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时间域航空电磁法正演模拟

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基于AeroTEM直升机时间域航空电磁响应曲线分析

基于AeroTEM直升机时间域航空电磁响应曲线分析

基于AeroTEM直升机时间域航空电磁响应曲线分析摘要：时间域直升机航空电磁法是航空物探常用的测量方法之一。

本文分析了基于AeroTEM直升机时间域的航空电磁响应曲线。

关键词：AeroTEM；时间域航空；电磁响应航空电磁法测量的基本原理是基于麦克斯韦方程组，工作过程与地面的电磁有所不同，它是在空中进行激发和接收。

而且其具有速度快、成本低、通行性好、可大面积覆盖等优势，它在水平分辨率及有效探测尝试等方面有着突出的优点，得到了广泛的应用。

一、AeroTEM航电系统AeroTEM航空电磁系统，由加拿大Aero-quest公司制造，第一代吊舱航空电磁系统于1996年到1999年研发，并于1999年5月投入使用。

目前该系统已发展到第三代(AeroTEMHD)。

直升机航空电磁系统众多，不同航空电磁系统间的差异主要包括：发射和接收线圈面积、匝数、线圈高度等参数。

各系统的发射电流峰值和波形也不同，包括三角波、梯形波和正弦波。

同时，各系统的脉冲宽度和脉冲间隔时间（占空比）也不同。

本文主要选择AeroTEMⅡ航空电磁系统参数进行正演模拟。

实验中，具体参数为：发射线圈面积19.8m2，线圈匝数5，发射线圈和接收线圈高度35m，水平收发距离0，线圈由Z分量和X分量测量，发射电流峰值260A，发射波形为三角波，基频为90Hz，脉冲宽度为1.877ms，脉冲间隔为3.038ms。

在实际生产过程中，上述发射基频、发射电流参数和发射接收线圈的高度是不固定的，参数可根据工作区域的实际情况进行调整。

二、航空电磁法航空电磁法是航空物探常用的测量方法之一，它是通过研究由人工或天然形成的电磁场，对地质体感应激发产生的异常场特征和规律（即应用交变电磁场的感应原理），来寻找矿体或解决某些地质问题。

其特征包括：①方波发射,改进了地面响应和数据处理；②宽脉冲提高了对导电体的鉴别能力；③提高了对系统几何形态变化的监视能力；④数据处理中清除了由于系统几何形态变化带来的影响；⑤地层深度反演。

【国家自然科学基金】_正演模型_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140802

【国家自然科学基金】_正演模型_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140802

线性插值 约束反演 立方体正演公式 瞬变电磁响应 瞬变电磁 相频率 相互作用 直流电阻率法 电磁波传播方程 琼东南盆地. 物理模型试验 煤层厚度 热通量 热液活动 激发极化法 溶洞系统 混凝土 深海 深水坳陷 测点偏离 测点中心网格 测井响应 浅层气藏 流体识别 流体替换 波形特征 波导 波场延拓 波动方程 沉降 汶川 正演模型 模拟退火 模拟计算 模拟 概率神经网络 梯度 有限差分方法 有限元法 有限元正演 有限元 时域有限差分法 断层滑动 数据融合 数字地形模型(dem) 改进的快速模拟退火算法 探地雷达 挠曲悬臂梁模型 挠曲均衡模型 快速傅立叶变换(fft) 干涉形变场 幅频率 布格校正 川东南
107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 起伏地表 频率域航空电磁法 非均匀介质 波场延拓 有限差分 探测深度 层状模型 均匀半空间模型 一维正演 高密度采样法 高密度电阻率法 风云三号卫星 非规则网格 震源参数 隐蔽圈闭 随机 道路工程 透镜体 逆时偏移 输运过程 辅助场 视电阻率 衍射层析成像 蒙特卡罗方法 自由基准面 网格步长 网格 紫外臭氧垂直探测仪 粒径趋势分析 粒径分布 米氏理论 破裂分布 瞬变电磁法 相位矢量图法 直射线追踪 目标重建 生物礁 煤矿岩溶 潮流作用 渤海湾盆地 渗流 海洋光学 浮游植物 测井约束反演 波场成像 波动方程 格子法 构造反演 构造倾角 有限元直接迭代算法

时间域航空电磁法2.5维有限元模拟

时间域航空电磁法2.5维有限元模拟
关键词 ： 航空 瞬变 电磁 ； ２ ． ５维正演 ； 有 限单元法 ； 异常场法 ； 响应 特征 中图分类号 ：Ｐ ６ ３ １ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：１ ０ ０ ０ — ８ ９ １ ８ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ５ —１ ０ ５ ９ — ０ ４
近年来 ， 航 空 瞬变 电磁 法 Ａ Ｔ Ｅ Ｍ（ Ａ ｉ ｒ ｂ ｏ ｒ ｎ ｅ Ｔ ｒ ａ ｎ ． ｓ ｉ ｅ ｎ ｔ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｍ ａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ） 作 为 一种快 速勘 查方 法得 到 了 较 快发 展 ， 其 优 势是 探 测 范 围更 广 ， 测 深 效 率更 高 ， 如 茂 密森 林 、 崎 岖 山地 、 沼泽 、 湖区、 浅海等地区， 都 是航 空 瞬变 电磁 的用 武 之 地 ． 而 常规 物 探 方 法却 无 能为 力 。 目前 广泛应 用 于生产 实践 中的是基 于 电导
题 是精 度不 够 高 ， 速度 太 慢 。此 次 研 究 借 鉴 了地 面
瞬变电磁的一些技术 ， 提高了场源附近的计算精度 ．
通 过优 化算Байду номын сангаас法提 高 了计算 速度 。
１ 理论
Ａ Ｔ Ｅ Ｍ 与 常规 Ｔ Ｅ Ｍ 的 区 别在 于 发 射 源 的位 置
逼近 法 ［ ３ 和伪 层 半 空 间模 型 ［ ５ ］ 等近似解释法 ， 后 来发 展 了一维 层状 大地 反演 ］ 。由于一 维模 型 的 局 限性 ， 往 往无 法解 释 或错误 解释 二 、 三维 地质体 上
的Ａ Ｔ Ｅ Ｍ 数据 ， 给野 外 勘 查 造 成较 大 的损 失 。研 究 高维 时 间域航 空 电磁 响应 的难度 较大 ， 进展 缓慢 。 Ｓ ｔ ｏ ｙ ｅ ｒ 等＿ １ 于 １ ９ ７ ６年首 先研 究 了 ２ ． ５ Ｄ时 间域

时间域航空电磁法正演模拟

时间域航空电磁法正演模拟

( 2 (( x )

r u
2
(
1 1 F ( , ) F jx ( , ) Fiz ( , ) F jz ( , ) u 2 r ) )dxdz u T ( ix ) d d )u 1 1 z 2 J
泛函可以表示为：
1 1 Fix ( , ) F jx ( , ) Fiz ( , ) F jz ( , ) 1 1 Fix ( , ) F jx ( , ) Fiz ( , ) F jz ( , ) r r J (u,v) uT ( ) d d )u vT ( ) d d )v 1 1 1 1 2 J 2 J

国内外研究现状（1）




1948年，加拿大试飞第一套 航空电磁系统。 1950年INCO航空电磁系统 研制成功。 60－70年代，首次在矿产开 发上得到应用。 70－80年代，航空电磁系统 进一步优化。 80年代后，几经曲折，航空 电磁法仪器已经相对稳定。 时间域航空电磁系统（INPU -T）,在1980年夏首次试飞， 随后相继推出多种改进的型 号。
K1,16 W1 S1 K 2,16 W 2 S2 K16,16 W16 S16
当边界网格取足够大时， 边界节点上的电场u，v 可以近似等于0.
，
其中： r
，
，
i 0 p 2 2 k k y ik q 2 y 2 k ky 2 k i 0
2 k 2 ky
右端项是和一次场有关的量，本文一次场 取无限均匀空间，对于垂直磁偶极子有： i m ikr y E ( ikr 1) e x 4 r 2 r i m ikr x E ( ikr 1) e y 2 4 r r Ez 0

时间域航空电磁法研究进展综述

时间域航空电磁法研究进展综述

时间域航空电磁法研究进展综述
梁盛军;张力卡;曹学峰;刘前坤
【期刊名称】《地质与勘探》
【年(卷),期】2014(0)4
【摘要】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。

【总页数】6页(P735-740)
【关键词】时间域航空电磁法;数值模拟;反演算法;解释
【作者】梁盛军;张力卡;曹学峰;刘前坤
【作者单位】中国国土资源航空物探遥感中心;国土资源部航空地球物理与遥感地质重点实验室;山东省城乡建设勘察院
【正文语种】中文
【中图分类】P631.326
【相关文献】
1.直升机时间域航空电磁法补偿线圈 [J], 张一鸣;高星乐;郭兵;刘洁;付强;刘蔚
2.时间域航空电磁法激电效应对电磁扩散的影响 [J], 殷长春;缪佳佳;刘云鹤;邱长
凯;蔡晶
3.时间域航空电磁法2．5维有限元模拟 [J], 强建科;周俊杰;满开峰
4.航空时间域电磁法在澳大利亚新英格兰造山带铜多金属矿靶区优选与评价中的应用 [J], 徐明钻;黄岩;刘建生;刘建东;梁胜跃;陈峰;王军成
5.时间域航空电磁法在地下空间探测中应用 [J], 梁盛军;李兆亮;何怡原;王明;余学中
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关于瞬变电磁法2_5维正演中的几个问题_熊彬

关于瞬变电磁法2_5维正演中的几个问题_熊彬
Anderson 提出了滞后褶积快速滤波法
[ 17 ] [ 16 ] [ 15 ]
; W. L.
[ 18 ]
; J. H.
图 1 傅氏域磁场垂直分量随波数的变化曲线
Fig . 1 Vertical magnetic component curves w ith regard to wave 2number in Fourier domain
0 前言
三维空间的电磁问题 , 经拉普拉斯变换 、 傅立 叶变换之后 ,由原先的四维边值问题转变成为 2. 5 维的边值问题 。众所周知 , 2. 5 维 (二维大地三维 场源 )模型在地球物理领域内有着重要的实用价 值 ,这是因为求解复杂三维模型问题所需的计算机 机时和内存都过于庞大 ,简化之后的 2. 5 维模型则 只需对截面 ,而不是整个体积作离散处理 , 大大地 减小了矩阵的尺寸 。 在方便解决问题的同时 ,该方法也存在不易解 决的问题 : ①如何合理选取傅氏域波数的个数及 其分布 。 ② 如何形成一套有效的拉氏逆变换算 法 。作者在本文中将针对上述两方面的问题加以 讨论 。
s
t∈ [ 0. 1, 10 ] 1 ( 3 ) F ( s) = , f ( t) = J0 ( t) , 2 s +1 - 6 t∈ [ 10 , 1 ] 通过对上述三例函数的数值反演计算 , 我们可 以得到 : ① 对于圆滑的像函数 , 即不存在间断点 、 凸点 、 顶点及振荡剧烈的情形 , Gaver - Stehfest变 换方法能够获得精度较好的像原函数 , 前面三例中 - 6 - 5 最大相对误差分别在 4 × 10 、 5 × 10 、- 12 × - 6 10 以内 ; ② Gaver - Stehfest算法的主要缺点是 权系数 V i 随着的增加而急剧增大 , N 的选取对解 的精度影响很大 , 本文作者推荐取 12 ～18。

基于AeroTEM直升机时间域航空电磁响应曲线分析

基于AeroTEM直升机时间域航空电磁响应曲线分析
导 意 义。
原理（ 见 下 页图 １ ） 与地 面 电磁法 相 同 ， 都 是基 于物 理 学 中的 电磁 感 应 定 律 ， 工 作 过程 分 为 发 射 、 电磁 感应 和接收 三部 份 ， 只是航 空 电磁法 的发 射装置 与
地 面 电磁 法 略有 不 同 。地 面 电磁 法 的数 据 处 理 和 解 释方法 同样 也 适 用 于 航 空 电磁 法 。航 空 电磁 系
第３ ５ 卷 第１ 期
物探 化 探 计 算 技 术
２ ０ １ ３ 年１ 月
文 章编 号 ：１ （ ） （ ］ １ 一ｌ ７ ４ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ 一（ ） （ ） ３ ４ —０ ６
基 于 Ａｅ ｒ ｏ ＴＥ Ｍ 直 升 机 时 间域 航 空 电磁 响 应 曲线 分 析
软件 进行 了许多板 状体角 ， 埋深等参数的经 验公 式 ； 同年 ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｅ Ｗ．Ｈｅ ｆ ｆ ｏ ｒ ｄ Ｅ ］ 基 于 毕 奥萨 伐
基 金 项 目 ：国 家 ８ ６ ３高技 术 研 究发 展 计 划 项 目（ ２ ０ ０ ６ Ａ Ａ０ ６ Ａ２ ０ ５ ５ ）
定 理 和磁偶 极子 近似公 式 ， 经定 量分 析得 出 了航 电
０ 前 言
航 空 电 磁 法 （ Ａｉ ｒ ｂ ｏ ｒ ｎ ｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ，
系统发射线圈和接收线 圈结构 （ 线圈角度 ， 收发距 等 参数 ） 的改变 ， 对于探 测地 下低 阻异 常体 的影 响 。
王宇航 ，李永兴
（ １ ． 成都理工大学 地球物理学院， 四川 成都 ６ １ ０ ０ ５ ９ ； ２ ． 中国 国土资 源航 空物探 遥感 中心 ， 北京 １ ０ ０ ０ ８ ３ ）

时间域航空电磁法研究进展综述

时间域航空电磁法研究进展综述

时间域航空电磁法研究进展综述梁盛军1，2，张力卡3，曹学峰1，2，刘前坤1，2( 1． 中国国土资源航空物探遥感中心，北京 100083; 山东省城乡建设勘察院，山东济南 250031)3． ［摘 要］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。

［关键词］ 时间域航空电磁法 数值模拟 反演算法 解释 ［中图分类号］P 319 ［文献标识码］A ［文章编号］0495 － 5331( 2014) 04 － 0735 － 6 DOI:10.13712/ki.dzykt.2014.04.013L i ang S heng -j un ，Z hang L i -k a ，C ao X ue -f eng ，L i u Qi an -k u n ． Ｒesea r c h p r og r ess of the t i m e -do - main a i r bo r ne e l ect r om agnet i c m et hod ［J ］． Geology and E x p l o r at i on ，2014，50( 4) : 0735 － 0740．航空电磁法的开端。

随着时间域航空电磁系统的问 世，解释方法也逐步开展。

2011 年中国国土资源航 空物探遥感中心 ( 航遥中心) 从加拿大引 进 了 一 套 直升机时间域航空电磁系统，该系统已进行试生产 飞行，取 得 良 好 效 果。

2012 年，航 遥 中 心 依 托 863 项目自主研制出吊舱式直升机航空电磁系统，该系 统已经在野外试飞并通过中华人民共和国科技部验 收，目前该系统仍处于改进阶段，已经成功采集大量 野外试验数据。

半航空瞬变电磁法正反演算法及岩溶洼地实测数据验证

半航空瞬变电磁法正反演算法及岩溶洼地实测数据验证

第４５卷　第４期２０２３年７月物探化探计算技术ＣＯＭＰＵＴＩＮＧＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳＦＯＲＧＥＯＰＨＹＳＩＣＡＬＡＮＤＧＥＯＣＨＥＭＩＣＡＬＥＸＰＬＯＲＡＴＩＯＮＶｏｌ．４５　Ｎｏ．４Ｊｕｌ．２０２３收稿日期：２０２２ ０４ ０２基金项目：中国电建集团贵阳勘测设计有限公司重大专项（ＹＪＺＤ２０２０－０２）第一作者：杜兴忠（１９７３－），男，高级工程师，主要从事地球物理勘探及地震监测相关技术研究工作，Ｅ ｍａｉｌ：ｄｕｘｉｎｚｈｏｎ＿ｇｙｙ＠ｐｏｗｅｒｃｈｉｎａ．ｃｎ。

文章编号：１００１ １７４９（２０２３）０４ ０５０５ ０９半航空瞬变电磁法正反演算法及岩溶洼地实测数据验证杜兴忠１，李永铭１，李万荣１，郭　明２，高　嵩２，李登柯２（１．中国电建集团　贵阳勘测设计研究院有限公司，贵阳　５５００８１；２．成都理工大学　地球勘探与信息技术教育部重点实验室，成都　６１００５９）摘　要：半航空瞬变电磁法（ｓｅｍｉ－ａｉｒｂｏｒｎｅｔｒａｎｓｉｅｎｔｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ，ＳＡＴＥＭ）是一种新型电磁勘探技术，相比较于传统地面瞬变电磁法，勘探工作不受地形条件制约。

特别是岩溶地貌地区，由于地形条件复杂，地面勘探工作很难开展。

因此这里将ＳＡＴＥＭ应用于贵州某岩溶地貌地区的储能水电站工程探测。

由于ＳＡＴＥＭ系统独特的工作方式，将会导致信号中噪声成分复杂，单点反演结果可靠性差，而过度的滤波会可能导致关键信息的丢失。

据此首先根据岩溶地貌的两个经典构造模型设计了正演模拟，并在正演模拟的响应信号中加入噪声以模拟野外实测信号再反演计算，分析了使用单点正则化阻尼最小二乘反演和横向约束的阻尼最小二乘反演法刻画各模型的能力差异，理论上证明横向约束反演方法的优越性。

最后将两种反演方法用于解释某储能水电站勘探的实测数据，反演结果与实际地质资料具有较好地对应，表明了ＳＡＴＥＭ用于岩溶地貌勘探的是可行的，且效果明显。

关键词：半航空瞬变电磁法（ＳＡＴＥＭ）；岩溶地貌；横向约束中图分类号：Ｐ６３１．３ 文献标志码：Ａ 犇犗犐：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１ １７４９．２０２３．０４．１１０　引言岩溶地貌广泛分布在我国西南地区，多为碳酸盐岩发育地区，在溶蚀风化作用、地下暗河岩溶塌陷作用下，形成四周多低山和峰林，底部多为含水量较高的软粘土层的地貌特征［１－２］。

基于多尺度有限元法的频率域航空电磁三维正演研究

基于多尺度有限元法的频率域航空电磁三维正演研究

基于多尺度有限元法的频率域航空电磁三维正演研究陶梦丽;殷长春;张博;韩雪;任秀艳;苏扬;刘云鹤【期刊名称】《地球物理学报》【年(卷),期】2024(67)4【摘要】正演模拟是电磁数据反演的基础,其计算速度与精度一直是制约电磁反演的两大核心问题.在三维电磁正反演中,传统方法通过加密网格或增加插值基函数阶数提高计算精度,但由此也降低了计算效率,制约了三维电磁反演的实用化.因此,如何实现大尺度模型高精度快速正演是目前电磁三维正反演中亟需解决的问题.本文将多尺度有限元法应用到麦克斯韦方程求解中.我们首先在粗网格尺度上构建满足局部特性微分算子的多尺度基函数,进而在粗网格尺度上对原问题进行求解,通过建立粗细两套网格间场的映射关系,在未知数较少的粗网格上实现电磁问题求解之后,利用粗细两套网格间场的映射关系获取细网格上电磁场响应,由此可以在保证计算精度前提下快速获取不同尺度电磁场正演响应,计算速度得到很大提高.此外,本文还基于八叉树思想进行网格优化,进一步改善三维正演效率.我们通过对典型地电结构进行多尺度有限元正演模拟并与传统有限元结果对比验证算法的有效性.最后,我们通过模拟加拿大Voisey's Bay卵形体镍铜硫化矿区航空电磁响应以检验本文算法模拟地下复杂异常体的能力.【总页数】13页(P1656-1668)【作者】陶梦丽;殷长春;张博;韩雪;任秀艳;苏扬;刘云鹤【作者单位】西安交通大学电子与信息学部;吉林大学地球探测科学与技术学院【正文语种】中文【中图分类】P631【相关文献】1.陆地频率域可控源电磁法三维矢量有限元正演2.时间域航空电磁各向异性大地三维自适应有限元正演研究3.频率域电磁法三维有限元正演线性方程组迭代算法4.基于有限元法的频率域可控源三维正演并行计算因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

航空瞬变电磁法一维正演模拟与反演解释的开题报告

航空瞬变电磁法一维正演模拟与反演解释的开题报告

航空瞬变电磁法一维正演模拟与反演解释的开题报告1. 研究背景在地球物理勘探中，电磁法一直是其中一种主要的勘探方法。

航空瞬变电磁法（Airborne Transient Electromagnetic, ATEM）是一种快速高效的电磁探测技术，其原理是利用瞬变电磁场在地下弱导体中的电流响应，通过接收线圈测量地面上的瞬变电磁场响应，得到地下物质在不同深度的电导率分布信息。

在ATEM勘探中，研究正演模拟和反演解释是十分重要的。

正演模拟是指通过数值方法模拟出ATEM勘探的电磁场响应，并根据不同地质情况，确定响应特征与测量参数的关系。

反演解释则是指通过对ATEM勘探数据反演处理，得到物质的电导率分布信息。

正演模拟和反演解释相辅相成，有助于更好地理解ATEM勘探技术的原理，提高勘探的准确率和效率。

2. 研究目的与内容本研究的目的是基于ATEM勘探技术，进行一维正演模拟与反演解释的研究，具体研究内容包括：（1）数值方法：基于有限元理论和时域电磁学原理，建立航空瞬变电磁场的有限元模型，并利用有限元程序进行模拟计算，得到模拟数据。

（2）电磁响应特征：对模拟数据进行分析，研究不同地质情况下的ATEM勘探响应特征与测量参数的关系，以及不同参数的影响因素。

（3）反演解释：将ATEM勘探采集的数据输入反演程序，获取物质的电导率分布信息，并分析不同地质情况下反演结果的精度和稳定性。

3. 研究方法研究过程中，将采用以下方法：（1）建立ATEM勘探的有限元模型，并利用时域有限元程序进行模拟计算。

（2）分析模拟数据中的电磁响应特征，确定不同地质情况下的响应特征与测量参数的关系。

（3）将采集的ATEM勘探数据输入反演程序，获取物质的电导率分布信息，并分析不同地质情况下反演结果的精度和稳定性。

（4）在研究过程中，将借助现有的物理模型和实验结果，对研究结果进行验证和比对。

4. 研究意义本研究将有助于更好地理解ATEM勘探技术的原理，提高勘探的准确率和效率。

直升机时间域航空电磁数据预处理技术研究

直升机时间域航空电磁数据预处理技术研究

ｐＯ）＝∑ａ』ｘ７拟合线圈运动的低频噪声，则应满足：
ｊ＝ｏ
ａ．半周期的连续性，
ｐ（ｏ）：ｙ０（前半周期的ｋ。。点的数据）；ｂ．Ｏ
ｔｏ
ｋｌ段去噪后数据之和为零，即
童ｏｋ－Ｐ（七））＝ｏ；ｃ．ｋ－到ｋ段去噪后数据能量为最小，由拉格朗日最优算法计算，即 三（口。，．．．，口＾，厶，＾）＝艺（％一ｐ（七））２一弛一＾，ｌ，
选择２５Ｈｚ的双极性发射电流，通过正负半周的叠加，即可去除。
￡
＝
Ｃ
＆ Ｎ
墨
图１线圈运动噪声（ａｆｔｅｒ Ｌａｎｅ 航空电磁数据预处理技术
１９９８）
图２天电噪声实例（ａｆｔｅｒ Ｌａｎｅ
１９９８）
１
２．１一次响应
发射电流引起的磁场变化在接收线圈内形成的感应电动势以及直升飞机这一大导体内的二次感应 电流在接收线圈内形成的感应电动势，称为一次响应。飞机远离大地飞至较高的高度（３００ｍ），记录接 收线圈内的感应电动势，作为一次响应，当飞机探测飞行（飞行高度３０ｍ）时，从测量数据中减去一次 响应。飞机每飞一条测线前、后都要进行这种高空飞行，通过线性插值，能得到整条测线各测点的一次 响应（背景场）。高空飞行一般需要９０ｓ以上的时间，叠加后的数据作为一次响应。
Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃｓ，１９９８，２９：１６－２３．
ｓｏｕｒｃｅ
ｏｆｉｎｓｉｇｈｔ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｆｏｒ ｔｉｍｅｄｏｍａｉｎ ａｉｒｂｏｒｎｅ
ＥＭ［Ｊ］．
【２】Ｌａｎｅ＆Ｇｒｅｅｎ Ａ，Ｇｏｌｄｉｎｇ
ａｉｒｂｏｒｎｅ
Ｃ，Ｏｗｅｒｓ Ｍ．Ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ ｏｆ ３Ｄ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｍａｐｐｉｎｇ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ＴＥＭＰＥＳＴ

2.5维有限元时间域航空电磁响应曲线分析

2.5维有限元时间域航空电磁响应曲线分析

2.5维有限元时间域航空电磁响应曲线分析
王宇航;王德阳;皇建
【期刊名称】《技术与市场》
【年(卷),期】2012(019)009
【摘要】目前,航空电磁测量系统的研制、方法理论研究以及数据处理解释软件开发逐渐成为国内研究热点,针对以上问题,文章利用Maxwell内置的CSIRO和EMIT提供的正演模拟算法,通过二维薄板模型,对目前国外广泛使用的航空电磁测量系统(AeroTEM和GeoTEM)的空间分辨率和探测深度进行了研究,在正演曲线剖面图上清晰得到了两系统各自的优缺点,为理论研究时间域航空电磁响应的分布规律提供了新的思路,也为研究航空电磁反演奠定了基础.
【总页数】1页(P80)
【作者】王宇航;王德阳;皇建
【作者单位】成都理工大学地球物理学院,四川成都 610059;成都理工大学地球物理学院,四川成都 610059;成都理工大学地球物理学院,四川成都 610059【正文语种】中文
【相关文献】
1.全波形时间域航空电磁响应三维有限差分数值计算 [J], 许洋铖;林君;李肃义;张晓爽;王远;嵇艳鞠
2.基于AeroTEM直升机时间域航空电磁响应曲线分析 [J], 王宇航;李永兴
3.时间域航空电磁响应数值模拟的精度分析 [J], 西永在;吴珊;廖桂香;李文杰
4.时间域航空电磁各向异性大地三维自适应有限元正演研究 [J], 齐彦福; 李貅; 殷
长春; 戚志鹏; 周建美; 孙乃泉; 刘云鹤; 张博
5.伪随机源时间域航空电磁响应系统辨识 [J], 朱凯光;景春阳;范天姣;杨洋;彭聪因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

两种时间域航空电磁系统响应曲线对比分析

两种时间域航空电磁系统响应曲线对比分析

ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ２ —７ ９ ４ ０ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ６ ． ０应 曲线 对 比分 析
武 莹 ，余 小 东 ，成 伟 伟
（ １ ． 成都理工大 学 信息科学与技术学院 ， 四川 成 都 ６ １ ０ ０ ５ ９ ；
２ ． 成都理 １ 二 大 学 地球 物 理 学 院 ， 四川 成 都 ６ １ ０ ０ ５ ９ ）
摘 要 ：目前 ， 航空 电磁 测量 系统的研制 、 方法 理论研 究以及数 据处理 解释软 件开发 逐渐成 为 国内研究 热
点， 针 对 以上 问题 ， 本 文 利 用 Ｍａ ｘ ｗｅ ｌ ｌ 内 置 的 正 演模 拟 算 法 ， 通 过 二 维 薄板 模 型 的 电磁 响 应 曲线 分 析 ， 对 目前 国 外 广 泛 使 用 的 直 升 机 和 同定 翼 航 空 电 磁 测 量 系 统 的 空 间 分 辨 率 和 探 测 深 度 进 行 了 综 合 研 究 及 对 比分 析 ， 在 正 演 曲 线 剖 面 图上 清 晰 得 到 了两 种 系 统 各 自 的特 点 ， 为理论研究 时 间域航空 电磁响应 的分 布规律提供 了
Ｃｏ ｍ ｐａ ｒ ｉ ｓ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｔｗｏ Ｋｉ ｎｄ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｔｉ ｍｅ — ｄ ｏ ｍａ ｉ ｎ Ａｉ ｒ ｂ ｏ ｒ ｎｅ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｍａ ｇ ｎｅ ｔ ｉ ｃ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ Ｒｅ ｓ ｐｏ ｎｓ ｅ Ｃｕ ｒ ｖ ｅ
Ｗｕ Ｙｉ ｎ ｇ 。Ｙ ｕ Ｘｉ ａ ｏ ｄ ｏ ｎｇ 。 。 Ｃｈ ｅ ｎｇ Ｗ ｅ ｉ ｗｅ ｉ
（ １ ． Ｃｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ，Ｃｈ ｅ ｎ ｇ ｄ ｕ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ，Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ ｄｕ

时间域航空电磁快速成像研究

时间域航空电磁快速成像研究

时间域航空电磁快速成像研究
陈小红;段奶军
【期刊名称】《地球物理学进展》
【年(卷),期】2012(27)5
【摘要】基于电磁法理论,编写了时间域中心回线航空电磁正演算法程序,并通过查表法求取了视电阻率.时间域航空电磁的快速成像采用了经本文改进的快速一阶与二阶近似成像算法,通过四种典型地电模型对两种成像方法进行了对比,分析了两种算法在航空物探应用中的优缺点.试算结果表明,本文的两种快速成像算法均得到了比较理想的拟合效果,二阶近似成像算法对地层电阻率变化灵敏性尤为突出.
【总页数】5页(P2123-2127)
【关键词】时间域航空电磁;中心回线;查表法;快速成像;二阶近似
【作者】陈小红;段奶军
【作者单位】呼和浩特铁路局
【正文语种】中文
【中图分类】P631
【相关文献】
1.时间域航空电磁扩散特征和成像深度研究 [J], 殷长春;邱长凯;刘云鹤;蔡晶
2.三维时间域航空电磁有理Krylov正演研究 [J], 邱长凯; 殷长春; 刘云鹤; 张博; 任秀艳; 齐彦福; 蔡晶
3.不同结构深度神经网络的时间域航空电磁数据成像性能分析 [J], 李金峰; 刘云鹤
4.基于MPI+OpenMP的时间域航空电磁快速正演算法 [J], 任运通; 李貅; 齐彦福; 曹华科
5.时间域航空电磁的天电噪声去除研究 [J], 贲放; 黄威; 路宁; 韩飞; 郑红闪; 丁志强; 李军峰
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时间域航空电磁法双波形发射电路研制

时间域航空电磁法双波形发射电路研制

时间域航空电磁法双波形发射电路研制摘要时间域航空电磁法（Time-domain Airborne Electromagnetic Method）是一种高速有效的地质勘测方法。

此方法使用直升飞机或者固定翼飞机搭载电磁发射系统和接收系统。

由于航空电磁勘测可以高空飞行勘测，克服勘测地形带来的困难，所以时间域航空电磁法广泛应用在地质调查，矿产资源勘测、环境评价等方面。

现阶段，国际上电磁发射系统可以提供的电流波形主要包括：梯形波，方波，半正弦波和三角波，但发射系统只可以发射一种电流波形，无法兼顾其他电流波形的优点，针对这一问题本文研究的发射电路可以提供双极性半正弦波和双极性三角波，这样可以兼顾两种发射波形的优点。

本文主要参考了国际上先进的航空电磁法发射系统的发射电流参数，以此参数作为发射电流参数标准设计双波形发射电路。

本文设计的发射电路结构主要包括三角波发射电路、半正弦波发射电路，开关切换电路、发射线圈四部分，三角波发射电路和半正弦波发射电路共用发射线圈，为避免两电路之间相互影响，在发射线圈与发射电路之间加入了开关切换电路。

发射半正弦波的电路采用串联谐振方法，电流在电容与发射线圈之间振荡产生正弦波，半正弦波发射电路需要低压电源供电，为了兼容这一设计方案，三角波发射电路前端加入了Boost升压电路，为储能电容充电使其电压上升，由于电容容量大，三角波发射电路的功率小，充电后的储能电容可视为高压恒压大功率电源，利用此电源为发射线圈供电可以产生上升沿与下降沿线性度高对称性好的三角波。

为了保证发射电路的安全稳定运行，在发射电路中加入了相应的保护电路，为了减小过冲电流，加入了去过冲电路。

本文首先使用仿真软件对发射电路进行仿真测试，验证其可行性，仿真软件使用MATLAB。

之后搭建电路，对电路整体进行测试，根据测试结果改进与优化电路参数，使得发射电流波形质量更高。

本文叙述了设计发射电路的过程以及期间应该注意的问题，发射电路设计研制成功后，对发射电路的参数进行了测试，实际测得半正弦波电流峰值为2000A，最大输出磁矩为648000Am2，脉冲宽度为4ms，三角波电流峰值为200A，最大输出磁矩为64800Am2，脉冲宽度为1.95ms，整体的发射频率为12.5Hz，可以调整发射频率，测试结果均达到设计要求。

甚早期时间域电磁系统——VETEM

甚早期时间域电磁系统——VETEM

甚早期时间域电磁系统——VETEM
林君
【期刊名称】《国外地质勘探技术》
【年(卷),期】1997(000)006
【摘要】本文介绍了国外新近研究开发的一种甚早期时间域电磁系统。

这种系统
主要用于浅层勘探，其探测深度为表层５ｍ以内，重点解决在导电条件为２０－３０Ω·ｍ时常规电磁法和探地雷达都难以探测的区域。

由于在这三个区域有三维目
标体可能具有导电性或介电性，这就要求探测系统能够在这个埋藏废物的环境区域分辨导电和介电物体，即需要同时考虑传导电流和位移电流。

文中介绍了正演模拟，仪器性能以及野外试验测试结果。

【总页数】4页(P1-4)
【作者】林君
【作者单位】长春科技大学
【正文语种】中文
【中图分类】P631.325
【相关文献】
1.时间域航空电磁系统姿态变化影响研究 [J], 贲放;黄威;吴珊;孟庆敏;刘云鹤;廖桂香;西永在
2.电磁波场数值计算中时间域有限差分法与时间域伪谱法的对比研究 [J], 林树海;王伟利
3.地空时间域电磁系统在陕西神木地区煤矿采空区勘查中的应用 [J], 王振荣;程久
龙;宋立兵;滕飞;李果;杨茂林;陈永亮
4.直升机大功率时间域(TEM)航空电磁系统简介及在勘查多金属矿床上的应用 [J], 卢俊丰;纪福山
5.伪随机源时间域航空电磁响应系统辨识 [J], 朱凯光;景春阳;范天姣;杨洋;彭聪因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

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水平磁偶极子
Ex 0 E y i m (ikr 1) e ikr z 4 r 2 r i m y (ikr 1) e ikr Ez 2 4 r r 2 m x e ikr [ 2 (k 2 r 2 3ikr 3) (k 2 r 2 ikr 1)] H x 3 4 r r m ikr xy 2 2 H y 4 r 3 e r 2 (k r 3ikr 3) H m e ikr xz ( k 2 r 2 3ikr 3) z 4 r 3 r2
quT (
1 -1 -1
1
Fix Fjz Fiz Fjx J

1
d d )v

2
uT (
1
1 1

1
NN T J d d )u
iw0 T 1 1 v ( NN T J d d )v 1 1 2

1
( S2 u S2 v))dxdz
K1,16 W1 S1 K 2,16 W 2 S2 K16,16 W16 S16
当边界网格取足够大时， 边界节点上的电场u，v 可以近似等于0.
解 方 程 右端项
p p S ( p E ) ( p E 1 a x a z ) z x S 2 E p (q E p ) (q E p ) a y a x a z x z
垂直磁偶极子
i m ikr y Ex 4 r 2 (ikr 1) e r E i m (ikr 1) e ikr x 令 W2i-1 =ui ,W2i =vi ，在一个单元格中，矩阵方程 如 y 4 r 2 r 上式，将各单元的积分相加扩展到NPN*NPN Ez 0 m ikr xz 2 2 全体系数矩阵，其中NPN=（2*NE-1）*(2*NZ H x 4 r 3 e r 2 ( k r 3ikr 3) 1)-(NE-1)*(NZ-1)，NE为横向剖分节点数，NZ H m e ikr zy ( k 2 r 2 3ikr 3) 为纵向剖分节点数。 y 4 r 3 r2 2 H m e ikr [ z ( k 2 r 2 3ikr 3) (k 2 r 2 ikr 1)] z 4 r 3 r2
E s i0 H s s s p H E E a
Hs不仅和Es有 关，也与一次 电场有关
降维处理得到：
s s s s ( p H y ) ( p H y ) (q E y ) (q E y ) i H s S 1 0 y x x z z x z z x s s s s Hy Hy Ey Ey s (q ) (q ) (r ) (r ) Ey S2 z z x x x z z x， 其中： r
，
，
i 0 p 2 2 k k y ik q 2 y 2 k ky 2 k i 0
2 k 2 ky
右端项是和一次场有关的量，本文一次场 取无限均匀空间，对于垂直磁偶极子有： i m ikr y E ( ikr 1) e x 4 r 2 r i m ikr x E ( ikr 1) e y 2 4 r r Ez 0
求偏导
上述公式中所示积分，采用高斯积分法求取。至此系数矩阵可 以完整的表达出来。对矩阵方程的求取，目前方法比较多，本文 采用波前法求解。由于篇幅所限，波前法原理在此不再赘述。
s u E ,v Hy s y


一次场计算
K1,1 K 2,1 K 16,1 K1,16 W1 S1 K 2,16 W 2 S2 K16,16 W 16 S16
p S 1 ( p a Ex ) ( p a Ezp ) z x S 2 E p (q E p ) (q E p ) a y a x a z x z
边值问题对应的泛函问题：
r u u r v v u v u v J (u,v) { (( ) 2 ( ) 2 ) (( ) 2 ( ) 2 ) q( ) 2 x z 2 x z x z z x 1 ( u 2 i0 v 2 )}dxdz 2
2012年中国地质大学（北京）硕士学位论文终期答辩
时间域航空电磁法正演模拟
指导教师：谭捍东 教授 答 辩 人：印红军 2012年5月19日
方法简述


时间域航空电磁法（ATEM），是航空电磁方法的一 个重要分支。该方法以飞机作为载体，基于不同探测 目标体的电学和磁学性质差异，通过观测及研究断电 后二次涡流场随时间的变化规律来探测介质的电性特 征。 该方法被广泛应用于矿产资源勘察、地质调查和环境 监测、地下水勘察等领域。 种类繁多； A.固定翼系统 成本低； B.直升机系统 C.半航空系统 效率高； 分辨率高； 操作灵活； 对屏蔽层下伏地层或构造 有较好的分辨能力。

国内外研究现状（1）




1948年，加拿大试飞第一套 航空电磁系统。 1950年INCO航空电磁系统 研制成功。 60－70年代，首次在矿产开 发上得到应用。 70－80年代，航空电磁系统 进一步优化。 80年代后，几经曲折，航空 电磁法仪器已经相对稳定。 时间域航空电磁系统（INPU -T）,在1980年夏首次试飞， 随后相继推出多种改进的型 号。
等参单元法求系数矩阵
双二次线性插值：
1 N (1 )(1 )( 1) 1 4 N 1 (1 )(1 )( 1) 2 4 N3 1 (1 )(1 )( 1) 4 1 N 4 (1 )(1 )( 1) 4 1 N5 (1 2 )(1 ) 2 1 N 6 (1 2 )(1 ) 2 1 2 N 7 (1 )(1 ) 2 1 2 N (1 )(1 ) 8 2
s u E ,v Hy s y
对应泛函极值问题：
J (u,v) =0 u J (u,v) =0 v u ( x, z ) g(x,z) v ( x , z ) g ( x, z )
单元网格
K1,1 K 2,1 K 16,1
边值问题
基本微分方程推导
设电磁场为按eiwt变化的谐变场，并忽略位移电流 的影响，则总电场和磁场可以通过麦克斯韦方程表述
p E i0 H M p H E J
由于外加源Mp和Jp很难通过离散公式表达，因此 求二次场相对容易。二次场Es和Hs满足：
MEGATEM II TDEM系统
INPUT系统
国内外研究现状（2）




我国航空电磁法研究起步 稍晚。 七十年代末，物化探研究 所研制的双频航空电磁系 统取得成功并投入使用。 航空物探遥感中心于七十 年代末引进的加拿大 TRIDEM三频航空电磁系统 也进行了大量的生产飞行， 现在该系统已报废。 目前，使用中的有 “松 鼠”型直升机吊挂型航空 电磁测量系统。
( 2 (( x )

r u
2
(
1 1 F ( , ) F jx ( , ) Fiz ( , ) F jz ( , ) u 2 r ) )dxdz u T ( ix ) d d )u 1 1 z 2 J
泛函可以表示为：
1 1 Fix ( , ) F jx ( , ) Fiz ( , ) F jz ( , ) 1 1 Fix ( , ) F jx ( , ) Fiz ( , ) F jz ( , ) r r J (u,v) uT ( ) d d )u vT ( ) d d )v 1 1 1 1 2 J 2 J
r v 2 v 2 r T 1 1 Fix ( , ) Fjx ( , ) Fiz ( , ) F jz ( , ) ( (( ) ( ) )dx dz v ( ) d d )v 1 1 2 x z 2 J
1 Fix F jz Fiz F jx u v u v T q ( ) dxdz qu ( d d )v 1 x z z x J iw0 T 1 1 1 T 1 1 2 2 T ( ( u i v )) dxdz u ( NN J d d ) u v ( NN T J d d )v 0 2 1 1 1 1 2 2
1 N i 1 y N i y N i x J ( ) J Fix ( , ) N i 1 ( x N i x N i ) 1 F ( , ) iy J J z
x 其中： J x y x
SKYTEM SURVING 系统
Y12F 系统
本文需要完成任务



利用有限元法实现了时间域航空电磁法二维 正演数值模拟。 通过模型试算对二维正演算法进行精度验证。 完成高低阻、组合体、倾斜体以及高低阻屏 蔽层模型的数值模拟。 研究加入cole-cole模型参数，对正演模拟的 影响 研究视电阻率求取方法
1 Fix F jz Fiz F jx J (u,v) r 1 1 Fix ( , ) F jx ( , ) Fiz ( , ) F jz ( , ) ( )d d )u q( d d )v T 1 1 1 u 2 J J 1 1 1 1 T ( NN J d d )u S 2T d d 0 1 1 1 1 2 J (u,v) r ( 1 1 Fix ( , ) F jx ( , ) Fiz ( , ) F jz ( , ) )d d )v q ( 1 Fix Fjz Fiz Fjx d d )u 1 vT 2 1 1 J J 1 1 iw0 1 1 T ( NN J d d ) v S1T d d 0 1 1 1 1 2