基于Tau域奇异值分解的航空电磁数据解卷积计算

目前很多国际先进公司的AEM系统都具有不同的发射波形,给后续数据处理带来不便。为去除不同发射电流波形对电磁数据响应的影响,利用SVD分解法,以e指数为基函数,将时域航空电磁响应数据展开成Tau域参数T_i及其系数A_i形式,通过选取有效个数的Tau值,将基函数与发射电流进行卷积,形成新基底函数。通过对相应发射电流的响应以新基底展开,将新基底系数B_i与原基底结合,实现解卷积计算,得到阶跃波形发射电流情况下的电磁响应。仿真实例计算结果表明,经奇异值分解的Tau域分解方法保证了计算的精度和稳定性,基于奇异值分解的解卷积计算方法能够获得原阶跃电流响应,相对误差为1.61%。     

不接触电极复电阻率法仿真与实验

岩利用电性参数的频散特性进行地层评价是目前定义的复电阻率勘探的主要特点，国内外已经有人在实验室内进行了复电阻率测量，但均未从仪器的角度进行讨论，因此，引入不接触电极电法复电阻率探测方法。对基于损耗角正切测量的复电阻率探测进行仿真计算，特别是相对介电常数随频率变化的模型进行仿真，使复电阻率探测更接近实际地质情况。选择合适的人工模型和已知的地质构造，进行了复电阻率探测实验，验证该方法的可行性和有效性。     

基于磁电阻率法和频率域电磁法的地下水污染动态监测仿真

本文对磁电阻率法与频率域电磁法在地下水污染监测中的应用进行了理论研究.以污染物位于地表的均匀介质模型为例,根据污染物扩散的水文地质动态仿真结果,计算出与各监测时刻对应的地下水污染地电模型.通过各地电模型的二维磁电阻率法正演模拟结果以及一维频率域电磁法的反演结果,验证了这两种地球物理方法在地下水污染物运移监测中的有效性.     

利用瞬变电磁技术进行地下水资源勘察

为了解决内蒙古白旗地区水资源严重短缺的问题,采用瞬变电磁技术在该区进行了勘察。通过分析平原地区含水层的矿化度和孔隙度对岩石电阻率的影响,并以导电球体的模型计算地下含水层异常的可分辨时间窗口,确定该区地下含水层异常出现最大值的探测条件。在结合已知自流井的电性差异基础上,对地下含水层和含水深度进行准确勘察,确定新的水井位置,经钻孔验证涌水量满足了白旗地区供水水源的需求。     

基于主成分分析的航空电磁数据噪声去除方法

时间域航空电磁数据经预处理后,存在残余噪声,严重影响晚期道数据质量。提出一种基于主成分分析的去噪方法,通过对航空电磁剖面数据的自相关矩阵进行奇异值分解,得到特征值及对应的特征向量,将电磁数据通过旋转矩阵(特征向量矩阵的转置)进行线性映射,得到其主成分。大特征值对应的低阶主成分反映相关性较强的电磁信号,而小特征值对应的高阶主成分反映不相关噪声。采用低阶主成分与特征向量重构电磁数据能够去除不相关噪声。采用主成分分析法分别进行了仿真数据与实测数据的主成分特征分析与噪声去除。仿真数据去噪后,信噪比提高了13 dB;而野外飞行实测数据的噪声水平也由±25 nT/s降低到±8 nT/s。     

航空电磁探测的运动噪声时频特征分析

针对航空电磁探测系统由于姿态角度变化引入运动噪声的问题,提出了一种用于降噪去噪的时频特征分析方法。在法拉第电磁感应定律的理论基础上,仿真了姿态角引起的运动噪声的时、频谱图,分析了姿态角与运动噪声在时域和频域中的相关性。采用Gabor变换的时频分析方法,研究了姿态角产生的运动噪声对电磁响应的影响,从幅度关系上剖析了姿态角度与运动噪声的关联,对运动噪声和姿态角与其导数在不同频率点的相关性进行对比可知,与姿态角本身相比,其一阶导数对运动噪声的影响更显著。     

航空电磁响应数据的矩阵束法重构

时间域航空电磁探测研究中得到的海量电磁响应数据呈现出“衰减指数和”的变化趋势.针对该变化特点,采用了矩阵束法从响应数据中提取极点等特征量,并完成了数据的降秩、重构处理.算法分析和实测结果表明:无噪声干扰时,该算法表现出了较好的重构精度;加噪后,在较大信噪比变化范围内,重构精度呈现了较小的波动,体现了该算法较高的抗噪性和稳定性.因此,该算法适合应用于航空电磁响应数据分析中.     

多通道井-地电位梯度采集系统的设计与实现

根据垂直有限线源三维异常电位有限差分展开理论计算,验证了电位梯度法在探测水驱驱油异常方向的有效性,设计并研制了基于虚拟仪器技术的低噪声、高分辨率油田井-地电位梯度采集系统。该系统采用差分输入方式,短路噪声幅度低于-130 d B,A/D采集使用了扩展插槽设计思想,从而达到多通道数据的同步采集。运用Matlab和Labview混合编程技术,实现了微弱信号的提取和探测结果的实时成像。对比、重复实验结果表明,电位梯度采集系统具有更高的分辨率及良好的稳定性,通过对大庆油田注水井实验数据的处理、分析,确定了水驱的方向,用注水井资料验证后,证实了该方法的有效性和系统在水驱驱油方向探测上的准确性。     

一种基于数字变频思想的电磁信号产生方法

针对频率域电磁法探测器需要形成多频电磁信号,提出一种新的电磁信号产生方法.参考数字变频的思想,由计算机模拟发射线圈电流并产生串行二进制数字代码流,控制开关桥路形成PWM电压,在发射线圈中形成电流信号,产生电磁波.该方法适应多种参数发射线圈,电磁信号频率成分可以灵活调整,电路效率可达90%.     

基于MATLAB的高频谐变电磁场的数值计算

给出了高频（100K－50MHz)谐变回线电流产生的总磁场的数值计算方法－高斯积分和帕第逼近。利用得到的两个垂直方向的总磁场，计算出为研究地下异常所需的椭圆率及倾角。通过两种地电模型的计算结果表明，这一频段的电磁场是由传导电流和位移电流共同决定的。高频电磁法解决了探地雷达在低阻地表的局限性，对工程勘查、环境保护具有重要意义。