CN117169880A - 一种伪随机信号发射方法、接收方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种伪随机信号发射方法、接收方法及***，属于电磁探测技术领域，包括：根据待探测深度范围确定电磁波的最高频率和最低频率；根据待探测目标的径深比确定纵向分辨率；由所述最高频率、所述最低频率和所述纵向分辨率确定电磁波频率组；将每个电磁波频率组均生成一个伪随机信号；按照所述电磁波频率组的基频从高到低或低到高发射所有所述伪随机信号。本发明将每个电磁波频率组的多个频率电磁波融合生成相应的伪随机信号进行发射，并且采用变频方式，按照基频从高到低或低到高，轮巡地发射所有伪随机信号，极大地提高了勘探施工效率，并且可实现分布式滚动式勘探。

Description

一种伪随机信号发射方法、接收方法及***

技术领域

本发明涉及电磁探测技术领域，特别涉及一种伪随机信号发射方法、接收方法及***。

背景技术

早期电磁法勘探采用人工换频方式，一个频率电磁波一个频率电磁波地发射，随着GPS同步技术和控制技术的发展，实现了自动换频率发射，后续发展了谐波勘探技术，但其奇次谐波在对数上不等间距，且随着谐波次数的增加，信号衰减的越快。为了解决方波信号的谐波不均匀、快速衰减的问题，提出了2n伪随机信号方案，最典型的是伪随机7频率波信号，一次可发射7个频率电磁波，且在对数上等间隔、幅值接近，但是其频带宽度依然有限，在施工时需要人工变换频率组以满足业务需求，施工效率低。

发明内容

为了解决现有技术的缺陷，本发明提供了一种伪随机信号发射方法、接收方法及***。

为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种伪随机信号发射方法，包括如下步骤：

根据待探测深度范围确定电磁波的最高频率和最低频率；

根据待探测目标的径深比确定纵向分辨率；

由所述最高频率、所述最低频率和所述纵向分辨率确定电磁波频率组；

将每个电磁波频率组均生成一个伪随机信号；

按照所述电磁波频率组的基频从高到低或低到高发射所有所述伪随机信号。

在一些实施例中，所述由所述最高频率、所述最低频率和所述纵向分辨率确定电磁波频率组包括：

根据所述最低频率确定频率阶数；

由所述最高频率、所述最低频率和所述纵向分辨率确定电磁波序列；

当所述频率阶数大于等于预设阶数时，将每个电磁波序列均分成高频电磁波序列和低频电磁波序列；

将每个所述电磁波序列均生成一个电磁波频率组。

在一些实施例中，所述按照所述电磁波频率组的基频从高到低或低到高发射所有所述伪随机信号包括：

计算当前时间距离预设时间点的整秒数，将所述整秒数除以发射周期获得余数，然后定位该余数在一个发射周期内的波形位置，再从该波形位置按照所述电磁波频率组的基频从高到低或低到高发射所有所述伪随机信号。

第二方面，本发明实施例提供一种伪随机信号接收方法，包括如下步骤：

接收伪随机信号，并计算当前时间距离预设时间点的整秒数，将所述整秒数除以接收周期获得余数，然后定位该余数在一个接收周期内的波形位置，再判断该波形位置的伪随机信号的基频类型；

当伪随机信号的基频是高频时，使用高采样率进行伪随机信号数据采集；

当伪随机信号的基频是低频时，使用低采样率进行伪随机信号数据采集。

在一些实施例中，所述当伪随机信号的基频是高频时，使用高采样率进行伪随机信号数据采集包括：

当伪随机信号的基频是高频时，使用高采样率进行伪随机信号数据采集，将抗混叠滤波器调整到高的拐角频率；

所述当伪随机信号的基频是低频时，使用低采样率进行伪随机信号数据采集包括：

当伪随机信号的基频是低频时，使用低采样率进行伪随机信号数据采集，将抗混叠滤波器调整到低的拐角频率。

第三方面，本发明实施例提供一种伪随机信号发射***，包括：

最高低频率确定模块，用于根据待探测深度范围确定电磁波的最高频率和最低频率；

纵向分辨率确定模块，用于根据待探测目标的径深比确定纵向分辨率；

电磁波频率组确定模块，用于由所述最高频率、所述最低频率和所述纵向分辨率确定电磁波频率组；

伪随机信号生成模块，用于将每个电磁波频率组均生成一个伪随机信号；

伪随机信号发射模块，用于按照所述电磁波频率组的基频从高到低或低到高发射所有所述伪随机信号。

在一些实施例中，所述由所述最高频率、所述最低频率和所述纵向分辨率确定电磁波频率组包括：

根据所述最低频率确定频率阶数；

由所述最高频率、所述最低频率和所述纵向分辨率确定电磁波序列；

当所述频率阶数大于等于预设阶数时，将每个电磁波序列均分成高频电磁波序列和低频电磁波序列；

将每个所述电磁波序列均生成一个电磁波频率组。

在一些实施例中，所述按照所述电磁波频率组的基频从高到低或低到高发射所有所述伪随机信号包括：

计算当前时间距离预设时间点的整秒数，将所述整秒数除以发射周期获得余数，然后定位该余数在一个发射周期内的波形位置，再从该波形位置按照所述电磁波频率组的基频从高到低或低到高发射所有所述伪随机信号。

第四方面，本发明实施例提供一种伪随机信号接收***，包括：

伪随机信号接收模块，用于接收伪随机信号，并计算当前时间距离预设时间点的整秒数，将所述整秒数除以接收周期获得余数，然后定位该余数在一个接收周期内的波形位置，再判断该波形位置的伪随机信号的基频类型；

伪随机信号数据采集模块，用于当伪随机信号的基频是高频时，使用高采样率进行伪随机信号数据采集；

当伪随机信号的基频是低频时，使用低采样率进行伪随机信号数据采集。

在一些实施例中，所述当伪随机信号的基频是高频时，使用高采样率进行伪随机信号数据采集包括：

当伪随机信号的基频是高频时，使用高采样率进行伪随机信号数据采集，将抗混叠滤波器调整到高的拐角频率；

所述当伪随机信号的基频是低频时，使用低采样率进行伪随机信号数据采集包括：

当伪随机信号的基频是低频时，使用低采样率进行伪随机信号数据采集，将抗混叠滤波器调整到低的拐角频率。

本发明提供的一种伪随机信号发射方法、接收方法及***，与现有技术相比，本发明取得的技术效果包括：

1.本发明将每个电磁波频率组的多个频率电磁波融合生成相应的伪随机信号进行发射，并且采用变频方式，按照基频从高到低或低到高，轮巡地发射所有伪随机信号，极大地调高了勘探施工效率，并且可实现分布式滚动式勘探。与此同时每个伪随机信号由7、9、11或13个频率电磁波融合生成，即采用一阶伪随机信号，具有高分频系数特性，取保了信号能量强度，有利于压制干扰获取信噪比更高的数据，提高了勘探精度。

2.用高采样率采集高频伪随机信号，用低采用率采集低频伪随机信号，即不同频率的伪随机信号使用不同的采用率，在保证高质量采集数据的同时，有效减少了采集数据文件量。

3.用高拐角频率采集高频伪随机信号，用低拐角频率采集低频伪随机信号，即不同频率的伪随机信号采集使用不同的拐角频率或采用不同数据链，有效减少了混叠效应影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一种伪随机信号发射方法流程图；

图2为步骤S3的方法流程图；

图3为轮巡发射伪随机信号示意图；

图4为本发明实施例一种伪随机信号接收方法流程图；

图5为本发明实施例一种伪随机信号发射***结构示意图；

图6为本发明实施例一种伪随机信号接收***结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他方案，都应当属于本发明的保护范围。

为了便于本领域技术人员理解本发明的实施例，以下对本发明涉及的技术术语做出解释。

电磁法勘探是基于地下岩石的导电性和导磁性，通过观测由人工制造的电磁场或天然电磁场诱导的电流分布，可以确定地下岩石的导电性和导磁性，进而推断地下矿藏、油气资源或地层结构等。

伪随机信号，是由周期性数字序列经过调幅、相移等处理后得出的，它具有类似于随机噪声的某些统计特性，同时又能够重复产生。

实施例1

图1示出了本发明实施例一种伪随机信号发射方法流程图，由图1可知，所述伪随机信号发射方法包括如下步骤：

S1、根据待探测深度范围确定电磁波的最高频率和最低频率。

S2、根据待探测目标的径深比确定纵向分辨率。

目前广域电磁法的最大探测深度约为7km，由于电磁法测深部分反演算法采用的是由表及里的剥离式方式，因此浅层信息也很重要，因此探测时，最高频率一般定义为仪器所能发射接收的最高频率，一般为9600Hz，当然电磁波的最高频率和最低频率的确定最终是由实际的探测需求决定。

优选地，首先确定待探测深度范围，然后将该待探测深度范围的两端值代入电磁法勘探探测深度H公式，得到电磁波的最高频率和最低频率。电磁法勘探探测深度H公式为：

；

其中H为探测深度，为勘探区域的背景电阻率，f为勘探电磁波频率。

可通过收集勘探区域以往物探、地质或测井资料了解背景电阻率。通过上述公式，根据待探测深度范围计算出所需电磁波的最高频率和最低频率，为了确保勘探深度，实际作业时的最低频率应比理论计算的最低频率还要低几个频点，优选地，选取最低频率理论值的一半。

实际勘探中，可根据勘探目标体规模确定纵向分辨率，优选地，根据待探测目标的径深比确定纵向分辨率，其中径深比是待探测目标体的纵向厚度与埋藏深度的比值。优选地，由于电磁法勘探的纵向分辨率极限为10%左右，因此对于计算出的小于10%的纵向分辨率按照10%计算。

S3、由所述最高频率、所述最低频率和所述纵向分辨率确定电磁波频率组。

图2示出了步骤S3的方法流程图，由图2可知，该步骤S3包括如下子步骤：

S31、根据所述最低频率确定频率阶数。

将所述最低频率代入如下公式中，计算得到频率阶数。

；

其中n为频率阶数，ceil为向上取整，f为勘探电磁波频率。

S32、由所述最高频率、所述最低频率和所述纵向分辨率确定电磁波序列。

本实施例电磁波序列参考广域电磁法序列或参考GDP32频率表，由所述最高频率和所述最低频率确定，其中电磁波序列中各个频率值成等比数列或近似等比数列，公比可以是2、3或4等等，公比根据勘探需求设定，优选地公比为2，此时频率密度更大。

例如，当最高频率为8192，最低频率为0.015625时，参考广域电磁法序列或GDP32频率表，确定电磁波序列为如下表1中的序列1。仅仅由所述最高频率和所述最低频率确定电磁波序列依然无法满足所有实际勘探需求，此时纵向分辨率有点低，因此再增加电磁波序列，即增加表1中的序列2、3和4，当然还可以增加更多的序列。从表1中计算出，同时使用4个序列即序列1-4时，理论纵向分辨率约为8%；使用序列1和3时，理论纵向分辨率约为16%，使用序列1时，理论纵向分辨率约为29%，综上，可根据实际勘探需求得到的纵向分辨率选择相应的序列。也就是说，由所述最高频率、所述最低频率和所述纵向分辨率确定电磁波序列。

表1-电磁波序列表

S33、当所述频率阶数大于等于预设阶数时，将每个电磁波序列均分成高频电磁波序列和低频电磁波序列。

S34、将每个所述电磁波序列均生成一个电磁波频率组。

考虑到伪随机信号的频谱分布特性，本实施例预设阶数k，k的取值范围为（10,18），优选地k取值为14，此时生成的伪随机信号具有良好的频谱分布特性。

当所述频率阶数大于等于预设阶数时，将每个电磁波序列均分成高频电磁波序列和低频电磁波序列；当所述频率阶数小于预设阶数时，每个电磁波序列都不需要拆分。

例如，当选取表1中的电磁波序列1-4，预设阶数k为14时，频率阶数大于等于预设阶数，表1中的每个电磁波序列将拆分为10个高频电磁波序列和10个低频电磁波序列，由于伪随机信号构造时，偶数频率电磁波将会出现过零的信号，此时发射端需要假负载来平衡发电机的输出，不便于施工，为不降低频率宽影响探测深度，因此将每个电磁波序列拆分成11个高频电磁波序列和11个低频电磁波序列，如表1-2所示，将电磁波序列1拆分成高频电磁波序列1和低频电磁波序列1；将电磁波序列2拆分成高频电磁波序列2和低频电磁波序列2；将电磁波序列3拆分成高频电磁波序列3和低频电磁波序列3；将电磁波序列4拆分成高频电磁波序列4和低频电磁波序列4；优选地，为了既有足够宽的频率又不出现重叠频率，使发出去的伪随机信号能量更高些，以及减少探测时间，将每个电磁波序列拆分成9个高频电磁波序列和11个低频电磁波序列，如表1-2所示，将电磁波序列1拆分成由高频电磁波序列1的前9个频率构成的高频电磁波序列（8192、4096、2048、1024、512、256、128、64、32）和低频电磁波序列1，以此类推，其他电磁波序列拆分不赘述，然后将每个所述电磁波序列均生成一个对应的电磁波频率组。

表2-高低频电磁波序列表

S4、将每个电磁波频率组均生成一个伪随机信号。

S5、按照所述电磁波频率组的基频从高到低或低到高发射所有所述伪随机信号。

根据每个电磁波频率组构造生成对应的伪随机信号，每个伪随机信号的周期由对应电磁波频率组的最低频率决定，将每个电磁波频率组的最低频率定义为基频，即高频电磁波序列1对应的电磁波频率组的基频为8，低频电磁波序列1对应的电磁波频率组的基频为1/64等等，以此类推。按照所述电磁波频率组的基频从高到低或低到高发射所有所述伪随机信号，以减少感抗的影响，从而减少发射机工作负载因不同频率的伪随机信号而产生的波动，进而保护发射端***，延长发射端的使用寿命。

优选地首先计算当前时间距离预设时间点如UTC时间2000/01/01 00:00:00的整秒数，将所述整秒数除以发射周期获得余数，然后定位该余数在一个发射周期内的波形位置，再从该波形位置起进行码流输出控制发射机进行发射伪随机信号工作，按照所述电磁波频率组的基频从高到低或低到高发射所有所述伪随机信号。

图3示出了伪随机信号发射顺序，从图3可知，按照所述电磁波频率组的基频从高到低发射所有伪随机信号，同理也可以从低到高发射所有伪随机信号（图中未示出），并且可根据勘探需求，设定在一个发射周期内，每个基频的伪随机信号发射次数，不同伪随机信号发射次数可相同，也可不同，其中发射周期等于每个伪随机信号的周期与相应的发射次数相乘再求和。例如，在一个发射周期内发射顺序可以是基频为32、32、28、24、20、20、20、1/16、7/128、3/64、5/128、5/128、5/128、5/128的系列伪随机信号。

本实施例将一个电磁波频率组的多个频率电磁波融合生成一个伪随机信号进行发射，并且采用变频方式，按照基频从高到低或低到高轮巡地发射所有伪随机信号，极大地提高了勘探施工效率，并且可实现分布式滚动式勘探。与此同时每个伪随机信号由7、9、11或13个频率电磁波融合生成，即采用低阶伪随机信号，具有高分频系数特性，取保了信号能量强度，有利于压制干扰获取信噪比更高的数据，提高了勘探精度。

实施例2

图4示出了本发明实施例一种伪随机信号接收方法流程图，由图4可知，所述伪随机信号接收方法包括如下步骤：

S21、接收伪随机信号，并计算当前时间距离预设时间点的整秒数，将所述整秒数除以接收周期获得余数，然后定位该余数在一个接收周期内的波形位置，再判断该波形位置的伪随机信号的基频类型。

首先计算当前时间距离预设时间点如UTC时间2000/01/01 00:00:00的整秒数，将所述整秒数除以接收周期获得余数，然后定位该余数在一个接收周期内的波形位置，再判断该波形位置的伪随机信号的基频类型，其中接收周期等于每个伪随机信号的周期与相应的接收次数相乘再求和，也就是说，接收周期与发射周期相等。

S22、当伪随机信号的基频是高频时，使用高采样率进行伪随机信号数据采集。

S23、当伪随机信号的基频是低频时，使用低采样率进行伪随机信号数据采集。

当接收到伪随机信号时，判断每个伪随机信号的基频类型，如果伪随机信号的基频是高频时，然后采用高采样率进行伪随机信号数据采集，同时通过接收端的电子开关，如mos开关，将抗混叠滤波器调整到高的拐角频率；

如果伪随机信号的基频是低频时，然后采用低采样率进行伪随机信号数据采集，同时通过接收端的电子开关，如mos开关，将抗混叠滤波器调整到低的拐角频率。当然，也可以采用两个独立的信号链路，高采样率和低采样率分别走不同的数据链，以减少混叠效应影响。

本实施例用高采样率采集高频伪随机信号，用低采用率采集低频伪随机信号，即不同频率的伪随机信号使用不同的采用率，在保证高质量采集数据的同时，有效减少了采集数据文件量。

本实施例用高拐角频率采集高频伪随机信号，用低拐角频率采集低频伪随机信号，即不同频率的伪随机信号采集使用不同的拐角频率或采用不同数据链，有效减少了混叠效应影响。

实施例3

图5示出了本发明实施例一种伪随机信号发射***结构示意图，由图5可知，所述伪随机信号发射***包括：最高低频率确定模块51、纵向分辨率确定模块52、电磁波频率组确定模块53、伪随机信号生成模块54和伪随机信号发射模块55；

最高低频率确定模块51，用于根据待探测深度范围确定电磁波的最高频率和最低频率。

纵向分辨率确定模块52，用于根据待探测目标的径深比确定纵向分辨率。

目前广域电磁法的最大探测深度约为7km，由于电磁法测深部分反演算法采用的是由表及里的剥离式方式，因此浅层信息也很重要，因此探测时，最高频率一般定义为仪器所能发射接收的最高频率，一般为9600Hz，当然电磁波的最高频率和最低频率的确定最终是由实际的探测需求决定。

优选地，首先确定待探测深度范围，然后将该待探测深度范围的两端值代入电磁法勘探探测深度H公式，得到电磁波的最高频率和最低频率。电磁法勘探探测深度H公式为：

；

其中H为探测深度，为勘探区域的背景电阻率，f为勘探电磁波频率。

可通过收集勘探区域以往物探、地质或测井资料了解背景电阻率。通过上述公式，根据待探测深度范围计算出所需电磁波的最高频率和最低频率，为了确保勘探深度，实际作业时的最低频率应比理论计算的最低频率还要低几个频点，优选地，选取最低频率理论值的一半。

电磁波频率组确定模块53，用于由所述最高频率、所述最低频率和所述纵向分辨率确定电磁波频率组。

根据所述最低频率确定频率阶数。

将所述最低频率代入如下公式中，计算得到频率阶数。

；

其中n为频率阶数，ceil为向上取整，f为勘探电磁波频率。

由所述最高频率、所述最低频率和所述纵向分辨率确定电磁波序列。

本实施例电磁波序列参考广域电磁法序列或参考GDP32频率表，由所述最高频率和所述最低频率确定，其中电磁波序列中各个频率值成等比数列或近似等比数列，公比可以是2、3或4等等，公比根据勘探需求设定，优选地公比为2，此时频率密度更大。

例如，当最高频率为8192，最低频率为0.015625时，参考广域电磁法序列或GDP32频率表，确定电磁波序列为如下表1中的序列1。仅仅由所述最高频率和所述最低频率确定电磁波序列依然无法满足所有实际勘探需求，有时纵向分辨率有点低，因此再增加电磁波序列，即增加表1中的序列2、3和4，当然还可以增加更多的序列。从表1中计算出，同时使用4个序列即序列1-4时，理论纵向分辨率约为8%；使用序列1和3时，理论纵向分辨率约为16%，使用序列1时，理论纵向分辨率约为29%，综上，可根据实际勘探需求得到的纵向分辨率选择相应的序列。也就是说，由所述最高频率、所述最低频率和所述纵向分辨率确定电磁波序列。

当所述频率阶数大于等于预设阶数时，将每个电磁波序列均分成高频电磁波序列和低频电磁波序列。

将每个所述电磁波序列均生成一个电磁波频率组。

考虑到伪随机信号的频谱分布特性，本实施例预设阶数k，k的取值范围为（10,18），优选地k取值为14，此时生成的伪随机信号具有良好的频谱分布特性。

当所述频率阶数大于等于预设阶数时，将每个电磁波序列均分成高频电磁波序列和低频电磁波序列；当所述频率阶数小于预设阶数时，每个电磁波序列都不需要拆分。

例如，当选取表1中的电磁波序列1-4，预设阶数k为14时，频率阶数大于预设阶数，表1中的每个电磁波序列将拆分为10个高频电磁波序列和10个低频电磁波序列，由于伪随机信号构造时，偶数频率电磁波将会出现过零的信号，此时发射端需要假负载来平衡发电机的输出，不便于施工，为不降低频率宽影响探测深度，因此将每个电磁波序列拆分成11个高频电磁波序列和11个低频电磁波序列，如表1-2所示，将电磁波序列1拆分成高频电磁波序列1和低频电磁波序列1；将电磁波序列2拆分成高频电磁波序列2和低频电磁波序列2；将电磁波序列3拆分成高频电磁波序列3和低频电磁波序列3；将电磁波序列4拆分成高频电磁波序列4和低频电磁波序列4；优选地，为了既有足够宽的频率又不出现重叠频率，使发出去的伪随机信号能量更高些，以及减少探测时间，将每个电磁波序列拆分成9个高频电磁波序列和11个低频电磁波序列，如表1-2所示，将电磁波序列1拆分成由高频电磁波序列1的前9个频率构成的高频电磁波序列（8192、4096、2048、1024、512、256、128、64、32）和低频电磁波序列1，以此类推，其他电磁波序列拆分不赘述，然后将每个所述电磁波序列均生成一个对应的电磁波频率组。

伪随机信号生成模块54，用于将每个电磁波频率组均生成一个伪随机信号。

伪随机信号发射模块55，用于按照所述电磁波频率组的基频从高到低或低到高发射所有所述伪随机信号。

根据每个电磁波频率组构造生成对应的伪随机信号，每个伪随机信号的周期由对应电磁波频率组的最低频率决定，将每个电磁波频率组的最低频率定义为基频，即高频电磁波序列1对应的电磁波频率组的基频为8，低频电磁波序列1对应的电磁波频率组的基频为1/64等等，以此类推。按照所述电磁波频率组的基频从高到低或低到高发射所有所述伪随机信号，以减少感抗的影响，从而减少发射机工作负载因不同频率的伪随机信号而产生的波动，进而保护发射端***，延长发射端的使用寿命。

优选地首先计算当前时间距离预设时间点如UTC时间2000/01/01 00:00:00的整秒数，将所述整秒数除以发射周期获得余数，然后定位该余数在一个发射周期内的波形位置，再从该波形位置起进行码流输出控制发射机进行发射伪随机信号工作，按照所述电磁波频率组的基频从高到低或低到高发射所有所述伪随机信号。

图3示出了伪随机信号发射顺序，从图3可知，按照所述电磁波频率组的基频从高到低发射所有伪随机信号，同理也可以从低到高发射所有伪随机信号（图中未示出），并且可根据勘探需求，设定在一个发射周期内，每个基频的伪随机信号发射次数，不同伪随机信号发射次数可相同，也可不同，其中发射周期等于每个伪随机信号的周期与相应的发射次数相乘再求和。例如，在一个发射周期内发射顺序可以是基频为32、32、28、24、20、20、20、1/16、7/128、3/64、5/128、5/128、5/128、5/128的系列伪随机信号。

本实施例将一个电磁波频率组的多个频率电磁波融合生成一个伪随机信号进行发射，并且采用变频方式，按照基频从高到低或低到高轮巡地发射所有伪随机信号，极大地调高了勘探施工效率，并且可实现分布式滚动式勘探。与此同时每个伪随机信号由7、9、11或13个频率电磁波融合生成，即采用低阶伪随机信号，具有高分频系数特性，取保了信号能量强度，有利于压制干扰获取信噪比更高的数据，提高了勘探精度。

实施例4

图6示出了本发明实施例一种伪随机信号接收***结构示意图，由图6可知，所述伪随机信号接收***包括：伪随机信号接收模块61和伪随机信号数据采集模块62；

伪随机信号接收模块61，用于接收伪随机信号，并计算当前时间距离预设时间点的整秒数，将所述整秒数除以接收周期获得余数，然后定位该余数在一个接收周期内的波形位置，再判断该波形位置的伪随机信号的基频类型。

首先计算当前时间距离预设时间点如UTC时间2000/01/01 00:00:00的整秒数，将所述整秒数除以接收周期获得余数，然后定位该余数在一个接收周期内的波形位置，再判断该波形位置的伪随机信号的基频类型，其中接收周期等于每个伪随机信号的周期与相应的接收次数相乘再求和，也就是说，接收周期与发射周期相等。

伪随机信号数据采集模块62，用于当伪随机信号的基频是高频时，使用高采样率进行伪随机信号数据采集；当伪随机信号的基频是低频时，使用低采样率进行伪随机信号数据采集。

当接收到伪随机信号时，判断每个伪随机信号的基频类型，如果伪随机信号的基频是高频时，然后采用高采样率进行伪随机信号数据采集，同时通过接收端的电子开关，如mos开关，将抗混叠滤波器调整到高的拐角频率；

如果伪随机信号的基频是低频时，然后采用低采样率进行伪随机信号数据采集，同时通过接收端的电子开关，如mos开关，将抗混叠滤波器调整到低的拐角频率。当然，也可以采用两个独立的信号链路，高采样率和低采样率分别走不同的数据链，以减少混叠效应影响。

本实施例用高采样率采集高频伪随机信号，用低采用率采集低频伪随机信号，即不同频率的伪随机信号使用不同的采用率，在保证高质量采集数据的同时，有效减少了采集数据文件量。

本实施例用高拐角频率采集高频伪随机信号，用低拐角频率采集低频伪随机信号，即不同频率的伪随机信号采集使用不同的拐角频率或采用不同数据链，有效减少了混叠效应影响。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种伪随机信号发射方法，其特征在于，包括如下步骤：

根据待探测深度范围确定电磁波的最高频率和最低频率；

根据待探测目标的径深比确定纵向分辨率；

由所述最高频率、所述最低频率和所述纵向分辨率确定电磁波频率组；

将每个电磁波频率组均生成一个伪随机信号；

按照所述电磁波频率组的基频从高到低或低到高发射所有所述伪随机信号。

2.根据权利要求1所述的伪随机信号发射方法，其特征在于，所述由所述最高频率、所述最低频率和所述纵向分辨率确定电磁波频率组包括：

根据所述最低频率确定频率阶数；

由所述最高频率、所述最低频率和所述纵向分辨率确定电磁波序列；

当所述频率阶数大于等于预设阶数时，将每个电磁波序列均分成高频电磁波序列和低频电磁波序列；

将每个所述电磁波序列均生成一个电磁波频率组。

3.根据权利要求1所述的伪随机信号发射方法，其特征在于，所述按照所述电磁波频率组的基频从高到低或低到高发射所有所述伪随机信号包括：

计算当前时间距离预设时间点的整秒数，将所述整秒数除以发射周期获得余数，然后定位该余数在一个发射周期内的波形位置，再从该波形位置按照所述电磁波频率组的基频从高到低或低到高发射所有所述伪随机信号。

4.一种伪随机信号接收方法，其特征在于，包括如下步骤：

接收伪随机信号，并计算当前时间距离预设时间点的整秒数，将所述整秒数除以接收周期获得余数，然后定位该余数在一个接收周期内的波形位置，再判断该波形位置的伪随机信号的基频类型；

当伪随机信号的基频是高频时，使用高采样率进行伪随机信号数据采集；

当伪随机信号的基频是低频时，使用低采样率进行伪随机信号数据采集。

5.根据权利要求4所述的伪随机信号接收方法，其特征在于，所述当伪随机信号的基频是高频时，使用高采样率进行伪随机信号数据采集包括：

当伪随机信号的基频是高频时，使用高采样率进行伪随机信号数据采集，将抗混叠滤波器调整到高的拐角频率；

所述当伪随机信号的基频是低频时，使用低采样率进行伪随机信号数据采集包括：

当伪随机信号的基频是低频时，使用低采样率进行伪随机信号数据采集，将抗混叠滤波器调整到低的拐角频率。

6.一种伪随机信号发射***，其特征在于，包括：

最高低频率确定模块，用于根据待探测深度范围确定电磁波的最高频率和最低频率；

纵向分辨率确定模块，用于根据待探测目标的径深比确定纵向分辨率；

电磁波频率组确定模块，用于由所述最高频率、所述最低频率和所述纵向分辨率确定电磁波频率组；

伪随机信号生成模块，用于将每个电磁波频率组均生成一个伪随机信号；

伪随机信号发射模块，用于按照所述电磁波频率组的基频从高到低或低到高发射所有所述伪随机信号。

7.根据权利要求6所述的伪随机信号发射***，其特征在于，所述由所述最高频率、所述最低频率和所述纵向分辨率确定电磁波频率组包括：

根据所述最低频率确定频率阶数；

由所述最高频率、所述最低频率和所述纵向分辨率确定电磁波序列；

当所述频率阶数大于等于预设阶数时，将每个电磁波序列均分成高频电磁波序列和低频电磁波序列；

将每个所述电磁波序列均生成一个电磁波频率组。

8.根据权利要求6所述的伪随机信号发射***，其特征在于，所述按照所述电磁波频率组的基频从高到低或低到高发射所有所述伪随机信号包括：

计算当前时间距离预设时间点的整秒数，将所述整秒数除以发射周期获得余数，然后定位该余数在一个发射周期内的波形位置，再从该波形位置按照所述电磁波频率组的基频从高到低或低到高发射所有所述伪随机信号。

9.一种伪随机信号接收***，其特征在于，包括：

伪随机信号接收模块，用于接收伪随机信号，并计算当前时间距离预设时间点的整秒数，将所述整秒数除以接收周期获得余数，然后定位该余数在一个接收周期内的波形位置，再判断该波形位置的伪随机信号的基频类型；

伪随机信号数据采集模块，用于当伪随机信号的基频是高频时，使用高采样率进行伪随机信号数据采集；

当伪随机信号的基频是低频时，使用低采样率进行伪随机信号数据采集。

10.根据权利要求9所述的伪随机信号接收***，其特征在于，所述当伪随机信号的基频是高频时，使用高采样率进行伪随机信号数据采集包括：

当伪随机信号的基频是高频时，使用高采样率进行伪随机信号数据采集，将抗混叠滤波器调整到高的拐角频率；

所述当伪随机信号的基频是低频时，使用低采样率进行伪随机信号数据采集包括：

当伪随机信号的基频是低频时，使用低采样率进行伪随机信号数据采集，将抗混叠滤波器调整到低的拐角频率。