时频域相位加权叠加算法在主动源气枪信号识别中的应用

摘要

主动源探测是研究地球内部结构及其动态变化的重要手段,传统爆炸震源对激发场地产生的破坏使得其难于用于监测动态变化,近年来国内外专家提出将人工震源用于研究地壳结构及其变化,发现气枪震源是一种较为高效的可重复性震源.然而,气枪震源激发的能量有一定的限制,相比于天然地震来说较弱,传播距离有限,并且气枪信号经过一定距离的传播后,台站接收到的信号会很微弱,加之环境噪声的影响,信噪比变低,使得气枪信号的识别和提取变得较为困难.但是由于气枪震源具有较好的可重复性,在台站固定的条件下,使得持续激发的气枪信号具有较好的相似性,将固定台站接收到的多次气枪激发信号进行叠加,能够有效的提高信噪比,较好的提取气枪的弱信号.信噪比，较好的提取气枪的弱信号。传统的信号叠加算法，比如线性叠加算法，效果并不理想，而Schimmel & Paulsen( 1997)提出的相位加权叠加算法利用相位一致性信息作为权重，大幅提高了低信噪比信号的叠加效果，并发展为时频域相位加权叠加算法，在地震噪声互相关函数、低频地震等微弱信号提取中得到了成功的应用。近年来，福建省地震局开展了一系列的水库大容量气枪震源激发试验，探索其在福建地区壳幔结构中的应用。