способ вибросейсмической разведки
Классы МПК: | G01V1/00 Сейсмология; сейсмическая или акустическая разведка |
Автор(ы): | Кострыгин Юрий Петрович, Сидоренко Дмитрий Валерьевич |
Патентообладатель(и): | Кострыгин Юрий Петрович, Сидоренко Дмитрий Валерьевич |
Приоритеты: |
подача заявки:
1995-06-19 публикация патента:
20.01.1998 |
Изобретение относится к вибросейсмической разведке и может быть использовано для ослабления резонансных явлений в конструкциях зданий и сооружений и повышения их безопасности при проведении вибросейсмических работ. Сущность способа вибросейсмической разведки заключается в применении разнополярной последовательности коротких идентичных между собой частотно-модулированных сигналов, функция кода которой обеспечивает исключение из интервалов полезной записи на коррелограммах аномальных разрастаний корреляционного фона, возникающих в связи с периодичностью следования разверток.
Формула изобретения
Способ вибросейсмической разведки, включающий возбуждение и регистрацию разнополярной последовательности нечетного количества n идентичных между собой частотно-модулированных вибросейсмических разверток, следующих одна за другой без временных промежутков или с равными временными промежутками, и ее корреляцию с управляющей последовательностью вибросейсмических разверток, отличающийся тем, что период![способ вибросейсмической разведки, патент № 2102776](/images/patents/369/2102034/964.gif)
![способ вибросейсмической разведки, патент № 2102776](/images/patents/369/2102776/2102776t.gif)
где tmax максимальное время регистрации целевых волн на коррелограмме;
tвст время первых вструплений регулярных волн на коррелограмме,
при этом отрицательные единицы функции кода разделяются произвольным количеством единиц с положительным знаком, причем при условии, если
![способ вибросейсмической разведки, патент № 2102776](/images/patents/369/2102776/2102776-2t.gif)
где L натуральное число,
количество отрицательных единиц в функции кода принимается равным L, при этом первый и последний дискреты функции кода задаются положительными единицами, при условии же, когда
![способ вибросейсмической разведки, патент № 2102776](/images/patents/369/2102776/2102776-3t.gif)
количество отрицательных единиц в функции кода принимается равным L + 1, а первая и последняя единицы имеют различные полярности.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к вибросейсмической разведке и может быть использовано для повышения безопасности зданий и сооружений при проведении вибросейсмических наблюдений путем применения разнополярной последовательности коротких и идентичных между собой частотно-модулированных сигналов, функция кода которой обеспечивает исключение из интервалов полезной записи на коррелограммах аномальных разрастаний корреляционного фона, возникающих в связи с периодичностью следования разверток, составляющих последовательность. Известны способ и устройство, включающие возбуждение и регистрацию псевдослучайных колебаний, обеспечивающих ослабление резонансных явлений в конструкциях зданий и сооружений и позволяющих в связи с этим снизить опасность их разрушения при вибросейсмических наблюдениях [1]Недостатками указанного способа и устройства являются сложность технической реализации фазовой коррекции псевдослучайных сигналов, высокая интенсивность корреляционного фона, а также более низкий средний уровень энергии псевдослучайных сигналов, на 6 дБ уступающий среднему уровню энергии ЛЧМ-сигналов при одной и той же амплитуде управляющего сигнала. Наиболее близким к предлагаемому способу является способ вибросейсмической разведки, позволяющий уменьшить влияние резонансных явлений в конструкции зданий и сооружений, возникающих при вибросейсмических наблюдениях, за счет значительного увеличения скорости изменения частоты в развертке, заключающийся в возбуждении и регистрации на каждом пикете возбуждения по две последовательности коротких вибросейсмических сигналов, полярности которых изменяются в соответствии с кодами дополнительных последовательностей, корреляцию каждой последовательности и суммирование полученных коррелограмм [2]
Недостатками указанного способа являются необходимость получения на каждом пункте возбуждения двух виброграмм, увеличение в два раза объемов корреляционной обработки и необходимость суммирования коррелограмм, соответствующих дополнительным кодам. Цель изобретения технологичное ослабление резонансных явлений в конструкциях зданий и сооружений, возникающих при вибросейсмических работах, и в связи с этим повышение их безопасности за счет увеличения скорости изменения частоты в развертке посредством использования одной разнополярной последовательности коротких вибросейсмических сигналов и выбора такой функции кода последовательности, при которой из интервала полезной записи на коррелограммах исключаются аномальные разрастания корреляционного фона, возникающие в связи с периодичностью повторения вибросейсмических разверток в последовательности. Указанная цель достигается тем, что на каждом пункте возбуждения формируется всего лишь одна разнополярная последовательность нечетного количества n укороченных идентичных между собой частотно-модулированных разверток различной полярности, следующих без временных промежутков или с равными промежутками, а период
![способ вибросейсмической разведки, патент № 2102776](/images/patents/369/2102034/964.gif)
![способ вибросейсмической разведки, патент № 2102776](/images/patents/369/2102034/964.gif)
где tmax максимальное время регистрации целевых волн на коррелограммах;
tвст время первых вступлений регулярных волн на коррелограммах; при этом отрицательные единицы функции кода последовательности разделяются произвольным количеством единиц с положительным знаком, причем при условии, если (n 1)/4 L где L натуральное число, количество отрицательных единиц в функции кода принимается равным L, при этом первый и последний дискрет функции кода задаются положительными единицами, при условии же, если (n 1)/4 L + 1/2, количество отрицательных единиц в функции кода принимается равным (L + 1), а первая и последняя единицы имеют различную полярность. Положительный эффект от использования предлагаемого способа обусловлен следующими теоретическими предпосылками. Функцию взаимной корреляции регистрируемой последовательности идентичных вибросейсмических сигналов можно определить из выражения:
![способ вибросейсмической разведки, патент № 2102776](/images/patents/369/2102173/936.gif)
![способ вибросейсмической разведки, патент № 2102776](/images/patents/369/2102034/964.gif)
![способ вибросейсмической разведки, патент № 2102776](/images/patents/369/2102003/183.gif)
![способ вибросейсмической разведки, патент № 2102776](/images/patents/369/2102003/183.gif)
![способ вибросейсмической разведки, патент № 2102776](/images/patents/369/2102003/183.gif)
![способ вибросейсмической разведки, патент № 2102776](/images/patents/369/2102003/183.gif)
где M(t) совокупная импульсная реакция геологической среды, системы "вибратор грунт" и регистрирующей аппаратуры;
F(t) управляющий вибросейсмический сигнал, использованный для формирования последовательности;
K(t) функция кода последовательности. Учитывая, что функция автокорреляции U(
![способ вибросейсмической разведки, патент № 2102776](/images/patents/369/2102034/964.gif)
U(
![способ вибросейсмической разведки, патент № 2102776](/images/patents/369/2102034/964.gif)
![способ вибросейсмической разведки, патент № 2102776](/images/patents/369/2102003/183.gif)
и
Uo(
![способ вибросейсмической разведки, патент № 2102776](/images/patents/369/2102034/964.gif)
![способ вибросейсмической разведки, патент № 2102776](/images/patents/369/2102003/183.gif)
коррелограмму последовательности идентичных вибросейсмических сигналов можно представить в виде
![способ вибросейсмической разведки, патент № 2102776](/images/patents/369/2102173/936.gif)
![способ вибросейсмической разведки, патент № 2102776](/images/patents/369/2102034/964.gif)
![способ вибросейсмической разведки, патент № 2102776](/images/patents/369/2102003/183.gif)
![способ вибросейсмической разведки, патент № 2102776](/images/patents/369/2102034/964.gif)
![способ вибросейсмической разведки, патент № 2102776](/images/patents/369/2102003/183.gif)
![способ вибросейсмической разведки, патент № 2102776](/images/patents/369/2102034/964.gif)
Очевидно, что периодической функции кода K(t), состоящей из последовательности единичных импульсов одинакового знака, следующих друг за другом через равные временные промежутки, соответствует также периодическая функция автокорреляция Uо(
![способ вибросейсмической разведки, патент № 2102776](/images/patents/369/2102034/964.gif)
![способ вибросейсмической разведки, патент № 2102776](/images/patents/369/2102034/964.gif)
![способ вибросейсмической разведки, патент № 2102776](/images/patents/369/2102003/183.gif)
![способ вибросейсмической разведки, патент № 2102776](/images/patents/369/2102034/964.gif)
Последнее делает невозможным применение последовательности коротких вибросейсмических сигналов, если
![способ вибросейсмической разведки, патент № 2102776](/images/patents/369/2102034/964.gif)
При использовании предлагаемого способа первая повторная сейсмическая запись на коррелограмме будет начинаться не на времени
![способ вибросейсмической разведки, патент № 2102776](/images/patents/369/2102034/964.gif)
![способ вибросейсмической разведки, патент № 2102776](/images/patents/369/2102034/964.gif)
![способ вибросейсмической разведки, патент № 2102776](/images/patents/369/2102034/964.gif)
-1 0 1 2 -1 0 7 0 -1 2 1 0 -1. Максимум Uо( t ) в данном случае равен 7, а первый значимый боковой дискрет удален от главного максимума на время 2 to Это означает, что первое повторение сейсмической записи на коррелограмме будет начинаться не на времени
![способ вибросейсмической разведки, патент № 2102776](/images/patents/369/2102034/964.gif)
![способ вибросейсмической разведки, патент № 2102776](/images/patents/369/2102034/964.gif)
![способ вибросейсмической разведки, патент № 2102776](/images/patents/369/2102091/916.gif)
![способ вибросейсмической разведки, патент № 2102776](/images/patents/369/2102091/916.gif)
Класс G01V1/00 Сейсмология; сейсмическая или акустическая разведка