation developed by Miller and Rochwarger and the results compared to other statistical and analytical models. As already known, three factors can affect the error on the estimated parameters: the signal-to-noise ratio, the spectral width and the incoherent integration number. For high signal-to-noise ratios, analytical results are in good agreement with Barrick’s and Denenberg’s theoretical models and with Yamamoto’s statistical one. For low signal-to-noise ratios, the spectral parameters are more sensitive to the selected model but overall variability is similar.     

Extraction of a dynamic component from variations in geophysical fields using the convergence of a sample average

Observations of a complex of geophysical fields sensitive to deformation processes in the Earth’s crust point to the presence of components of different origins in their time variations. The variations contain not only regular components (seasonal, tidal, anthropogenic, and others) but also random and chaotic components. The chaotic component can be related to variations in the stress-strain state, as was shown in [Smirnov et al., 2005]. Some main properties of the behavior of the chaotic component can be determined on the basis of ideas of nonlinear dynamics. A method of extracting such a “dynamic” component in the process studied requires that its inherent properties be taken into account. This paper develops a method for separating components of a dynamic system from the superimposed component of an external process using invariant properties of the system. The applicability and effectiveness of the method is demonstrated by comparing model calculations with the use of a smoothing moving window of a variable width and real geophysical data.     

局部指数标架小波束在复杂介质方向照明分析中的应用

提出了用局部指数标架小波束进行角度域分解的方法,解决了局部余弦基和局部正弦基缺乏单一方向性的问题.局部指数标架由局部余弦基和局部正弦基线性组合而成,是冗余度为2的紧标架.利用局部余弦变换和局部正弦变换的快速算法,能使基于局部指数标架进行方向照明分析的计算效率较常用的局部倾斜叠加和Gabor-Daubechies标架等方法具有更为明显的优势.通过计算二维SEG/EAGE模型和SIGSBEE模型的方向照明图以及采集系统倾角响应图证实了本文方法的有效性.该方法的高效性使其在三维模型的方向照明分析和大规模的工业应用中具有广阔前景.     

核磁共振测井在天然气勘探中的应用

核磁共振测井不仅能够测得孔隙度、渗透率等岩石物理信息，为储层评价提供科学依据，而且通过采用适当的探测手段和数据处理方法，可以探测到地层中天然气的信息，并能给出储层含气饱和度，而成为天然气勘探的一个重要方法，本文论述了核磁共振测井探测天然气的基本原理和数据处理方法，并对几个实例作了分析。     

Experiments on Exploration of Shallow Fine Structures and the Construction of the 1-D Velocity Model in the Pingtan Island, Fujian

112 short-period seismographs were set up in the 400km² area of Pingtan Island and its surrounding areas in Fujian. The combined observations of the airgun source and ambient noise source were carried out using a dense array to receive the 387 airgun signals excited around the island and one month of continuous ambient noise recording. The 1-D P-wave and S-wave shallow velocity model of Pingtan Island is obtained by the inversion of the airgun body wave''s first arrival time data, and the reliability of the velocity model is verified by using the surface wave phase velocity dispersion curve, which can provide initial model for subsequent 3-D imaging. The experimental results show that this experiment is a successful demonstration of local scale green non-destructive detection, which can provide basic data for shallow surface structure research and strong vibration simulation of the Pingtan Island.     

Evaluating foundation mass,damping and stiffness by the least‐squares method

This paper discusses how to use the three‐dimensional (3D) time‐domain finite‐element method incorporating the least‐squares method to calculate the equivalent foundation mass, damping and stiffness matrices. Numerical simulations indicate that the accuracy of these equivalent matrices is acceptable when the applied harmonic force of 1+sine is used. Moreover, the accuracy of the least‐squares method using the 1+sine force is not sensitive to the first time step for inclusion of data. Since the finite‐element method can model problems flexibly, the equivalent mass, damping and stiffness matrices of very complicated soil profiles and foundations can be established without difficulty using this least‐squares method. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.