地面与半航空瞬变电磁法三维联合反演

作者： 刘明宏   蔡红柱   杨浩   熊咏春   胡祥云   来源： 地球物理学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 联合反演   半航空   三维反演   矢量有限元   瞬变电磁  

描述： 半航空瞬变电磁法(SATEM)因其具有工作效率高、探测成本低等优势，成为了一种发展迅速的新兴地球物理探测技术.基于一维反演的SATEM数据处理方法难以满足复杂地质条件下精细解释的需求.同时，采用单一的探测方式，存在探测能力有限、反演多解性强等问题.本文开发了适用于地面瞬变电磁法和SATEM的三维反演及联合反演算法.正演采用基于非结构化四面体网格的矢量有限元法，可以精确模拟地形和复杂地电结构.反演采用具有较高收敛速度的高斯-牛顿法.通过对理论模型分别进行地面瞬变电磁、半航空瞬变电磁单独反演及其联合反演，验证了反演算法的有效性.通过对比不同装置的单独反演结果，以及单独反演与联合反演结果，分析了不同装置的探测能力，并展示了联合反演可以有效压制反演多解性、提高反演结果分辨率的优势.

煤层采空区内煤层气储气构造半航空瞬变电磁探测——以沁水煤田为例

作者： 田忠斌   马玉龙   李貅   嵇艳鞠   黎东升   来源： 地球物理学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 半航空瞬变电磁法   间接勘查   采空区   煤层气储气构造   快速探测  

描述： 煤层气又称瓦斯，它是一种赋存于煤层孔隙中的可燃气体.当浓度达到工业标准时，可成为一种可以被开采、利用的气体能源.煤层气不仅存在于完整煤层中，在采空区中也蕴藏有大量的煤层气资源.通常采用反射地震法勘探完整煤层中的煤层气.采空区中煤层气与周围空气的物性差异的特殊性和多变性，使用地震勘探对采空区煤层气进行直接勘探受到限制.为此，本文采用了一种间接的地球物理勘查方法.对于瓦斯含量较高的山西省沁水煤田，利用半航空瞬变电磁法，对研究区内的未知采空区进行快速、精确探测.根据“虚拟地震数据”的偏移成像结果，发现测区采空区不完整，研究结果间接达到了采空区煤层气储气构造的勘查目的.

时间域航空电磁激发极化参数三维反演研究

作者： 满开峰   殷长春   刘云鹤   孙思源   熊彬   来源： 地球物理学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： Pearson相关约束   激发极化效应   时间域航空电磁   深度学习   3D反演  

描述： 时间域航空电磁中心回线(或重叠回线)装置晚期道数据受激电效应影响常出现符号反转现象.这类数据与多个激电参数相关，并且各参数之间灵敏度差异较大，导致反演存在严重的非唯一性.本文提出一种基于Pearson相关性约束和深度学习算法相结合的时间域航空电磁激发极化参数反演策略.该反演策略首先基于深度学习预测时间域航空电磁激电参数，进而给时间常数和频率相关系数一个较小的约束范围后再反演电阻率和极化率，由此大大减少反演的多解性.针对电阻率和极化率的反演，我们采用统计学中Pearson相关系数构建两种物性参数的相关性约束，进一步减少反演多解性.为验证反演策略的有效性，我们对双棱柱模型和拱形模型分别进行反演试算.理论测试结果表明，基于Pearson相关性约束的电阻率和极化率的反演结果比传统的高斯-牛顿反演结果更接近真实模型，而基于深度学习预测时间常数和频率相关系数后的电阻率和极化率反演结果与给定真实时间常数和频率相关系数后的反演结果效果相当.最后，我们对来自澳大利亚的带激电效应的航空电磁实测数据在考虑和不考虑激电效应条件下进行反演，结果表明考虑激电效应的反演无论数据拟合还是地电断面的连续性均得到明显改善.

航空电磁拟三维模型空间约束反演

作者： 殷长春   朱姣   邱长凯   蔡晶   来源： 地球物理学报 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 时间域   空间约束反演   BFGS算法   拟三维   航空电磁   L  

描述： 为了克服时间域航空电磁数据单点反演结果中常见的电阻率或层厚度横向突变造成数据难以解释的问题,通过引入双向约束实现航空电磁拟三维空间约束反演.除考虑沿测线方向相邻测点之间的横向约束外,同时还考虑了垂直测线方向测点在空间上的相互约束.为此,首先设计拟三维模型中固定层厚和可变层厚两种空间约束反演方案,然后通过在目标函数中引入沿测线和垂直测线方向上的模型参数约束矩阵,并使用L-BFGS算法使目标函数最小化,获得最优拟三维模型空间反演解.基于理论模型和实测数据反演,对单点反演与两种空间约束反演方案的有效性进行比较,证明本文空间约束反演算法对于噪声的压制效果好,反演的界面连续光滑,同时内存需求和反演时间少,是一种快速有效的反演策略.

基于广义模型约束的时间域航空电磁反演研究

作者： 苏扬   殷长春   刘云鹤   张博   任秀艳   来源： 地球物理学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 小波变换   时间域航空电磁   稀疏约束反演   Lp范数反演   聚焦反演   广义模型约束  

描述： 由于航空电磁具有海量数据,因此快速有效的成像和反演手段至关重要.本文针对层状介质模型推导与实现了广义模型约束条件下时间域航空电磁一维反演.从正则化反演的目标函数出发,通过改变模型约束项构造Lp范数反演和聚焦反演,进而通过改变模型求解域构造出基于小波变换的稀疏约束反演.针对不同反演方法目标函数的构建方式,本文进一步从数学原理上分析不同反演方法的预期效果,并通过理论模型和实测数据进行验证.结果表明L0.8范数反演、聚焦反演和基于小波变换的稀疏约束反演可以得到更符合地下层状介质陡变界面的反演结果.

时间域航空电磁扩散特征和成像深度研究

作者： 殷长春   邱长凯   刘云鹤   蔡晶   来源： 地球物理学报 年份： 2016 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空电磁　　电磁扩散　　烟圈效应　　成像深度  

描述： 为了研究时间域航空电磁系统扩散特征,基于连续性边界条件将电磁场向下延拓得到地下介质中各点处的频率域响应,通过傅里叶变换将其变换到时间域.计算阶跃波形发射时垂直磁偶极子和水平磁偶极子在均匀半空间介质和两层介质中产生的电磁场,通过电流密度矢量图和随时间变化的电流密度等值线展示电磁场在地下介质中的扩散过程.电磁场在地下的扩散受电阻率结构的影响.在良导地区电磁场扩散慢、衰减快,而在高阻地区电磁场扩散快、衰减慢.垂直磁偶极子在地下产生的感应电流形成一个电流环随时间向下、向外扩散.水平磁偶极子在地下产生的感应电流形成两个互相叠加的电流环.时间域电磁场扩散代表着真正物理意义上的电磁扩散,因为它展示了地下电磁场空间分布随时间的变化和场强的衰减.基于对感应电流环的研究,我们探究了扩散深度和时间域航空电磁数据成像深度的关系.时间域电磁场扩散规律的研究不仅加深了对电磁扩散特征的理解,更有助于提高航空电磁数据解释水平.

基于PCA-RBF神经网络的航空飞行几何参数拟合

作者： 嵇艳鞠   徐鹏   赵雪娇   朱宇   关珊珊   栾卉   来源： 地球物理学报 年份： 2016 文献类型 ： 期刊 关键词： 时间域航空电磁　　直升机飞行　　权重系数主成分分析　　径向基神经网络　　参数拟合  

描述： 试验数据进行拟合分析,单一异常体理论数据的绝对误差平均值小于20nV·m-2,双异常体理论数据绝对误差平均值为160nV·m-2.野外实测数据在异常线圈中心位置的拟合相对误差小于1%,整条剖面测线

引入最优自适应因子的状态模型法航空重力测量

作者： 闫文林   李英成   薛艳丽   来源： 地球物理学报 年份： 2016 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空重力测量　　状态模型法　　Kalman滤波　　自适应因子  

描述： 重力扰动的最终解算精度.利用新疆地区不同航次和航高的实测数据,计算了垂直向下方向上的重力扰动.与全球重力场模型EGM2008的对比分析表明,差值中误差在10mGal左右,接近国家在困难地区重力测量精度的限差要求.

基于姿态变化的航空频率域电磁法仪器偏置实时校正方法研究

作者： 李光   渠晓东   陈洁   黄玲   方广有   来源： 地球物理学报 年份： 2016 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空频率域电磁法　　实时　　偏置　　姿态角　　重叠偶极子模型  

描述： 的姿态角信息,在满足重叠偶极子模型的条件下,实现对仪器偏置的高精度实时校正.模型仿真结果表明,在30m常规飞行高度下,该方法实时测得的仪器偏置精度接近于110m高空测得的精度;校正后仪器偏置的绝对误差与

半航空频率域电磁探测三分量线圈传感器设计

作者： 滕飞   王鹏飞   王宇   张铭   林君   来源： 地球物理学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 三分量传感器   阻尼电路设计   线圈互耦分析   半航空电磁探测  

描述： 空心线圈传感器，采用三组相互垂直的接收线圈分别接收三个分量的磁场信号.首先，为满足旋翼机载重要求，设计0.5 m直径的小尺寸圆形线圈用于接收垂直方向磁场，两个0.01 m边长的方形线圈用于接收水平方向磁场