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基于Julia加速的射频大地电磁法正演模拟与位移电流作用研究
被引量：
2
1
作者
梅竹虚
原源
+2 位作者
周峰
周聪
张林成
《煤田地质与勘探》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期153-167,共15页
射频大地电磁法(Radio-magnetotelluric, RMT)是浅地表电磁勘探的重要手段之一。由于勘探频段为10~300 kHz,其电磁场传播受地下介质介电常数的影响较大。传统准静态条件下的电磁响应严重制约RMT正演模拟精度,并进一步影响反演成像分辨...
射频大地电磁法(Radio-magnetotelluric, RMT)是浅地表电磁勘探的重要手段之一。由于勘探频段为10~300 kHz,其电磁场传播受地下介质介电常数的影响较大。传统准静态条件下的电磁响应严重制约RMT正演模拟精度,并进一步影响反演成像分辨率。针对这一问题,提出了一种基于Julia并行加速的全电流RMT电磁响应数值模拟方法,利用Julia的分布式计算将各频点的计算发送到不同进程进行求解,从而达到加速计算的目的,同时在计算中考虑位移电流的影响,提升正演的模拟精度。通过计算几种典型高阻/高介电模型的RMT响应,分析并总结了位移电流对射频段电磁场视电阻率及相位响应的影响规律。数值模拟结果表明:当浅部存在高阻覆盖层时,基于准静态假设条件计算的RMT视电阻率和相位响应偏高,且频率越高、覆盖层电阻率越大,响应偏差越大;对于煤炭采空区模型,RMT法能有效反映异常体位置,但忽略位移电流会在采空区及其附近引起较大计算误差;起伏地形的算例表明地形会覆盖地下异常体的RMT数值响应,尤其是地形拐角处;2种不同规模的并行算例对比证明了并行算法的高效性,且随着求解问题规模增大,并行算法效率也随之增大。本文研究提高了RMT的正演速度与精度,为后续快速反演算法的实现奠定基础,数值算例表明RMT法在煤田采空区等实际勘探中具有较好的应用前景。
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关键词
射频大地电磁法
位移电流
有限元正演
并行计算
Julia语言
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职称材料
基于ZYNQ处理器的射频大地电磁采集仪器研发
被引量：
1
2
作者
王鹤
唐春城
+3 位作者
席振铢
韦洪兰
杨晓敏
郭涛
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第1期131-138,共8页
研发基于ZYNQ处理器的ARM嵌入式天然场射频大地电磁法信号采集系统。该系统集成了采集控制模块、数据读取模块和数据滤波模块,采用FPGA高速逻辑门电路、FIR滤波器以及ARM嵌入式系统等技术手段,实现RMT信号的采集、传输、滤波和存储。仿...
研发基于ZYNQ处理器的ARM嵌入式天然场射频大地电磁法信号采集系统。该系统集成了采集控制模块、数据读取模块和数据滤波模块,采用FPGA高速逻辑门电路、FIR滤波器以及ARM嵌入式系统等技术手段,实现RMT信号的采集、传输、滤波和存储。仿真和对比试验结果表明:该系统性能稳定,滤波模块阻带衰减大于70 dB,系统采集的数据反演结果精准,能提供高精度地质信息,所设计的信号采集系统能够为国产化射频大地电磁法勘探设备研发提供一种技术方案。
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关键词
射频大地电磁法
ZYNQ处理器
信号采集系统
FIR滤波器
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职称材料
可移动式超音频快速电磁勘探技术研究
3
作者
阮宏宇
王猛
+8 位作者
林祖灿
张袭远
王心畅
周珂宇
张辉
张魁元
张荣薄
汪永青
张启升
《现代地质》
北大核心
2025年第2期514-522,共9页
可控源射频大地电磁法(controlled source radio magnetotelluric method,CSRMT)是一种新型的频率域近地表电磁测深技术。该方法基于传统的大地电磁法(magnetotelluric,MT),通过设置人工发射源,并在远距离处观测电磁场的各个分量,从而...
可控源射频大地电磁法(controlled source radio magnetotelluric method,CSRMT)是一种新型的频率域近地表电磁测深技术。该方法基于传统的大地电磁法(magnetotelluric,MT),通过设置人工发射源,并在远距离处观测电磁场的各个分量,从而推断地下结构。本文提出的可移动式超音频快速电磁勘探技术基于可控源射频大地电磁法(CSRMT),它可以利用广播电台发射的AM信号、VLF海军电台发射的甚低频电磁信号、国家授时中心发射的电磁信号这些已有的人工场源进行电磁勘探,可通过运载车装配超音频可控源电磁接收机进行移动式勘探,不需要像传统的CSMT中那样现场布置人工场源,可使勘探效率大幅提升,节约了布置和维护发射机的勘探成本。本项技术中所研发可移动式超音频可控源电磁接收机的带宽范围达到1 Hz~600 kHz,采样率高达2.5 MHz,动态范围达到138 dB,视电阻率测量精度优于3%。
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关键词
可控源
射频大地电磁法
电磁
接收机
FPGA
视电阻率
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职称材料
题名
基于Julia加速的射频大地电磁法正演模拟与位移电流作用研究
被引量：
2
1
作者
梅竹虚
原源
周峰
周聪
张林成
机构
核技术应用教育部工程研究中心(东华理工大学)
东华理工大学地球物理与测控技术学院
湖南城市学院信息与电子工程学院
出处
《煤田地质与勘探》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期153-167,共15页
基金
国家自然科学基金项目(41904073,42264006)
核技术应用教育部工程研究中心开放基金项目(HJSJYB2021-18)。
文摘
射频大地电磁法(Radio-magnetotelluric, RMT)是浅地表电磁勘探的重要手段之一。由于勘探频段为10~300 kHz,其电磁场传播受地下介质介电常数的影响较大。传统准静态条件下的电磁响应严重制约RMT正演模拟精度,并进一步影响反演成像分辨率。针对这一问题,提出了一种基于Julia并行加速的全电流RMT电磁响应数值模拟方法,利用Julia的分布式计算将各频点的计算发送到不同进程进行求解,从而达到加速计算的目的,同时在计算中考虑位移电流的影响,提升正演的模拟精度。通过计算几种典型高阻/高介电模型的RMT响应,分析并总结了位移电流对射频段电磁场视电阻率及相位响应的影响规律。数值模拟结果表明:当浅部存在高阻覆盖层时,基于准静态假设条件计算的RMT视电阻率和相位响应偏高,且频率越高、覆盖层电阻率越大,响应偏差越大;对于煤炭采空区模型,RMT法能有效反映异常体位置,但忽略位移电流会在采空区及其附近引起较大计算误差;起伏地形的算例表明地形会覆盖地下异常体的RMT数值响应,尤其是地形拐角处;2种不同规模的并行算例对比证明了并行算法的高效性,且随着求解问题规模增大,并行算法效率也随之增大。本文研究提高了RMT的正演速度与精度,为后续快速反演算法的实现奠定基础,数值算例表明RMT法在煤田采空区等实际勘探中具有较好的应用前景。
关键词
射频大地电磁法
位移电流
有限元正演
并行计算
Julia语言
Keywords
radio-magnetotelluric method
displacement currents
finite element method
parallel calculation
Julia
分类号
P631 [天文地球—地质矿产勘探]
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职称材料
题名
基于ZYNQ处理器的射频大地电磁采集仪器研发
被引量：
1
2
作者
王鹤
唐春城
席振铢
韦洪兰
杨晓敏
郭涛
机构
中南大学地球科学与信息物理学院
有色资源与地质灾害探查湖南省重点实验室
湖南五维地质科技有限公司
出处
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第1期131-138,共8页
基金
国家重点研发计划项目(2022YFC2903404)。
文摘
研发基于ZYNQ处理器的ARM嵌入式天然场射频大地电磁法信号采集系统。该系统集成了采集控制模块、数据读取模块和数据滤波模块,采用FPGA高速逻辑门电路、FIR滤波器以及ARM嵌入式系统等技术手段,实现RMT信号的采集、传输、滤波和存储。仿真和对比试验结果表明:该系统性能稳定,滤波模块阻带衰减大于70 dB,系统采集的数据反演结果精准,能提供高精度地质信息,所设计的信号采集系统能够为国产化射频大地电磁法勘探设备研发提供一种技术方案。
关键词
射频大地电磁法
ZYNQ处理器
信号采集系统
FIR滤波器
Keywords
RMT(radio-magnetotelluric method)
ZYNQ processor
signal acquisition system
FIR filter
分类号
P319.31 [天文地球—固体地球物理学]
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职称材料
题名
可移动式超音频快速电磁勘探技术研究
3
作者
阮宏宇
王猛
林祖灿
张袭远
王心畅
周珂宇
张辉
张魁元
张荣薄
汪永青
张启升
机构
陆内火山与地震教育部重点实验室(中国地质大学(北京))
中国地质大学(北京)地球物理与信息技术学院
出处
《现代地质》
北大核心
2025年第2期514-522,共9页
基金
国家重点研发计划课题项目(2022YFF0706202)。
文摘
可控源射频大地电磁法(controlled source radio magnetotelluric method,CSRMT)是一种新型的频率域近地表电磁测深技术。该方法基于传统的大地电磁法(magnetotelluric,MT),通过设置人工发射源,并在远距离处观测电磁场的各个分量,从而推断地下结构。本文提出的可移动式超音频快速电磁勘探技术基于可控源射频大地电磁法(CSRMT),它可以利用广播电台发射的AM信号、VLF海军电台发射的甚低频电磁信号、国家授时中心发射的电磁信号这些已有的人工场源进行电磁勘探,可通过运载车装配超音频可控源电磁接收机进行移动式勘探,不需要像传统的CSMT中那样现场布置人工场源,可使勘探效率大幅提升,节约了布置和维护发射机的勘探成本。本项技术中所研发可移动式超音频可控源电磁接收机的带宽范围达到1 Hz~600 kHz,采样率高达2.5 MHz,动态范围达到138 dB,视电阻率测量精度优于3%。
关键词
可控源
射频大地电磁法
电磁
接收机
FPGA
视电阻率
Keywords
CSRMT
electromagnetic receiver
FPGA
apparent resistivity
分类号
P631.2 [天文地球—地质矿产勘探]
P631.3 [天文地球—地质矿产勘探]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于Julia加速的射频大地电磁法正演模拟与位移电流作用研究
梅竹虚
原源
周峰
周聪
张林成
《煤田地质与勘探》
CAS
CSCD
北大核心
2023
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于ZYNQ处理器的射频大地电磁采集仪器研发
王鹤
唐春城
席振铢
韦洪兰
杨晓敏
郭涛
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
可移动式超音频快速电磁勘探技术研究
阮宏宇
王猛
林祖灿
张袭远
王心畅
周珂宇
张辉
张魁元
张荣薄
汪永青
张启升
《现代地质》
北大核心
2025
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