频率域航空电磁异常特征分析与应用研究

作者： 丁志强   来源： 桂林理工大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文

描述： 频率域航空电磁异常特征分析与应用研究

半航空电磁勘查系统数据采集关键技术研究

作者： 吴寿勇   来源： 成都理工大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 瞬变电磁法　　程控浮点放大　　同步采样　　数据采集  

描述： 、衰减快,而中晚期信号幅度小、衰减慢的大动态范围的特点。因此,必须设计出能适应这种瞬时变化快、动态范围大的高性能数据采集系统。带着这样的目的,本文主要研究内容如下：1.基于EM传感器的电磁信号接收电路。半

时间域航空电磁数据的Tau域分析与研究

作者： 王亚冉   来源： 吉林大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 时间域航空电磁法　　Tau域分解　　解卷积　　电导极限　　电阻极限  

描述： 航空电磁法(Airborne Electromagnetic, AEM)是以电磁感应定律为基础，以飞机为运载工具的一种航空物探测量方法。它具有飞行速度快，覆盖面积大，效率高，成本低，通用性好等优势，尤其在地形比较复杂的山区、无人区等。但仍存在一些不足，比如由不同发射电流波形接收的电磁数据不具有同一的时间特性；使得后续的类查表法电导率深度成像不具有通用性；数据量大导致的处理解释速度缓慢等问题。本文以航空电磁法经典理论知识为基础，对时间域航空电磁数据在Tau域里进行了分解；并基于此分析，研究了多种大地模型电磁数据的电导极限与电阻极限，分析了其影响因素；研究了Tau域分析在航空电磁探测里的应用；设计并实现了Tau域分析电磁数据的软件平台，本文主要内容及结论如下：首先，由麦克斯韦方程组出发，给出了任意发射电流的一维正演计算；利用奇异值分解法分解了航空电磁数据，说明了Tau域分解参数A与的意义；描述了Tau域分解的特征向量，最后对多种大地模型的航空电磁数据在Tau域里进行了分析。模型的仿真研究表明，随着大地电导率的增大，电磁数据在Tau域里分解的系数A分布向Tau值较大的方向移动，并且幅值降低，能量分散。其次，基于Tau域分析，从频域和时域给出电导极限与电阻极限的概念，研究了多种大地模型电磁数据的电导极限和电阻极限，分析了电导极限和电阻极限的影响因素。通过薄板大地模型的电导极限与电阻极限研究，可以看到，电导极限只与目标体的几何形状有关，与目标体的电导率无关；电阻极限只与目标体的电导率有关，并且随其电导率的增大而增大，而与目标体的几何形状无关，这一规律为快速近似反演提供了理论依据。再次，研究了Tau域分析在电磁探测中的应用。利用Tau域分解进行解卷积计算，去除发射电流对电磁数据的影响。利用Tau域分解的特征向量来分析发射电流的脉宽、波形对系统探测能力的影响，对合理设计发射电流具有一定意义。分析了Tau域的特征向量与发射波形脉宽的关系，研究结果表明，当发射电流脉宽增大时，特征向量整体向Tau值较大的方向移动，说明发射电流脉宽增大可以增强对电导率大的异常体的分辨能力，因此在实际探测中，可根据目标体的电导率设计相应的发射电流脉宽，从而提高航空电磁探测的有效性。最后，设计并实现了电磁数据Tau域分析的软件平台。根据Matlab与C++的混合编程，并基于GUI的人机交互功能，将电磁数据Tau域分析的流程模块化，使其操作更加简便。通过该平台对实测数据进行Tau域分析，研究结果表明，分解系数A的成像与测线剖面结果一致，利用电导极限与电阻极限成像可以降低电力线的干扰，判断出异常体的准确位置。

基于子空间分析的航空瞬变电磁去噪方法研究

作者： 武莹   来源： 成都理工大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 航空瞬变电磁法　　去噪　　子空间　　主成分分析　　独立成分分析　　L曲线  

描述： 提高航空瞬变电磁数据的信噪比。为此，本文主要研究两种典型的子空间分析方法，即主成分分析（PCA）法和独立成分分析（ICA）法，并应用到航空瞬变电磁去噪中。具体来说，主要研究内容体现在以下几个方面：（1

2.5维航空瞬变电磁数据的非线性共轭梯度反演

作者： 龙剑波   来源： 中南大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 瞬变电磁　　航空电磁　　灵敏度　　正反演　　2.5维  

描述： 衰减,但不同时间点的灵敏度空间衰减速率不一样。1D和2D模型灵敏度在时-空间分布的相似性,说明了灵敏度矩阵近似计算的可行性。阐述了反演目标函数的构建方法,以及三种最优化方法原理,对低阻异常体的合成

时间域航空电磁数据全波成像与处理技术研究

作者： 马铭遥   来源： 吉林大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 时间域航空电磁法　　全波成像　　一次场　　噪声压制  

描述： 航空电磁法(Airborne Electromagnetic简称AEM)是以电磁感应定律为基础，以飞机为运载工具的一种航空物探测量方法。AEM速度快、成本低，已广泛应用在矿产资源的勘察、地质填图、环境监测、工程、水文等领域。本文依托国家863计划重大项目“航空地球物理勘查技术系统”的子课题“吊舱式时间域直升机航空电磁勘查理论研究与系统设计”的科研实践，研究了时间域航空电磁数据全波成像技术与数据处理技术，本文主要内容及结构如下：第一，本文介绍了时间域航空电磁法的基本原理，对比列举了直升机式和固定翼式航空电磁勘察系统的结构特点及适用范围等。计算了时间域航空电磁全波响应(off-time响应和on-time响应)。以阶跃脉冲波形为基础，计算发射电流关断后接收线圈内生成的感应电动势off-time段随时间的衰减曲线。采用将频率域的计算结果转换到时间域的计算方法，根据频率域电磁场的汉克尔表示形式，先在拉普拉斯变换域中计算时间域电磁场的瞬态响应，然后借助G-S变换做拉普拉斯逆变换，计算接收线圈内感应电动势的瞬变过程。根据频率域垂直磁偶极子电磁响应计算公式及傅里叶变换、卷积定理推导on-time响应的计算公式，进而计算得到任意发射波形的全波响应。第二，本文研究了时间域航空电磁数据全波成像技术与一次场去除技术。on-time响应和off-time响应的幅值随电导率的变化存在二值性问题，通过正演计算不同飞行高度和电导率情况下的全波响应，然后对数据进行α-τ变换、归一化处理，构造数据表，通过查表的方法计算电导率，利用深度公式计算深度，得到电导率随深度变化的结果。利用数据仿真构造五层大地模型，分别进行off-time响应和on-time响应的电导率深度成像，发现on-time响应能反映出浅层大地导体的存在。由通电圆线圈周围磁场的计算推出一次场响应在X、Y、Z三个方向的计算公式。对比分析发射线圈和接收线圈位置变化对一次场响应的影响。应用预测性过滤算法去除一场响应，利用飞机的飞行参数构造矩阵，通过奇异值分解不断的迭代得到滤波器系数，进而计算一次场响应，将计算所得从总响应中减去即去除了一次场响应。第三，本文研究了时间域航空电磁数据噪声压制技术。通过梳状滤波技术、早期振荡去除技术、多边形叠加技术对航空电磁数据的噪声进行压制。设计按一定规律排列的通带和阻带的滤波器在频率域上对信号噪声进行滤除，然后再通过反傅里叶变换恢复时域信号，有效去除晚期道数据的噪声。早期振荡去除技术首先计算高空背景每一道数据与发射电流的比例系数，然后用测线上的数据减去与之对应的发射电流与系数的乘积以去除振荡影响。采用多边形叠加的方法叠加数据，不同时间段采用不同的窗宽，相对常规叠加来说既提高了早期数据的分辨率又提高了晚期数据的信噪比。第四，本文对时间域航空电磁野外模拟飞行实验数据进行噪声压制及成像处理。采用吉林大学仪器科学与电气工程学院研制的JLATEM直升机式时间域航空电磁勘查系统在长春市郊区进行模拟航空飞行实验，介绍了基于matlab GUI数据处理软件的操作流程，给出了噪声压制处理和成像结果，结果表明本文的噪声压制技术优于常规的数据处理方法，有效去除了噪声。

时域航空回线源的三维异常体电磁响应探测分辨率研究

作者： 田培培   来源： 吉林大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 时间域航空电磁法　　三维异常　　分辨率　　逐步回归方程　　高阶统计  

描述： 方程，研究了时域航空回线源三维异常体的电磁响应探测分辨率，取得了以下几方面的研究成果：1.结合电磁场基本理论和三维Yee氏非均匀网格的划分，推导出航空时域三维异常体中心回线方式下的初始场表达式和迭代场计算

航空瞬变电磁数据时频分析及去噪方法研究

作者： 何腊梅   来源： 成都理工大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 航空瞬变电磁法　　数据去噪　　滤波方法　　时频分析　　信噪比  

描述： 以及抑制方法，并针对航空瞬变电磁去噪及评价方法展开研究，主要内容有：（1）本文考查了航空瞬变电磁噪声特性及实际勘探中影响其数据准确性的三种主要噪声——电磁噪声，仪器振动噪声，地质噪声，分析它们的主要

航空瞬变电磁合成孔径成像方法的关键参数研究

作者： 钱建兵   来源： 长安大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 瞬变电磁法　　视纵向电导　　合成孔径　　相关分析　　成像  

描述： 山区和海洋的勘探已经成为地球物理勘探领域的热点研究对象。航空瞬变电磁法以其速度快、通行性好、可用于海域等优势已被广泛应用于矿产资源勘查、区域地质填图以及水文、环境勘查等各个领域。目前国际上研究和应用的关于航空瞬变电磁数据的解释技术可以分为两类：一类是电导率-深度转换的近似方法，另一类是层状大地反演。等效导电平面法属于第一类，该方法以一导电平面来代替地下均匀介质，是通过视纵向电导曲线特征值来划分地层的一种近似解释方法，特点是简单、快速。本文从等效导电平面原理出发，给出视纵向电导的定义，并求取其关于深度的二阶导数。其二阶导数曲线在地层的导电性发生变化的位置会产生尖锐的峰值，将各点曲线的峰值连起来会形成类似地震成像中的同相轴，我们称为微分电导成像，相较传统方法它对地下电性分布的情况反应得更为直观、清晰。为进一步优化微分电导成像法，本文介绍了瞬变电磁合成孔径成像的概念。其思想来源于合成孔径雷达，根据对同一地质体相邻测点间的信号具有相关性的特点，利用信号处理的手段对相邻各测点的数据进行相关叠加，以期达到提高信噪比、突出弱异常进而提高分辨率的目的。同时这种处理方式也将传统的以单点解释为主的处理方式发展成为以测点为中心的逐点推移多次覆盖的处理方法。本文通过设计不同类型的理论模型，分析对比模型数据的处理结果，总结规律得出了计算最大孔径长度的经验公式，为实际工作中合成范围的选取提供参考。最后，本文进行了模拟航空瞬变电磁法工作方式的水槽实验，实验结果证明合成孔径法能有效提高瞬变电磁成像精度。

时间域航空电磁法二维正演研究

作者： 印红军   来源： 中国地质大学(北京) 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： cole模型   ATEM　　等参单元法　　波前法　　二次场　　地形　　cole  

描述： 时间域航空电磁法（Airborne Time Domain Electromagnetic简称ATEM），是航空电磁方法的一个重要分支。该方法效率高、成本低、分辨率高、操控灵活，并且对屏蔽层下伏地层或构造有较好的分辨能力，可以广泛应用于矿产资源、地质调查和环境监测等领域。对于航空电磁法的2.5维正演，是以三维的场源，解二维模型，因此本质上属于三维问题。由于电磁场以场源为中心对称，所以可以利用傅里叶变换，将沿走向方向的电磁场转换为波数域的量，从而使三维问题转换为二维问题。然后再利用反傅里叶变换，将波数域值转换为空间域电磁场值。最后将上述频率域的值通过傅里叶变换，便可以转换成空间域的解。本文在收集大量资料的基础上，完善了时间域航空电磁方法的正演模拟，并建立了一套制作任意模型的程序代码。由此，本文建立层状模型，利用解析解和数值解对比，验证了该算法的正确性。同时本文建立了板状体模型、倾斜板状体模型、各种类型的组合体模型、带地形的模型、带cole-cole参数的模型。对模型进行正演模拟，并对正演结果准确性进行了分析，总结出，该方法在寻找良导体、覆盖层下伏地质体等应用中的良好效果。最后，本文根据实际地质剖面图资料，建立了实际地质模型，通过正演模拟，进一步验证该方法在复杂地形下，寻找浅层地质构造应用中的可靠性。