II. Выбор параметров оптимальной интерференционной системы

Оптимальной интерференционной системой считают такую, которая в должной степени подавляет волновые помехи и пропускает без существенного ослабления полезные сигналы.

Выбор параметров оптимальной ИС основывается на результатах экспериментального изучения волнового поля регулярных помех и полезных отраженных волн - сигналов. В результате эксперимента определяют диапазон кажущихся скоростей V^_min  V^  V^_max и частот f_min  f  f_max сейсмических сигналов и волновых помех, а также соотношение средних амплитуд сигналов и помех (а_с / а_п)_вх.

ИС должна обеспечить такое подавление волновых помех во всем диапазоне изменения их частот и кажущихся скоростей, чтобы соотношение амплитуд сиг-налов и помех на выходе ИС (а_с /а_п)_вых достигло достаточного уровня:(а_с /а_п)_вых 5.

При этом полезные волны во всем диапазоне V^ и f должны быть ослаблены интерференционной системой не более чем в раз.

Подавление волновых помех обеспечивается подбором таких параметров ИС, чтобы все помехи по своим параметрам находились в полосе подавления СХН интерференционной системы. Кроме того, необходимо, чтобы средний уровень общей чувствительности ИС в полосе подавления СХН обеспечивал необходимую степень ослабления помех.

Задача решается в два этапа. Вначале определяют теоретическую базу ИС и минимальное число элементов ИС таким образом, чтобы диапазон изменения кажущихся пространственных частот помех полностью попал в полосу подавления СХН. В соответствии с (9) для ИС с равномерной чувствительностью элементов это условие записывается в виде:

æ^₀₁ = = (æ^ _{n min}  æ^_n  æ^_{n max}) = æ^_ОП = . (14)

Здесь:

æ^ _{n min} = - минимальное значение кажущейся пространственной частоты помехи.

æ^ _{n max} = - максимальное значение кажущейся пространственной частоты помехи.

Теоретическая база х_Т определяется:

. (15)

Теоретическая база должна равняться максимальной кажущейся длине волны помехи.

Минимальное число элементов - n определяется из правой части условия (15) в виде:

æ^ _{n max} = . (16)

Число элементов должно на единицу превосходить отношение максимальных и минимальных значений волновых параметров помех.

На втором этапе выбора параметров оптимальной ИС надо проверить, обеспечивает ли она необходимую степень подавления помех. Для ИС с равномерной чувствительностью элементов средний уровень нормированной СХН в полосе подавления оценивается величиной . Поэтому надо, чтобы выполнялось условие:  , (17)

При условии (а_с /а_п)_вых  5 получаем необходимое число элементов ИС в виде

п  . (18)

Вычисленное на первом этапе в соответствии с (16) число элементов при необходимости надо увеличить, чтобы выполнялось условие (17).

Пропускание полезных волн проверяется путем оценки общей чувствительности ИС для полезной волны с максимально возможным значением ее кажущейся пространственной частоты:

æ^_{с max} = .

Необходимо, чтобы это значение æ^_{с max} попало в полосу пропускания СХН интерференционной системы:

æ^_{с max}  æ^_ГР  0,5 æ^₀₁ (19)

Значения f_{c max} и V^_{c min} сигнала определяются по имеющимся оценкам спектра сигнала и данным о сейсмогеологических и методических условиях проведения работ (скоростная характеристика разреза V(h), глубина h и угол  падения целевых отражающих границ, максимальное удаление x_max приемника от источника).

Если известен спектр полезного сигнала, то значение максимальной частоты сигнала f_{c max} определяют как частоту, на которой нормированный амплитудный спектр спадает до уровня 0,2. Для определения минимальной кажущейся скорости полезных сигналов используется полученная из уравнения годографа отраженной волны формула:

(20)

Подставляя в (20) х=х_max (максимальное удаление приемник -источник), h=h_min (минимальную эхо-глубину наиболее мелкой целевой отражающей границы), = (максимальный для данного района угол падения этой границы) и используя в качестве V значение средней скорости в среде, покрывающей мелкую целевую границу, получают V^_{c min}.

Если условие (19) выполняется, то выбранная ИС является оптимальной как с точки зрения подавления помех, так и для пропускания полезных сигналов. В противном случае необходима коррекция параметров интерференционной системы.

Для этого надо увеличить граничную кажущуюся пространственную частоту СХН æ^_ГР так, чтобы удовлетворить (19). Ширина главного максимума СХН и, соответственно, значение æ^_ГР контролируется величиной теоретической базы. В соответствии с (15) уменьшить х_Т можно лишь за счет уменьшения максимальной длины волны помехи путем повышения ее минимальной частоты. Этого можно достичь, применяя в процессе регистрации высокочастотную фильтрацию.