地球物理信号处理技术的研究及进展.PDF

第 1 7 卷 　 第 1 期 　　　　 　　　　地 　球 　物 　理 　学 　进 　展 　　　　　　　　　　Vol . 17 　No . 1 ( ) 2002 年 3 月 171～175 　　　　　　　　PROGRESS 　IN 　GEOPHYSICS 　　　　　　　 　　　March 　2002 地球物理信号处理技术的研究及进展 杨建广 　吕绍林 ( 中南大学资源环境与建筑工程学院 ,湖南长沙 ,410083) [摘 　要] 　从数字信号处理的原理 、应用 、发展过程及前景等方面对数字信号处理技术作了概述 , 重点总结了应用地球物理方法中常用的信号处理方法和技术 ,对探地雷达技术中常用的数据处理 技术作了详细阐述 ,并简要介绍了作者研制的信号处理软件. [ 关键词] 　数字信号 ;离散处理 ;探地雷达 ;软件 ( ) [ 中图分类号] 　P631 　　　　[文献标识码] 　A 　　　　[文章编号] 2002 ( ) 1 　数字信号处理技术 DSP 发展过程 DSP 技术是以数字化为基础的高新技术 ,几十年来 ,信号处理在语音与数据通讯 、生物 医学工程 、声学 、声纳 、雷达 、地震 、石油勘探 、仪器仪表 、机器人 、日用电子产品等领域内起着 关键的作用[ 1 —4 ] . 数字信号处理技术诞生于 20 世纪 60 年代后期 ,主要用于研究语音信号 ,按照语音信号 分析与合成的需要来制作模拟滤波器 ,在规模上和灵活性方面都存在着缺点. Cooley and Tukey ( 1965) 发现的一种计算傅里叶变换的高效算法加速了迈向数字信号处理的进程. 这种 算法既快速傅里叶变换或 FFT 的算法. 60 年代末 ,DSP 技术方面的论文剧增. 而且那时的处 理方法已经跳出模拟滤波器硬件形式的框架 ,而利用计算机和软件形式. 这无论是规模还是 灵活性都远非诞生初期可以相比,从而进一步显示 DSP 技术的巨大生命力. 20 世纪 70 年 ( ) 代 ,大规模集成 LSI 技术的迅速发展使得用硬件实现各种 DSP 技术功能的芯片大量产生 , 从而使 DSP 技术获得了进一步的飞速发展. 到 80 年代 ,产生了将多个加法器 、乘法器和延时 电路等集中在一起 ,按信号处理流程排列起来的LSI 芯片 ,使 DSP 技术开始了发展整体功能 的新阶段 ,从而使 DSP 技术的应用范围不断扩大. 90 年代前后 ,数字信号处理的理论和方法 ) 都取得了迅速的发展 ,表现在 :1 研究对象已不再局限于较为简单 、理想的线性系统 、因果最 小相位系统 ,而是进入非线性 、非因果 、非最小相位系统. 2) 在方法上利用了高阶统计和小 波变换等新的数学工具 ,因而已能有效地分析和处理多维 、多通道信号 ,非高斯信号和非平 ) ( ) 稳信号. 3 在技术上 ,则是广泛地利用计算机技术和各种软件工具 , 以及大规模 LSI 和超大 ( ) 规模 VLSI 芯片 ,进行非实时和实时信号处理. 随着 LSI 芯片技术的发展 ,其功能和频率范 围将会更全 、更高 、更灵活[5 ] . 目前 ,现代数字信号处理技术已经广泛地用于技术工程领域 ,包括振动 、噪声工程 、航空 航天工程 、生物医学工程 、地球物理勘探 、通信工程 、雷达工程和图形图像识别工程等. 随着 信息产业的发展和信息社会的美好前景的不断展现 ,现代 DSP 技术内容和应用范围也将不 断扩大. 可以预见 :DSP技术将紧随计算机技术之后 ,成为人类社会第二门公共专业和公共 [ 收稿 日期] ; 　[ 修回日期] . [作者简介]