高温超导全张量磁梯度测量技术研究

作者： 申茂冬   来源： 吉林大学 年份： 2017 文献类型 ： 学位论文 关键词： 不平衡度修正   探头结构优化   自动调控   全张量磁梯度测量   DC   SQUID平面梯度计  

描述： 三分量矢量勘查系统与航磁全张量技术研究”为依托,针对高温DC-SQUID平面梯度计应用于航空全张量磁梯度测量进行可行性研究,主要工作及成果如下:(1)高温超导全张量磁梯度测量模型研究与系统设计。对全

层状介质航空电磁激电效应正反演研究

作者： 缪佳佳   来源： 吉林大学 年份： 2017 文献类型 ： 学位论文 关键词： 激电效应   极化电流   cole模型   时间域航空电磁   Occam反演   Cole   感应电流   电磁扩散  

描述： 航空瞬变电磁法(Airborne transient electromagnetic,简称ATEM)凭借其速度快、成本低和便捷高效,能够完成传统地面电磁法难以完成的地形条件复杂、气候环境恶劣地区的资源和环境勘查工作。目前,航空瞬变电磁法在国内外均有较大的发展,特别是近几十年来随着航空瞬变电磁系统的发展和数据采集精度的提高,地球物理工作者经常在晚期时间道航空瞬变电磁响应中发现符号反转现象,经过学者们的研究发现,认为该现象是由于激发极化效应引起的。然而,传统的电阻率反演方法无法对该类航空瞬变电磁数据进行有效地处理解释和正确地反演。早期研究过程中通常直接将符号反转部分的数据直接剔除,仅处理解释早期正响应部分数据,该方法必然导致深部地球物理信息丢失和电阻率反演结果的失真。近几年,关于航空瞬变电磁激电参数的反演已成为航空电磁法的研究热点之一,有效地解决该问题对于航空电磁法的发展和国民经济的增长具有双重意义。本文主要研究内容为层状介质航空瞬变电磁激电效应的正反演。本文首先介绍激发极化法的电化学理论,展示两种典型的激发极化模型。另外,引入目前被广泛使用的Cole-Cole模型,对其进行适当的变换,给出几种典型岩矿石的激电参数取值范围,分析岩矿石电导率的频率特性。这些为后续的研究奠定了理论基础。接着本文研究航空瞬变电磁激电效应对电磁扩散的影响,给出全空间层状模型任意位置的频率域电场分量,根据欧姆定律得到频率域电流密度响应,通过对Cole-Cole模型的分解又可以得到频率域感应电流密度和频率域极化电流密度;利用正余弦变换可以将频率域电流密度转换为时间域电流密度。通过分析感应电流密度、极化电流密度和总电流密度的时间域变化特征,研究极化介质中电磁扩散特征,并研究分析感应电流和极化电流的充放电过程,合理解释极化介质出现符号反转现象。通过研究不同充电率和电导率极化模型中的电磁扩散特征,得出不同激电参数对电磁扩散的影响,进一步加深对航空瞬变电磁激电效应的认识。为后续章节的正演模拟研究提供理论基础。针对航空瞬变电磁激电响应正演模拟,本文以水平圆形回线源为例,给出层状极化模型在水平圆形回线中心处垂直磁场表达式,利用正余弦变换计算航空瞬变电磁激电效应的阶跃响应和脉冲响应,通过卷积技术计算得到任意波形的航空瞬变电磁激电响应,研究分析不同激电参数对航空瞬变电磁激电响应的影响。通过对层状极化模型的正演模拟研究,合理地解释航空瞬变电磁响应中出现多次符号反转的现象。最后本文对航空瞬变电磁激电参数的反演进行研究,采用经典的Occam反演方法,首先介绍Occam反演方法的基本理论,反演过程中对Cole-Cole模型参数进行合理的范围约束,提高了反演的稳定性,也一定程度上降低了反演的多解性。通过对几种典型理论层状极化模型的反演研究,给出本文反演算法的优点及其局限性。综合本文研究成果可为今后的三维航空瞬变电磁激电效应正反演研究工作奠定良好的基础,同时也对进一步认识航空瞬变电磁法中激电效应提供帮助,具有一定的理论研究意义。

半航空时间域瞬变电磁接收系统设计

作者： 苏发   来源： 吉林大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文

描述： 半航空时间域瞬变电磁接收系统设计

时间域航空电磁数据去噪方法研究

作者： 谢宾   来源： 吉林大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 时间域航空电磁数据　　去噪　　天电噪声　　EMD　　自适应变窗宽滤波　　主成分分析  

描述： 时间域航空电磁探测是一种以电磁感应定律为基础，以各种飞行器为载体的地球物理勘探方法，具有效率高，勘探区域大等优点。时间域航空电磁探测由于其飞行测量方式，引入大量噪声，包括线圈运动噪声、人文噪声、仪器内部噪声、地质噪声，以及由于环境、温度等变化引入的系统噪声等，严重影响数据质量以及数据处理与成像解释结果。因此，数据噪声去除与压制是时间域航空电磁探测的重要技术基础。本文基于国家863计划项目的子课题“吊舱式时间域直升机航空电磁勘查数据处理与成图关键技术”及国家重大科研装备研制专项的子课题“航空瞬变电磁系统数据处理与反演成像”，针对原始数据天电噪声，抽道前测点数据噪声与抽道后剖面残余噪声的特点，研究噪声去除方法。论文主要的内容及研究成果如下：原始数据中的天电噪声在时域上持续时间短，幅值较大，随机性强，需要进行单独的识别与去除。本文利用大窗宽对原始数据进行滤波，计算标准差，设定阈值从而识别天电噪声并标识。当天电噪声含量较少时采用剪裁法，较多时采用Alpha-trim滤波的方法。剪裁法在叠加时舍去含有天电噪声的数据及与其相对应的另一半周期的数据；Alpha-trim滤波则通过沿剖面进行滤波去除天电噪声。本文基于EMD算法，研究时间域航空电磁探测测点数据噪声的去除。EMD将测点数据进行分解，得到频率成分由高到低的固有模态函数及代表趋势的余项。利用EMD滤波的特性，保留余项作为去噪后信号，去除了包含在固有模态函数中的高频测点噪声。针对剖面数据的残余噪声，本文分别基于自适应变窗宽滤波算法与主成分分析算法，研究剖面的滤波及不相关噪声的去除。自适应变窗宽滤波算法，根据局部梯度的变化速率，调整滤波窗宽，在异常处，采用较小窗宽，在非异常处，采用较大窗宽，这样即保持了异常的幅值又去除了噪声。主成分分析算法，将剖面数据转化为主成分，有用信息包含在少数低阶主成分中，多数高阶主成分则为不相关噪声，对少数低阶主成分重构剖面数据去除不相关噪声。通过仿真与实测数据去噪前后效果对比及信噪比的比较，证明了上述算法的有效性。

固定翼时间域航空电磁数据整体反演

作者： 王琦   来源： 吉林大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 固定翼航空电磁探测　　线圈姿态　　一维正演　　一维整体反演　　拟二维整体反演  

描述： 了一条测线数据“校正-反演”同时进行的拟二维整体反演。主要研究内容及创新点如下：(1)基于固定翼时间域航空电磁正演理论，采用层状大地模型，计算了平稳飞行状态下的固定翼时间域航空三分量电磁响应。在此基础上

时间域航空电磁数据预处理技术研究

作者： 李楠   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　　去噪方法　　多项式拟合　　小波变换　　叠加与抽道  

描述： 结合国家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”,分析了时间域航空电磁探测系统、时间域航空电磁数据及其常见噪声的特点。利用剪裁法去除了天电干扰。针对线圈运动噪声,分别采用高通滤波器、小波分解重构消噪法和多项式拟合法去除线圈运动噪声,对比消噪效果,验证了多项式拟合法去除运动噪声的有效性。鉴于测点off-time电磁数据在数据解释中的重要性及其在航空电磁探测系统中叠加次数受限的特点,特别研究了抑制测点off-time电磁数据噪声的技术:分别采用组合滤波技术和小波阈值消噪法进行对比,验证了小波阈值消噪法在去除测点off-time电磁数据噪声方面的优越性。研究了航空电磁数据的叠加及抽道技术,对梯形叠加技术和重叠式抽道在提高数据质量方面的优势进行了验证。最后对时间域航空电磁数据预处理后的数据采用基于神经网络的电导率深度成像技术,说明了时间域航空电磁数据预处理技术的必要性。该研究在提高我国资源勘查能力及航空电磁法研究水平等方面具有一定的实际意义和学术价值。

半航空时间域瞬变电磁接收系统设计

作者： 苏发   来源： 吉林大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文

描述： 半航空时间域瞬变电磁接收系统设计

时间域航空电磁数据去噪方法研究

作者： 谢宾   来源： 吉林大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 时间域航空电磁数据　　去噪　　天电噪声　　EMD　　自适应变窗宽滤波　　主成分分析  

描述： 时间域航空电磁探测是一种以电磁感应定律为基础，以各种飞行器为载体的地球物理勘探方法，具有效率高，勘探区域大等优点。时间域航空电磁探测由于其飞行测量方式，引入大量噪声，包括线圈运动噪声、人文噪声、仪器内部噪声、地质噪声，以及由于环境、温度等变化引入的系统噪声等，严重影响数据质量以及数据处理与成像解释结果。因此，数据噪声去除与压制是时间域航空电磁探测的重要技术基础。本文基于国家863计划项目的子课题“吊舱式时间域直升机航空电磁勘查数据处理与成图关键技术”及国家重大科研装备研制专项的子课题“航空瞬变电磁系统数据处理与反演成像”，针对原始数据天电噪声，抽道前测点数据噪声与抽道后剖面残余噪声的特点，研究噪声去除方法。论文主要的内容及研究成果如下：原始数据中的天电噪声在时域上持续时间短，幅值较大，随机性强，需要进行单独的识别与去除。本文利用大窗宽对原始数据进行滤波，计算标准差，设定阈值从而识别天电噪声并标识。当天电噪声含量较少时采用剪裁法，较多时采用Alpha-trim滤波的方法。剪裁法在叠加时舍去含有天电噪声的数据及与其相对应的另一半周期的数据；Alpha-trim滤波则通过沿剖面进行滤波去除天电噪声。本文基于EMD算法，研究时间域航空电磁探测测点数据噪声的去除。EMD将测点数据进行分解，得到频率成分由高到低的固有模态函数及代表趋势的余项。利用EMD滤波的特性，保留余项作为去噪后信号，去除了包含在固有模态函数中的高频测点噪声。针对剖面数据的残余噪声，本文分别基于自适应变窗宽滤波算法与主成分分析算法，研究剖面的滤波及不相关噪声的去除。自适应变窗宽滤波算法，根据局部梯度的变化速率，调整滤波窗宽，在异常处，采用较小窗宽，在非异常处，采用较大窗宽，这样即保持了异常的幅值又去除了噪声。主成分分析算法，将剖面数据转化为主成分，有用信息包含在少数低阶主成分中，多数高阶主成分则为不相关噪声，对少数低阶主成分重构剖面数据去除不相关噪声。通过仿真与实测数据去噪前后效果对比及信噪比的比较，证明了上述算法的有效性。

固定翼时间域航空电磁数据整体反演

作者： 王琦   来源： 吉林大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 固定翼航空电磁探测　　线圈姿态　　一维正演　　一维整体反演　　拟二维整体反演  

描述： 了一条测线数据“校正-反演”同时进行的拟二维整体反演。主要研究内容及创新点如下：(1)基于固定翼时间域航空电磁正演理论，采用层状大地模型，计算了平稳飞行状态下的固定翼时间域航空三分量电磁响应。在此基础上

时间域航空电磁数据预处理技术研究

作者： 李楠   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　　去噪方法　　多项式拟合　　小波变换　　叠加与抽道  

描述： 结合国家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”,分析了时间域航空电磁探测系统、时间域航空电磁数据及其常见噪声的特点。利用剪裁法去除了天电干扰。针对线圈运动噪声,分别采用高通滤波器、小波分解重构消噪法和多项式拟合法去除线圈运动噪声,对比消噪效果,验证了多项式拟合法去除运动噪声的有效性。鉴于测点off-time电磁数据在数据解释中的重要性及其在航空电磁探测系统中叠加次数受限的特点,特别研究了抑制测点off-time电磁数据噪声的技术:分别采用组合滤波技术和小波阈值消噪法进行对比,验证了小波阈值消噪法在去除测点off-time电磁数据噪声方面的优越性。研究了航空电磁数据的叠加及抽道技术,对梯形叠加技术和重叠式抽道在提高数据质量方面的优势进行了验证。最后对时间域航空电磁数据预处理后的数据采用基于神经网络的电导率深度成像技术,说明了时间域航空电磁数据预处理技术的必要性。该研究在提高我国资源勘查能力及航空电磁法研究水平等方面具有一定的实际意义和学术价值。