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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 １９基金项目：陕西省教育厅科学研究计划项目（２２ＪＫ０５２６）第一作者：郑建波（１９９０－），女，硕士，讲师，主要从事电磁勘探方法研究，Ｅ ｍａｉｌ：ｚｈｅｎｇｊｉａｎｂｏｂｏ１９９０＠１６３．ｃｏｍ。
文章编号：１００１ １７４９（２０２３）０４ ０４７８ ０６航空瞬变电磁全时域全空域快速成像郑建波，李美艳（西安外事学院工学院，西安 ７１００７７）摘 要：航空瞬变电磁法以其快速高效的优势已获得广泛应用，然而航空瞬变电磁采样密集，数据量巨大。
为了实现航空瞬变电磁观测数据的快速解释，开展航空瞬变电磁快速成像算法研究。
利用反函数定理建立成像迭代格式，并在成像过程中考虑发射源高度和观测时间的影响，进而实现航空瞬变电磁全时域全空域快速成像。
这里首先给出了全时域全空域成像理论和实现方法，然后对航空瞬变电磁装置进行了介绍，最后建立了典型采空区模型，利用开发的航空瞬变电磁全时域全空域视电阻率成像方法进行数据成像，成像结果与真实模型基本一致，验证了方法的有效性。
关键词：航空瞬变电磁；全时域；全空域；成像中图分类号：Ｐ６３１．３ 文献标志码：Ａ 犇犗犐：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１ １７４９．２０２３．０４．０８０ 引言航空瞬变电磁法将电磁探测装置搭载在飞机上，通过发射线圈进行大功率发射，激发地下感应涡流，通过观测断电间歇感应涡流产生的二次磁场的空间和时间分布特征，对地下目标进行快速电磁探测。
由于该方法具有快速、高效、受地形影响小等特点，已被广泛应用于矿产勘查、环境地质调查等诸多领域［１－５］。
由于航空瞬变电磁法在探测过程中进行连续采样，获得海量观测数据，因此具有较高的分辨率。
然而，海量数据量也给航空瞬变电磁数据解释带来了巨大困难。
半航空瞬变电磁法半航空瞬变电磁法（SHEM）是一种地球物理勘探技术，利用地下的电阻率差异探测地下结构和目标物质，常常用于地质勘探、油气勘探、水资源勘探等领域。
下面我们来分步骤阐述半航空瞬变电磁法的工作原理和应用方法。
第一步：发射电极和接收电极的布设SHEM的主要设备是发射电极和接收电极。
发射电极和接收电极通常是固定在地面的，也可以通过飞行器/卫星等移动设备进行布设。
发射电流通过发射电极注入地下，地下材料的电阻率以及存在的目标物质会影响电流的传播路径和强度。
接收电极用于检测电流传播路径上的电场变化，从而推断地下结构。
第二步：瞬变电流的注入接下来，注入瞬变电流来激发电场变化。
瞬变电流是高电压脉冲，可以在极短的时间里注入到地下，持续时间通常为几十微秒到几毫秒。
瞬变电流传播时会改变电场，导致电场的变化。
瞬变电流的强度和频率可根据不同应用领域而定。
第三步：探测地下结构接受电极用于测量电场变化，然后将数据传输到数据处理系统。
数据处理系统可以通过分析接收电极所记录的电场变化数据，推断出不同岩石或土层的导电性质。
这些导电性质用于建立地下结构和目标物质的模型。
根据模型，可以获得地下结构的三维视图，并用于进一步研究和勘探。
第四步：应用领域半航空瞬变电磁法已被广泛应用于不同的领域。
在地质勘探方面，SHEM可以用来分析地下岩石、沉积层和矿石的分布情况。
在水资源开发和管理方面，SHEM可作为定量评估浅层和深层水资源量及其分布的工具。
在油气勘探方面，SHEM可以在沉积层中探测目标区域内的水含量和岩石的渗透率，从而辅助勘探中的沉积物性研究。
总之，半航空瞬变电磁法是一种非常有价值的地球物理勘探技术，可用于许多领域，例如地质勘探、油气勘探、水资源勘探等。
希望使用者在实施该技术时，能按照规范操作，据此得到更精确有效的勘测数据。
”。
涡轮喷气原理涡轮喷气原理是现代航空发动机的核心工作原理，也是飞机能够飞行的重要基础。
涡轮喷气原理利用了牛顿第三定律和质量守恒定律，通过喷气推进来推动飞机前进。
接下来我们将详细介绍涡轮喷气原理的工作过程和相关知识。
首先，涡轮喷气原理的工作过程可以分为三个主要阶段，压缩、燃烧和推进。
在压缩阶段，空气被引入发动机并经过压缩机进行压缩，增加了空气的密度和压力。
接着，压缩后的空气进入燃烧室，在燃烧室内与燃料混合并点燃，产生高温高压的燃气。
最后，高速喷出的燃气通过喷嘴产生的推力推动飞机前进。
在涡轮喷气原理中，涡轮是起到关键作用的部件。
涡轮由涡轮叶片和轴组成，涡轮叶片又分为高压涡轮和低压涡轮。
当燃气喷出并产生推力时，燃气也会流过涡轮叶片，使得涡轮叶片转动。
高压涡轮和低压涡轮分别连接着压缩机和涡轮喷气室，通过转动带动压缩机和涡轮喷气室的工作，形成了连续的工作循环。
涡轮喷气原理的工作原理非常精密，需要各部件协同工作才能实现高效的推进效果。
其中，压缩机和涡轮喷气室是非常重要的部件。
压缩机负责将空气压缩，提高空气的密度和压力；而涡轮喷气室则通过喷嘴将高温高压的燃气喷出，产生推力。
这两个部件的工作效率和精准度直接影响着发动机的性能和燃油利用率。
此外，涡轮喷气原理还涉及到燃料的选择和燃烧过程。
燃料的选择需要考虑能量密度、燃烧温度和环境影响等因素，而燃烧过程则需要保证燃料和空气充分混合并且燃烧充分，以获得最大的推进力和效率。
总的来说，涡轮喷气原理是现代航空发动机的核心工作原理，通过压缩、燃烧和推进三个主要阶段来产生推进力。
涡轮喷气原理的工作过程精密而复杂，需要各部件协同工作才能实现高效的推进效果，是现代航空技术的重要基础。
半航空瞬变电磁技术指标简介半航空瞬变电磁技术，是一种应用于电磁兼容性领域的测试技术。
它主要用于评估电子设备在高能电磁环境下的抗扰度能力和互信度验证，以及用于指导电子设备的设计和修改。
本文将就半航空瞬变电磁技术的指标进行全面、详细、完整、深入的探讨。
技术指标的定义在半航空瞬变电磁技术中，有几个重要的技术指标需要被定义和评估。
这些指标包括：1. 电磁脉冲幅值电磁脉冲幅值是指电磁脉冲的峰值电压或电流大小。
在半航空瞬变电磁测试中，不同幅值的电磁脉冲会对被测设备产生不同程度的影响。
因此，评估电磁脉冲幅值的上限和下限对于设备的抗扰度能力非常重要。
2. 电磁脉冲频率电磁脉冲频率是指电磁脉冲的重复频率。
在半航空瞬变电磁测试中，不同频率的电磁脉冲会对被测设备产生不同的影响。
因此，评估电磁脉冲频率对设备的抗扰度能力具有重要意义。
3. 电磁脉冲上升时间电磁脉冲上升时间是指电磁脉冲从起点到峰值的时间。
在半航空瞬变电磁测试中，不同上升时间的电磁脉冲会对被测设备产生不同的影响。
因此，评估电磁脉冲上升时间对设备的抗扰度能力具有重要意义。
4. 电磁脉冲宽度电磁脉冲宽度是指电磁脉冲从起点到终点的时间间隔。
在半航空瞬变电磁测试中，不同宽度的电磁脉冲会对被测设备产生不同的影响。
因此，评估电磁脉冲宽度对设备的抗扰度能力具有重要意义。
技术指标的评估方法对于半航空瞬变电磁技术的指标，有几种常用的评估方法可以使用。
这些方法包括：1. 实验测试实验测试是评估半航空瞬变电磁技术指标最常用的方法之一。
通过设计合适的实验方案和测试设备，可以对不同的指标进行精确测量和评估。
实验测试方法具有直观、直接和准确的特点，可以提供丰富的数据支持。
2. 数值模拟数值模拟是评估半航空瞬变电磁技术指标的另一种重要方法。
通过建立适当的数学模型和物理模型，可以计算和模拟不同指标下的电磁场分布和设备响应。
数值模拟方法具有高效、灵活和经济的特点，可以在实验之前进行预测和优化。
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。
航空瞬变电磁（ATEM）响应中IP效应研究进展航空瞬变电磁法（Airborne Transient Electromagnetic，简称ATEM），又称时间域航空电磁法（Time-Domain Airborne Electromagnetic）属于航空电磁法的一种。
目前，方法已在国外被广泛应用于地质填图、矿产勘查、水文地质监测等领域。
具有如下几个特点：成本低、效率高和地形适应性强。
该方法特别适合大面积的普查工作，并且能够在地面难以进入的恶劣环境如森林、沙漠、沼泽、湖泊等地区开展地球物理测量工作。
航空电磁探测的根本目的是通过对测量的电磁场数据的分析来判断地下导电、导磁介质的分布状况。
因此，与地面的电磁法探测一样，航空电磁数据处理解释是一项相当重要的研究工作，同时，这也是一项非常复杂的工作，尤其是大规模测量数据的成像和反演。
目前，国内航空电磁法数值正演（研究特定地下电磁介质模型的电磁响应）和反演成像方面已经有了一些初步的研究，但是在时间域航空电磁法成像和反演解释方面，由于理论相对复杂，这方面的研究成果相对较少，主要集中在二维、三维正演模拟和一维反演与定性解释。
而在国外，因为技术相对成熟，研究的热点集中于三维正演和三维反演解释。
在数值模拟上，由于航空电磁法与其他的可控源电磁勘探方法釆用的技术方面没有实质性差异，区别只是在于测量装置、方式以及釆集参数方面。
尽管各类电磁法存在着这些差异，但不论釆用何种源与接受装置，经典电磁场所满足的方程组始终不变。
从数值方法求解方程组的角度出发，而不是局限于某一种具体的电磁勘探方法讨论，可能会更好地反映电磁场数值模拟（包括正演计算和反演成像）的规律与挑战。
国际上对航空瞬变电磁数值模拟的研究开展较早，20世纪60年代就有学者
研究了时间域的理论响应，并进行了相应的仿真研究，到90年代已经实现了二、三维的正演模拟。
国内航空瞬变电磁法的发展较早，但由于各种条件的限制发展缓慢。
近些年，随着国家对航空物探的重视，航空电磁法的理论研究和仪器开发研制等多项项目已被列入国家重大科研项目中。
在TEM反演方面，Zhdanov利用浮动薄板解释法，通过视纵向电导曲线特征值划分地层进行近似解释；Nabighian M N 利用烟圈理论解释法研究了TEM 响应随时间的变化规律；翁爱华将Occam 方法应用到了TEM反演中，并得到了较为准确的结果。
以上方法均采用实电阻率反演，在考虑激发极化效应的TEM 反演方面，目前的研究并不多，且很少应用最优化算法。
Hesham M.EI-Kaliouby 等通过分析响应的负值特征确定均匀极化半空间的Cole-Cole模型参数，并给出了计算最大负值的近似公式；N.O. Kozhevnikov等采用单独反演与联合反演法对二层模型进行了复电阻率反演，证明联合反演可以在缺少先验信息的情况下分辨极化地层。
