geophystechГеофизические технологииRussian Journal of Geophysical Technologies2619-1563IPGG SB RAS10.18303/2619-1563-2023-3-58geophystech-328Research ArticleСтатьиМоделирование гармоник амплитудно и нелинейно частотно-модулированных сигналовModeling of harmonics of amplitude and nonlinear frequency-modulated signalsДенисовМ. С.DenisovM. S.

Доктор физико-математических наук, директор по науке ООО «ГЕОЛАБ». Основные научные интересы: разработка алгоритмов обработки данных сейсморазведки.

denisovms@gmail.comЗыковА. А.ZykovA. A.

Геофизик ООО «ГЕОЛАБ», аспирант ИФЗ РАН. Основные научные интересы: обработка данных сейсморазведки, инженерная геофизика.

ООО «ГЕОЛАБ»<br> 119071, Москва, ул. Орджоникидзе, 12/4РоссияGEOLAB Ltd<br> Ordzhonikidze Str., 12/4, Moscow, 119071Russian Federation202322022024035868Copyright &#x00A9; Денисов М.С., Зыков А.А., 20242024Денисов М.С., Зыков А.А.Denisov M.S., Zykov A.A.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rjgt.ru/jour/article/view/328

В вибросейсмических данных почти всегда присутствуют нелинейные искажения сигнала, называемые гармониками. Предложенная ранее методика разделения сигнала и его гармоник позволяет улучшить качество исходного материала, а также получить дополнительную информацию о геологическом строении разреза. Одним из ограничений методики является ее изначальная разработка под модель линейно частотно-модулированного сигнала. Предлагается новый способ моделирования гармоник, позволяющий работать с сигналами как амплитудной, так и нелинейной частотой модуляции.

In vibroseismic data, nonlinear signal distortions called harmonics are usually present. The previously proposed method of separating the signal and its harmonics makes it possible to improve the quality of the initial data, as well as to obtain additional information about the geological structure of the earth interior. One of the limitations of the proposed methodology is its initial development for linear frequency-modulated signals. A new method of prediction of harmonics that allows non-linear frequency modulation as well as amplitude variation is proposed.

Вибросейсгармоникиспектр импульсамодуляцияVibroseisharmonicswavelet spectrummodulationАвторы благодарят Zhouhong Wei и ООО «НПП Спецгеофизика» за предоставленные полевые записи толкающих усилий вибрационных установок и за разрешение на демонстрацию полученных результатов.ReferencesАвербах В.С., Лебедев А.В., Марышев А.П., Таланов В.И. Диагностика акустических свойств неконсолидированных сред в натурных условиях // Акустический журнал. – 2008. – № 54 (4). – С. 607–620.Akhondi-Asl H., Vermeer P.L. Vibrator harmonics-noise or signal // 77th EAGE Conference and Exhibition. Expanded Abstracts. – 2015, doi: 10.3997/2214-4609.201413436.Васильев Ю.И., Иванова Л.А., Щербо М.Н. Измерение напряжений и деформаций в грунте при распространении взрывных волн // Изв. АН СССР. Физика 3емли. – 1969. – № 1. – С. 21–37.Averbakh V.S., Lebedev A.V., Maryshev A.P., Talanov V.I. Diagnostics of the acoustic properties of unconsolidated media under natural conditions // Acoustic Journal. – 2008. – Vol. 54 (4). – P. 607–620.Ведерников Г.В., Максимов Л.А., Жарков А.В. Исследование кратных гармоник вибросигналов // Геофизика. Спецвыпуск к 30-летию «Сибнефтегеофизики». – 2001. – С. 33–38.Denisov M.S., Egorov A.A. Constructing a model of vibroseis signal complicated by harmonics // Russian Journal of Geophysical Technologies. – 2019. – Vol. 1. – P. 72–83, doi: 10.18303/2619-1563-2019-1-72.Геза Н.И., Егоров Г.В., Юшин В.И. Особенности напряженного состояния рыхлой среды, подвергаемой пульсирующей нагрузке // Труды международной конференции «Геодинамика и напряженное состояние недр Земли». – Новосибирск: Изд-во ИГД СО РАН, 2004. – С. 340–347.Denisov M.S., Zykov A.A. Study of properties of real Vibroseis signals contaminated by harmonic noise // Russian Journal of Geophysical Technologies. – 2022. – Vol. 1. – P. 30–48, doi: 10.18303/2619-1563-2022-1-30.Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. – М.: Радио и связь, 1986. – 512 с.Geza N.I., Egorov G.V., Yushin V.I. Features of the stressed state of a loose medium subjected to a pulsating load // Proceedings of the international conference “Geodynamics and stress state of the Earth’s interior”. – Novosibirsk: Publishing House IGD SO RAN. – 2004. – P. 340–347.Денисов М.С., Егоров А.А. Построение модели вибросейсмического сигнала, осложненного гармониками // Геофизические технологии. – 2019. – № 1. – С. 72–83, doi: 10.18303/2619-1563-2019-1-72.Gonorovsky I.S. Radio circuits and signals. – Radio and Communication, Moscow, 1986. – 512 p.Денисов М.С., Зыков А.А. Исследование особенностей реальных вибросейсмических сигналов, осложненных гармоническими помехами // Геофизические технологии. – 2022. – № 1. – С. 30–48, doi: 10.18303/2619-1563-2022-1-30.Güreli O. Use of vibrator harmonics as a sweep signal // Journal of seismic exploration. – 2021. – Vol. 30 (6). – P. 505–528.Жуков А.П. Искажения вибрационного сигнала, обусловленные земной толщей // Приборы и системы разведочной геофизики. – 2023. – № 3 (78). – С. 76–84.Korn G., Korn T. Handbook of mathematics. – Nauka, Moscow, 1974. – 832 p.Жуков А.П., Шнеерсон М.Б. Адаптивные и нелинейные методы вибрационной сейсморазведки. – М.: Недра, 2000. – 100 с.Liu D., Li X., Wang W., Wang X., Shi Z., Chen W. Eliminating harmonic noise in vibroseis data through sparsity-promoted waveform modeling // Geophysics. – 2022. – Vol. 87 (3) – P. V183–V191, doi: 10.1190/geo2021-0448.1.Жуков А.П., Коротков И.П., Тищенко А.И. Адаптивные технологии вибрационной сейсморазведки. Часть I // Приборы и системы разведочной геофизики. – 2021. – № 1 (68). – С. 32–47.Mashinsky E.I. Physical justification of the inelasticity of rocks during the propagation of seismic waves // Methods for expanding the frequency range of vibroseismic oscillations: Collection of scientific works. – Institute of Geology and Geophysics of the Siberian Branch of the USSR Academy of Sciences, Novosibirsk, 1987. – P. 113–125.Корн Г., Корн Т. Справочник по математике. – М.: Наука, 1974. – 832 с.Theory and practice of ground-based non-explosive seismic exploration / Ed. M.B. Schneerson. – Nedra, Moscow, 1998. – 527 p.Мaшинский Э.И. Физическое обоснование неупругости пород при распространении сейсмических волн // Методы расширения частотного диапазона вибросейсмических колебаний: Сб. научных трудов. – Новосибирск: ИГиГ СО АН СССР, 1987. – С. 113–125.Vasiliev Yu.I., Ivanova L.A., Shcherbo M.N. Measurement of stresses and deformations in the soil during the propagation of blast waves // Izvestiya of the USSR Academy of Sciences. Physics of the Earth. – 1969. – Vol. 1. – P. 21–37.Теория и практика наземной невзрывной сейсморазведки / Под ред. М.Б. Шнеерсона. – М.: Недра, 1998. – 527 с.Vedernikov G.V., Maksimov L.A., Zharkov A.V. Study of multiple harmonics of vibroseis signals // Geofizika. –Special Issue to 30th Anniversary of “Sibneftegeofizika”. – 2001. – P. 33–38.Циммерман В.В. Качество вибрационного излучения // Приборы и системы разведочной геофизики. – 2004. – № 9 (3). – С. 19–21.Yagudin I.R., Gafarov R.M., Siraev I.A., Akhtyamov R.A. Study of nonlinear transformations on the quality of field data in vibration seismic exploration // Geofizika. – 2022. – Vol. 4. – P. 58–63.Ягудин И.Р., Гафаров Р.М., Сираев И.А., Ахтямов Р.А. Влияние нелинейных искажений на качество полевых данных в вибрационной сейсморазведке // Геофизика. – 2022. – № 4. – С. 58–63.Zhukov A.P. Distortions of the vibration signal caused by the Earth's strata // Instruments and Systems of Exploration Geophysics. – 2023. – Vol. 3 (78). – P. 76–84.Akhondi-Asl H., Vermeer P.L. Vibrator harmonics-noise or signal // 77th EAGE Conference and Exhibition. Expanded Abstracts. – 2015, doi: 10.3997/2214-4609.201413436.Zhukov A.P., Shneerson M.B. Adaptive and nonlinear methods of vibration seismic exploration. – Nedra, Moscow, 2000. – 100 p.Güreli O. Use of vibrator harmonics as a sweep signal // Journal of Seismic Exploration. – 2021. – Vol. 30 (6). – P. 505–528.Zhukov A.P., Korotkov I.P., Tishchenko A.I. Adaptive technologies of vibration seismic exploration. Part I // Instruments and systems of exploration geophysics. – 2021. – Vol. 1 (68). – P. 32-47.Liu D., Li X., Wang W., Wang X., Shi Z., Chen W. Eliminating harmonic noise in vibroseis data through sparsity-promoted waveform modeling // Geophysics. – 2022. – Vol. 87 (3) – P. V183–V191, doi: 10.1190/geo2021-0448.1.Zimmerman V.V. Quality of vibration radiation // Instruments and Systems of Exploration Geophysics. – 2004. – Vol. 9 (3). – P. 19–21.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.