时间域航空电磁系统探测深度研究

时间域航空电磁系统探测深度与采样时间、发射磁矩、大地电导率、仪器背景噪声和灵敏度等诸多因素相关。本文基于时间域航空电磁一维正演对时间域航空电磁系统探测深度进行研究。正演算法从麦克斯韦方程出发,结合准静态近似条件,得到一维层状介质上空中心回线频率域电磁场响应的垂直分量,并采用汉克尔积分进行计算,进而通过时-频变换获得时间域电磁场响应。探测深度研究参考仪器背景噪声水平,通过设定最小可识别信号阈值（本文设定为系统背景噪声三倍）获取最大可探测分离时间,进而利用该分离时间结合平均电导率求取最大探测深度。最后本文以VTEM系统为例,对不同层状介质模型以及不同发射磁矩、背景噪声、发射脉宽和飞行高度下的时间域航空电磁系统最大探测深度进行分析和讨论。     

固定翼时间域航空电磁系统的飞机选型问题

对国外典型固定翼时间域航空电磁系统飞机平台及国产飞机平台的各项性能进行了对比分析,对改装能力、运行费用、安全性等几个方面进行了评价,总结了固定翼时间域航空电磁系统设计飞机选型的基本经验和规律,提出了用综合效费比指标来指导飞机选型工作.     

基于AeroTEM直升机时间域航空电磁响应曲线分析

在航空电磁实际勘查中,有较多因素影响系统的勘探精度和分辨率.这里以AeroTEM系统为例,基于MAXWELL软件正演模拟算法,对异常体横向距离变化、异常体倾角变化及异常体埋深变化对电磁响应曲线的影响进行分析.正演模拟结果表明:时间域直升机航空电磁系统具有较高的横向分辨率,对不同倾角的异常体都有较好的响应以及具有较大的勘探深度.     

时间域航空电磁的天电噪声去除研究

天电噪声是影响时间域航空电磁数据质量的主要噪声源之一,在实际工作中如何对其高效、快速地去除是数据预处理的关键。前人研究的α-trimmed均值/中值滤波对天电噪声去除效果较好,但单窗口滤波存在一定问题,小窗口滤波去除天电噪声不彻底,大窗口滤波虽可很好地去除天电噪声,但供电处、峰值和断电处数据会被过度平均化。因此,提出混合窗口剪切均值滤波,即每半个周期内供电处、峰值和断电处数据采用小窗口参数滤波,其他数据采用大窗口参数滤波,该方法滤波后保证数据变化趋势的同时较好地去除了天电噪声。天电噪声的去除不仅能提高数据信噪比且能增大勘探深度,可以为后期数据处理提供高质量的原始测量数据。     

时间域航空电磁响应数值模拟的精度分析

分析说明了G?S变换和汉克尔变换的计算精度,当n=12或16时,G?S变换适用范围广且能保证精度;而汉克尔变换计算的相对精度达到10-6数量级;并且基于时间域航空电磁法偶极—偶极装置一维正演算法,在选取不同参数时,对航空电磁响应数值模拟精度进行了分析。结果表明G?S变换n值的选取对计算精度影响相对较大,而汉克尔变换中滤波参数的选取对计算精度影响较小。     

固定翼时间域航空电磁勘查系统研发进展

基于国产Y12IV型轻型固定翼飞机平台, 开展了专用飞机改装、大磁矩发射、三分量接收、海量数据实时收录等关键技术攻关, 研制了具有完全自主知识产权的固定翼时间域航空电磁勘查系统样机; 成功开展了半航空试验试飞, 系统样机功能、性能等达到了世界先进水平。固定翼时间域航空电磁勘查系统研发取得关键进展。     

时间域航空电磁法研究进展综述

本文介绍国内外时间域航空电磁法的发展历史和现状,包括仪器系统、数据处理、正反演算法和应用实例。认为我国的这项技术应朝以下几个目标发展：（1）完善的仪器系统,减小噪声干扰, 提取更多的有用信息。（2）高效的数据处理方法,有利于发现小规模的异常体。（3）适合航空电磁数据的正反演稳定算法。（4）精细的解释方法。结合多源信息综合解释, 加强与实际勘探相结合,参考其它已有的航空物探方法解释手段,提高解释精度。     

时间域航空电磁运动噪声去除研究

<正>时间域航空电磁法原始数据中伴有各种噪声,其中运动噪声对数据质量影响较大。去除运动噪声的方法较多,如多项式拟合、高通滤波等,但不是每种方法都可以有效的对运动噪声进行去除,因此本文比较几种拟合方法来观察运动噪声的去除情况。运动噪声直观的概念是接收线圈内的磁通量     

可控震源伪随机扫描信号的仿真研究

伪随机序列具有良好的的自相关函数,在地震勘探中具有广阔的应用前景,从提高伪随机扫描信号自相关函数性能出发,着重分析了与伪随机扫描信号自相关函数密切相关的重要参数。通过对仿真结果分析得出了载波频率及本原多项式阶次与其自相关函数之间的联系,并给出了伪随机扫描信号长度及幅值的选择原则。     

广域电磁与伪随机信号电磁法在四川盆地页岩气勘探中的应用

广域电磁与伪随机信号电磁法采用伪随机信号发射,突破远区限制,可观测面积大,信号强、精度高、只观测场的一个分量,野外效率高。伪随机信号电磁法一次能同时发送和接收多个强度大体相当的主频率信号,成倍地提高电磁法的野外效率。本文将广域电磁与伪随机信号电磁法应用于四川盆地某页岩气区块,结果表明它在干扰较强的地区仍然能够获得深部5～6km的有效数据,具有抗干扰能力强、勘探深度大的优点;同时广域电磁法在大套地层划分、油气层识别、断层及构造识别方面的效果显著。     

最小噪声分离在航空电磁数据噪声压制中的应用

时间域航空电磁数据经预处理后,仍存在残余噪声,影响电磁探测对地下异常的识别能力。笔者提出一种基于最小噪声分离的去噪方法,将一组含噪电磁数据通过旋转矩阵线性变换为按照信噪比大小排列的最小噪声分离成分,利用信噪比较大的最小噪声分离成分重构电磁数据,以达到分离噪声的目的。仿真数据去噪结果表明：最小噪声分离不仅能够有效压制晚期道剖面噪声,还能准确分辨异常信息;晚期道信噪比较测线滤波提高了11.28 dB,实测数据的噪声水平也由±50 nT/s降低到±10 nT/s。     

伪随机信号电法仪在河北某老矿山的应用

老矿山等地区存在较强的电磁干扰,这使得传统的激电仪器无法取得稳定可靠的数据.伪随机信号电法仪是基于“系统辨识”建立的一种全新的主动源电法勘查仪器,具有很强的抗干扰能力,解决了激发极化法在老矿山应用的难题.采用Abollo IP伪随机信号激电仪在河北省某老矿山开展激电测深工作,克服了强电磁干扰,取得了较好的效果,印证了伪随机信号电法仪的优越性.     

时间域航空电磁数据线圈运动噪声去除方法仿真研究

时间域航空电磁探测中,接收线圈在地磁场中的运动产生感应电动势,形成线圈运动噪声,因其幅度较大而成为航空电磁探测中的主要噪声源之一。线圈运动噪声具有低频特性,虽然幅度随频率增大而迅速衰减,但仍然含有高于发射基频的频率成分;因此,传统的高通滤波器在处理线圈运动噪声中存在一定的局限性。根据航空电磁数据的特点,采用多项式拟合全波半周期运动噪声,运用拉格朗日优化算法求解运动噪声多项式系数,并将其从半周期电磁数据中去掉以达到去除噪声的目的。通过仿真实测数据的运动噪声压制实验,对比分析了多项式拟合法与传统高通滤波器法的线圈运动噪声去除能力。仿真结果表明,多项式拟合法能够有效去除航空电磁数据中的线圈运动噪声,提高信噪比超过40 dB。     

稳健M估计用于瞬变电磁数据抽道叠加与噪声压制

虽然国内外大部分瞬变电磁仪器都针对原始数据采取了一系列的数据处理方法来压制噪声、提高信噪比.但是当天电干扰、人文干扰严重时,噪声仍有可能残留到周期叠加后的数据中. 时间窗口抽道叠加处理是周期叠加后瞬变电磁数据处理中的一项重要内容. 本文提出将稳健M估计算法用于时间窗口内采样数据的抽道叠加处理. 通过对其在模拟数据与实测瞬变电磁数据中的应用效果进行对比分析,发现其相比于传统的算术平均算法、几何平均算法等,可进一步压制类高斯随机噪声与尖峰脉冲噪声,提高数据质量.     

航空重、磁异常相关性分析方法及其应用

以我国某海域为例,探讨了航空重、磁相关性分析方法及其应用.通过计算航空重、磁相关系数,结合研究区地质特征,将航空重、磁异常划分为三类:即同源异常、半同源异常和非同源异常,分别描述了这三类异常的重、磁特征,推断了异常源性质及地质特征,不仅减少了研究区地质解释的多解性,而且使解释成果更加符合客观实际.     

半航空瞬变电磁干扰特征与降噪研究

为了验证多旋翼无人机在半航空瞬变电磁勘探作业中产生的电磁干扰影响,笔者等开展了一系列实验,包括在无人机不同工作状态下进行时频噪声分析,以及研究噪声源与接收点之间距离对噪声水平的影响.实验发现,大疆T20无人机电机转动产生的周期性电磁干扰频段在550～900 Hz,当接收线圈与无人机的距离为10 m时此干扰可被忽略.针对剩余的其他噪声,笔者等提出了基于移动窗口的递归最小二乘法自适应降噪方法.通过降噪实验,验证了该方法能够有效压制干扰,还原出信号的原始特征.将此降噪方法应用于香格里拉安乐铅锌矿实测半航空瞬变电磁信号处理,取得了显著的降噪效果.     

航空电磁法区域农业生态地质调查与评价

通过航空电磁法在松辽地区的实测结果与已知的水文地质成果对比分析,说明航空电磁法在土壤盐渍化程度及范围圈定、地下水水质划分、土壤颗粒度划分、盐渍化趋势预测等区域农业生态地质调查中的作用.展示了航空电磁法廉价高效的特点.     

国外航空电磁法现状和我国现阶段航电的发展

本文介绍了93航空电磁法国际研讨会概况及国外航电的现状。在分析了我国航电现状的基础上,探讨了我国航电现阶段的发展问题。     

矿用电磁随钻伽马测井仪标定与试验

为有效识别煤层及其顶底板,针对煤矿定向钻孔施工需求,开发了矿用电磁随钻伽马测井仪。通过自然伽马测井刻度获得仪器刻度系数,采用标准井测试及煤矿井下穿层孔试验,获得矿用电磁随钻伽马测井仪多种测量曲线。通过与标准井伽马曲线对比及穿层孔地质资料分析,验证了矿用电磁随钻伽马测井仪测量结果的准确性。山西伯方煤矿井下应用试验表明,矿用电磁随钻伽马测井仪在定向钻孔施工中不仅能进行钻孔轨迹测量同时可有效识别煤层顶底板界面,对于指导煤矿井下定向钻孔施工、提高目的层钻遇率具有重要意义。     

灌注桩基础工程中的数据处理实例

结合工程实例介绍了灌注桩工程中有关成孔体积、混凝土灌注量与钢筋笼重量等内容的精确计算公式，这些公式对灌注桩前期概算及施工后期工程量计算具有指导意义。