一種基于曲波域的壓縮感知降噪方法及其在水庫氣槍信號中的應用*

張 帥，楊潤海，張 演，張惠菊，姚 遠，沈婭宏，李 平

(1.云南省地震局，云南 昆明 650224；2.開遠市地震局，云南 開遠 661699)

0 引言

利用地震波研究地球內部介質變化依賴于重復性震源，使用天然重復震源進行介質變化測量的時間、空間分辨率及精度都受到一定程度的限制，而大部分人工震源監測研究主要集中于淺層地殼(王寶善等，2016)。近年來，利用氣槍重復震源研究地球深淺部結構和介質變化成為一種有效手段。大容量氣槍震源與其它震源相比，有著激發性能高、低頻成分豐富、可重復性好、綠色環保、安全效能高等特點(Wang，2016，2020；Chen，2017；陳颙等，2007；王偉濤等，2017)，應用前景十分廣闊。

在氣槍源探測過程中，地震波速變化測量本質是要解決數字信號處理的時延估計問題，其中信噪比是影響信號波速測量精度的關鍵(楊潤海等，2020；蔣生淼等，2017)。而實際地震記錄信號由于存在隨機干擾和能量衰減，具有一定的非平穩性，同時氣槍震源能量有限，傳播距離較遠時信號信噪比低，甚至難以辨認(向涯等，2019；李孝賓等，2017；徐逸鶴等，2016)。在波速變化的計算過程中，為了提高信噪比，通常會對信號進行濾波和疊加等處理(劉自鳳等，2015；葉泵等，2017；譚俊卿等，2020；Xiang，2019)，但由于部分臺站距離太遠，有效信號往往湮滅在噪聲之中，利用傳統降噪方法處理后的信號信噪比仍然較低，導致波速變化的計算結果誤差較大，甚至不能反映真實的介質變化情況。因此，運用新的降噪方法壓制噪聲，仍是提高地震資料信噪比和增強信號測量精度的主要途徑。……