无人机全航空时间域电磁探测组合脉冲发射技术

1

作者 马洪翔 刘丽华 +3 位作者 晏使楚 史亦童 刘小军 方广有 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期3756-3767,共12页

针对无人机平台电磁探测需求,提出一种应用于无人机全航空时间域电磁探测的双极性组合电磁脉冲发射技术,利用可调参组合脉冲实现浅表盲区压制、深浅兼顾的近地表精细探测。针对目前轻型发射系统为降低质量普遍采用的无源钳位技术存在钳... 针对无人机平台电磁探测需求,提出一种应用于无人机全航空时间域电磁探测的双极性组合电磁脉冲发射技术,利用可调参组合脉冲实现浅表盲区压制、深浅兼顾的近地表精细探测。针对目前轻型发射系统为降低质量普遍采用的无源钳位技术存在钳位电压和介入时间不可调整的缺点,并考虑发射脉冲智能关断需求和难点,提出一种有源自适应可调钳位技术。在对发射系统的质量、体积、功耗有严格限制的条件下,突破钳位电压固定、电流脉冲关断时间不可调的局限性,通过对发射参数实时采集反馈及相应的自适应控制策略实现发射电流下降沿自适应钳位和参数优化,实现电流脉冲关断速率自适应精确调控。研制适用于无人机平台的组合脉冲电磁发射系统,并完成整体系统搭建与集成测试。研究结果表明:发射系统在满足轻量化、小型化的条件下,可以实现高质量双极性组合电磁脉冲的长时稳定高功率发射,不仅发射脉冲的峰值、占空比、周期等参数均可调,且电流脉冲关断速率可实现自适应精确可调与参数优化,满足无人机全航空时间域电磁探测系统应用要求。 展开更多

关键词 时间域电磁法 无人机全航空 双极性组合电磁脉冲 有源自适应可调钳位

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基于响应曲线聚类的时间域电磁法地电结构类型划分研究

2

作者 施明智 曹辉 陈柏午 《成都理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期522-530,共9页

为了充分利用时间域电磁法正演响应曲线携带的特征信息实现地电结构类型快速预测,通过将曲线的分布特性和形态特性相结合构造了曲线距离,采用相关系数作为权重参数衡量曲线形态相似程度,实现了时间域电磁法正演响应曲线聚类。应用效果表... 为了充分利用时间域电磁法正演响应曲线携带的特征信息实现地电结构类型快速预测,通过将曲线的分布特性和形态特性相结合构造了曲线距离,采用相关系数作为权重参数衡量曲线形态相似程度,实现了时间域电磁法正演响应曲线聚类。应用效果表明,依据该方法得到的聚类结果能实现正演响应样本的标签化,从而通过多分类任务神经网络完成地电结构的类型划分。 展开更多

关键词 时间域电磁法 曲线聚类 地电结构

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时间域电磁勘探数据的模拟退火法反演研究 被引量：4

3

作者 张建国 武欣 +2 位作者 赵海涛 齐有政 方广有 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期220-225,共6页

地电模型的高度非线性和非惟一性限制了模拟退火法反演在电磁勘探领域中的应用。该文采用改进的模拟退火算法,实现了时间域电磁法数据的模拟退火法反演。首先通过双重数字滤波方法简化了正演计算过程,然后将非线性反演问题转化为最优化... 地电模型的高度非线性和非惟一性限制了模拟退火法反演在电磁勘探领域中的应用。该文采用改进的模拟退火算法,实现了时间域电磁法数据的模拟退火法反演。首先通过双重数字滤波方法简化了正演计算过程,然后将非线性反演问题转化为最优化问题,采用模拟退火算法搜索全局最优解。改进的搜索策略能自适应地调整搜索步长,提高了最优解的搜索效率。与传统反演方法进行对比实验,结果表明该方法能有效获得全局最优解,得到更加准确的地电模型参数。 展开更多

关键词 时间域电磁勘探 模拟退火法反演 双重数字滤波 搜索步长

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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 被引量：13

4

作者 王振荣 程久龙 +4 位作者 宋立兵 滕飞 李果 杨茂林 陈永亮 《地球科学与环境学报》 CAS 北大核心 2020年第6期776-783,共8页

为实现陕西神木地区哈拉沟煤矿周边小煤矿采空区的精确定位,采用地空时间域电磁系统在哈拉沟煤矿三盘区附近原小煤矿可能开采范围开展勘查工作。利用电源车集成的大功率地面发射系统,搭配基于旋翼无人机的单分量地空电磁信号接收系统,... 为实现陕西神木地区哈拉沟煤矿周边小煤矿采空区的精确定位,采用地空时间域电磁系统在哈拉沟煤矿三盘区附近原小煤矿可能开采范围开展勘查工作。利用电源车集成的大功率地面发射系统,搭配基于旋翼无人机的单分量地空电磁信号接收系统,共采集23条测线的电磁数据。经数据处理后,得到勘查区内地下视电阻率与视深度的高分辨率成像剖面,结合已知钻孔资料综合分析,推测勘查区对应地下煤层位置的低阻带是由煤层积水采空区造成,据此共圈定了8处疑似积水采空区,其中5处为相对低阻异常区域,分布于勘查区中南部、中部以及东北部区域。本次探测工作验证了地空时间域电磁系统在煤矿采空区勘查中的有效性,能够为工作面合理布置和采空区治理等提供可靠的地质信息。 展开更多

关键词 地空时间域电磁系统 小煤矿 采空区 勘查 精确定位 数据处理 高分辨率 陕西

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基于时间域电磁系统的近地表小目标识别 被引量：4

5

作者 李雅德 张晓娟 +2 位作者 渠晓东 谢吴鹏 穆雅鑫 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1135-1142,共8页

时间域电磁系统被广泛地用于管线探测、考古和未爆物排查等近地表小目标探测领域,但异常目标的特性反演是一个难点,造成探测的虚警率和排查成本大大提升。提出一种三维正交磁偶极子等效模型和一种目标参数综合方法,通过反演等效磁偶极... 时间域电磁系统被广泛地用于管线探测、考古和未爆物排查等近地表小目标探测领域,但异常目标的特性反演是一个难点,造成探测的虚警率和排查成本大大提升。提出一种三维正交磁偶极子等效模型和一种目标参数综合方法,通过反演等效磁偶极子的时间衰减特性并由此综合出目标的大小、材料和形状等参数。基于所研制出的便携式时间域电磁系统来验证方法的有效性,实验表明,基于磁偶极子时间衰减特性综合出的目标特征均可以有效地对目标进行识别,为近地表小目标特性识别的应用奠定了基础。 展开更多

关键词 时间域电磁法 近地表小目标识别 磁偶极子 时间衰减特性

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基于最小二乘多项式分段拟合的全区时间域电磁视电阻率直接计算 被引量：3

6

作者 张军 刘百祥 +2 位作者 吴燕清 袁永榜 许洋铖 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第S01期214-219,共6页

时间域电磁视电阻率计算中,由于感应电压与视电阻率的关系是非单调函数,无法通过感应电压直接计算。现有方法主要是晚期视电阻率近似计算法、核函数逐步逼近法和核函数平移法。晚期视电阻近似计算法在早期和中期产生计算误差;核函数逼... 时间域电磁视电阻率计算中,由于感应电压与视电阻率的关系是非单调函数,无法通过感应电压直接计算。现有方法主要是晚期视电阻率近似计算法、核函数逐步逼近法和核函数平移法。晚期视电阻近似计算法在早期和中期产生计算误差;核函数逼近法需要多次逐步计算逼近目标电阻率,计算时间较长;核函数平移法需要通过插值方式计算各时间道所对应的实测截距在理论截距曲线上对应的时间,再根据感应电压衰减曲线的伸缩特性计算出视电阻率,技术较为复杂。为了提高计算精度,缩短计算时间,根据核函数表达式在视电阻率计算中保持不变的特点,提出基于最小二乘多项式拟合的全区时间域电磁视电阻率计算方法。采用高阶最小二乘多项式拟合核函数左右2支的反函数,推导出视电阻率多项式拟合直接计算式。为了降低拟合算法的跨度,调和数量级所导致的大数吃小数问题,避免因动态范围太大影响无法直接拟合,进行对数变换来降低动态范围,达到增加拟合效果和提高计算精度。建立均匀半空间、层状大地模型,采用12阶多项式进行拟合计算并通过MATLAB语言编程实现,对比分析核函数二分逐步逼近法和对数变换最小二乘多项式拟合计算的视电阻率和2种方法各自的计算时间,最后结合现场已知采空积水区试验,通过数值模型和实测数据验算了方法的正确性。研究表明:基于最小二乘多项式分段拟合的全区时间域电磁视电阻率计算方法能够正确计算视电阻率,与模型和实际情况基本一致;与核函数二分逐步逼近法相比,本方法利用对数变换,计算速度提高近5倍,缩短了计算时间。 展开更多

关键词 时间域电磁 全区视电阻率 最小二乘 多项式拟合

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井孔三分量时间域电磁探测自适应恒压钳位发射技术

7

作者 赵子杨 刘丽华 +3 位作者 柯振 晏使楚 刘小军 肖占山 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期4403-4412,共10页

针对井孔远探测需求,提出一种应用于井孔三分量时间域电磁探测的自适应恒压钳位发射技术。针对井孔全空间探测应用场景,设计一种三分量动态发射线圈,通过动态控制实现三分量电磁发射。通过小型化大功率发射电路、无源自适应恒压钳位方... 针对井孔远探测需求,提出一种应用于井孔三分量时间域电磁探测的自适应恒压钳位发射技术。针对井孔全空间探测应用场景,设计一种三分量动态发射线圈,通过动态控制实现三分量电磁发射。通过小型化大功率发射电路、无源自适应恒压钳位方法与三分量动态发射线圈,在井孔空间实现多维立体时间域电磁远探测,并进行相应井孔探测仪器的集成与测试。研究结果表明:在狭小空间和有限功率条件下,自适应恒压钳位发射技术突破传统钳位方法钳位电压固定、关断时间不可调的局限性,通过发射参数实时采集反馈及相应控制策略实现自适应钳位整形作用,对发射电流下降沿过程进行自动优化与控制,实现关断速率自适应调整。基于该技术的电磁发射系统可以实现三分量动态高质量电流脉冲稳定大功率发射及发射电流关断速率自适应可调。 展开更多

关键词 时间域电磁法 井孔电磁探测 无源自适应恒压钳位 三分量发射线圈

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磁矢量势的全球电磁感应时间域三维有限元正演计算方法

8

作者 杨聪 任政勇 +3 位作者 陈程 姚鸿波 唐旭 汤井田 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期2015-2028,共14页

全球电磁感应测深方法能获得地球深部电导率结构分布,目前被广泛应用于地球内部结构与热状态研究.地磁台站与地磁卫星观测的电磁感应数据为时间序列信号,在时间域分析全球电磁感应数据,特别是分析频谱极宽的磁暴脉冲响应,具有天然的优势... 全球电磁感应测深方法能获得地球深部电导率结构分布,目前被广泛应用于地球内部结构与热状态研究.地磁台站与地磁卫星观测的电磁感应数据为时间序列信号,在时间域分析全球电磁感应数据,特别是分析频谱极宽的磁暴脉冲响应,具有天然的优势.然而,当前的全球电磁感应数据解释技术一般在频率域进行,缺少时间域中的研究成果.为了弥补缺少时间域全球电磁感应数据解释方法的问题,本文开发了一种基于磁场矢量势的全球电磁感应时间域三维有限元并行正演求解方法,具备高精度快速计算源于地球外部时变电流源的地球感应电磁场时间序列的能力,特别适合于计算与分析频谱极宽的磁暴脉冲电磁感应时变响应.首先,建立基于磁场矢量势的全球电磁感应时间域微分控制方程,结合磁层外部电流源的物理属性建立边界条件和初始条件,从而构建出全球电磁感应时间域初始边界值问题.然后,利用四面体矢量有限元技术和无条件稳定的隐式后退欧拉公式,分别实现磁场矢量势的空间域和时间域离散,进而获得不同时刻的实系数大型有限元线性方程组,借助于高性能并行直接求解器,快速高精度地求解不同时刻的磁场矢量势与感应磁场.最后,利用理论模型验证本文算法的正确性.利用Dst磁暴环电流指数建立的时间域电流源与真实地球三维电性模型,研究"澳科一号"后续卫星200 km轨道对中国和澳大利亚下方地幔转换带高导体的探测能力,结果表明这些地幔转换带异常体在200 km卫星轨道高度能产生明显异常.综上所述,本文开发的时间域全球电磁感应方法不仅具备精确快速计算全球感应电磁场时间序列响应的能力,还能为反演与解释"澳科一号"等我国地磁卫星观测数据提供技术支持. 展开更多

关键词 时间域全球电磁感应 矢量有限元法 三维正演 地幔电性结构

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同心补偿式直升机时间域航空电磁法吊舱校准装置研究 被引量：8

9

作者 王世隆 王言章 +2 位作者 随阳轶 王琦 林君 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期2397-2406,共10页

直升机时间域航空电磁法(Helicopter-borne time-domain electromagnetic method,HTEM)的多次空中仪器校准可消除飞行过程中仪器系统受外界环境的时变影响.吊舱校准装置可解决地面环线方式无法实现的空中飞行过程中仪器校准问题.本文从... 直升机时间域航空电磁法(Helicopter-borne time-domain electromagnetic method,HTEM)的多次空中仪器校准可消除飞行过程中仪器系统受外界环境的时变影响.吊舱校准装置可解决地面环线方式无法实现的空中飞行过程中仪器校准问题.本文从研究同心补偿吊舱装置模型出发,提出了吊舱装置空间模型和线圈电路模型,分析了发射磁场的空间分布、补偿环作用及其与接收线圈的关系、校准装置的空间信息和信号的检测方法,得到结论如下:(1)以损失发射面积0.89%的补偿环可提高信号44.5 dB的动态范围;(2)校准装置水平安置在补偿环与发射线圈之间,其匝数越多、半径越大、离补偿环越近,信号响应越强;(3)校准线圈电感越大、电阻越小,其e指数衰减越慢;信号检测起点由含匹配电阻接收线圈的阻尼特性决定.通过校准线圈的曲线特性和装置位移实验,得出反映装置特性的时间常数实测误差小于1.3%,验证了线圈电路模型和装置空间模型.本文提出的模型和方法同样适用于偏心补偿式HTEM系统校准的研究和高阻地层上已知环线的静态检测. 展开更多

关键词 航空电磁法 直升机时间域电磁法 吊舱装置 校准装置 补偿环

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全波形时间域航空电磁响应三维有限差分数值计算 被引量：34

10

作者 许洋铖 林君 +3 位作者 李肃义 张晓爽 王远 嵇艳鞠 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期2105-2114,共10页

全波形时域航空电磁测量具有解释精度高、分辨率高等优点,已成为新一代时域航空电磁探测发展的趋势.为此,本文基于无源有限差分法,将发射电流离散为若干梯形脉冲元,将脉冲元在时间上产生的电磁场转换为空间初始场,在差分迭代过程中分时... 全波形时域航空电磁测量具有解释精度高、分辨率高等优点,已成为新一代时域航空电磁探测发展的趋势.为此,本文基于无源有限差分法,将发射电流离散为若干梯形脉冲元,将脉冲元在时间上产生的电磁场转换为空间初始场,在差分迭代过程中分时引入差分方程,逐步将有源有限差分方程转换为无源有限差分方程,最终实现了发射电流为任意波形时,全波形时间域航空电磁响应的三维数值计算.计算结果表明:在梯形波发射时,对于典型地电模型的航空时间域电磁响应,计算稳定时间大于10ms;与积分方程法相比,发射线圈中心点二次场响应平均误差小于1%.任意源三维全波形数值计算的实现为全波形三维反演和仪器设计奠定了基础. 展开更多

关键词 任意发射波形 时间域航空电磁 全波形 三维有限差分 场源离散

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固定翼时间域航空电磁勘查系统研发进展 被引量：14

11

作者 胡平 李文杰 +4 位作者 李军峰 孟庆敏 王绪本 陈晓东 刘莹莹 《地球学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期7-12,共6页

基于国产Y12IV型轻型固定翼飞机平台,开展了专用飞机改装、大磁矩发射、三分量接收、海量数据实时收录等关键技术攻关,研制了具有完全自主知识产权的固定翼时间域航空电磁勘查系统样机;成功开展了半航空试验试飞,系统样机功能、性能等... 基于国产Y12IV型轻型固定翼飞机平台,开展了专用飞机改装、大磁矩发射、三分量接收、海量数据实时收录等关键技术攻关,研制了具有完全自主知识产权的固定翼时间域航空电磁勘查系统样机;成功开展了半航空试验试飞,系统样机功能、性能等达到了世界先进水平。固定翼时间域航空电磁勘查系统研发取得关键进展。 展开更多

关键词 时间域航空电磁法 发射磁矩 多分量接收 飞机改装 半航空试验

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基于核主成分分析的时间域航空电磁去噪方法 被引量：24

12

作者 陈斌 陆从德 刘光鼎 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期295-302,共8页

时间域航空电磁数据往往在测量过程中受到天然和人文噪声的干扰.如果不能很好滤除这些电磁噪声,那么将会降低资料质量、影响反演的精度,甚至获得错误的解释结果.本文提出了一种基于核主成分分析的去噪方法,通过核主成分分析提取叠加后... 时间域航空电磁数据往往在测量过程中受到天然和人文噪声的干扰.如果不能很好滤除这些电磁噪声,那么将会降低资料质量、影响反演的精度,甚至获得错误的解释结果.本文提出了一种基于核主成分分析的去噪方法,通过核主成分分析提取叠加后衰减曲线的主成分,然后使用能量占比方法分离反映地下介质的有效信号和噪声,最后使用反映地下介质的特定成分进行重构.本文所推荐的去噪方法不仅能剔除天然噪声,例如天电产生的尖脉冲或者振荡,而且能有效地抑制人文噪声.分别使用基于核主成分分析的去噪方法,以及AeroTEM软件的处理方法对同样的吊舱式时间域直升机航空电磁勘查系统实测数据进行处理,并比较其结果.处理结果表明:所推荐的去噪方法要优于AeroTEM软件. 展开更多

关键词 时间域航空电磁法 去噪 核主成分分析 天电噪声 人文噪声

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时间域航空电磁法研究进展综述 被引量：18

13

作者 梁盛军 张力卡 +1 位作者 曹学峰 刘前坤 《地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期735-740,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 时间域航空电磁法 数值模拟 反演算法 解释

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基于神经网络的时间域直升机电磁数据电导率深度成像 被引量：31

14

作者 朱凯光 林君 +1 位作者 韩悦慧 李楠 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期743-750,共8页

采用G-S变换以及高斯数值积分法,形成了时间域直升机的航空电磁响应正演样本集,分析了飞机测量过程中吊舱高度变化对电磁响应的影响,并将吊舱高度的变化等效成电导率为零的假层厚度的变化,以去除高度计等的影响.以假层半空间模型为基础... 采用G-S变换以及高斯数值积分法,形成了时间域直升机的航空电磁响应正演样本集,分析了飞机测量过程中吊舱高度变化对电磁响应的影响,并将吊舱高度的变化等效成电导率为零的假层厚度的变化,以去除高度计等的影响.以假层半空间模型为基础,研究了基于人工神经网络的电导率深度成像算法,通过分析两个三层模型的电导率深度成像结果得出,神经网络方法计算时间域航空电磁探测的视电导率精度较高,特别是对高阻层的视电导率计算. 展开更多

关键词 时间域直升机电磁法 假层半空间模型 人工神经网络 电导率深度成像

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时间域航空电磁2.5维非线性共轭梯度反演 被引量：5

15

作者 强建科 满开峰 +5 位作者 龙剑波 鲁凯 ZHU Yue 陈龙伟 李俊营 毛先成 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期4701-4709,共9页

对于时间域航空电磁法二维和三维反演来说,最大的困难在于有效的算法和大的计算量需求.本文利用非线性共轭梯度法实现了时间域航空电磁法2.5维反演方法,着重解决了迭代反演过程中灵敏度矩阵计算、最佳迭代步长计算、初始模型选取等问题... 对于时间域航空电磁法二维和三维反演来说,最大的困难在于有效的算法和大的计算量需求.本文利用非线性共轭梯度法实现了时间域航空电磁法2.5维反演方法,着重解决了迭代反演过程中灵敏度矩阵计算、最佳迭代步长计算、初始模型选取等问题.在正演计算中,我们采用有限元法求解拉式傅氏域中的电磁场偏微分方程,再通过逆拉氏和逆傅氏变换高精度数值算法得到时间域电磁响应.在灵敏度矩阵计算中,采用了基于拉式傅氏双变换的伴随方程法,时间消耗只需计算两次正演,从而节约了大量计算时间.对于最佳步长计算,二次插值向后追踪法能够保证反演迭代的稳定性.设计两个理论模型,检验反演算法的有效性,并讨论了选择不同初始模型对反演结果的影响.模型算例表明:非线性共轭梯度方法应用于时间域航空电磁2.5维反演中稳定可靠,反演结果能够有效地反映地下真实电性结构.当选择的初始模型电阻率值与真实背景电阻率值接近时,能得到较好的反演结果,当初始模型电阻率远大于或远小于真实背景电阻率值时反演效果就会变差. 展开更多

关键词 时间域航空电磁法 2.5D瞬变电磁反演 伴随方程法 非线性共轭梯度 灵敏度矩阵

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时间域航空电磁数据的反演 被引量：13

16

作者 黄皓平 王维中 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1990年第1期87-97,共11页

本文用广义逆矩阵理论讨论了时间域航空电磁数据的反演方法.以水平二层大地和球体模型为例进行了计算,结果表明这种方法对时间域电磁数据的反演是行之有效的.对于理论数据,一般仅需迭代数次即可稳定地收敛到真值.通过奇异值分析,可以确... 本文用广义逆矩阵理论讨论了时间域航空电磁数据的反演方法.以水平二层大地和球体模型为例进行了计算,结果表明这种方法对时间域电磁数据的反演是行之有效的.对于理论数据,一般仅需迭代数次即可稳定地收敛到真值.通过奇异值分析,可以确定一个模型中的相对重要参数和无关紧要参数;对于求解某一特定参数,可确定哪些数据起决定性的作用.由奇异值分解而得出的信息密度矩阵、模型分辨矩阵,分别给出了模型响应拟合数据和模型参数分辨率的度量.这些信息对于时间域航空电磁系统的设计、野外测量和资料解释都具有重要的参考价值.最后给出了实例. 展开更多

关键词 时间域航空电磁法 二层大地 球体模型 广义逆反演 奇异值分析 解释

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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 被引量：12

17

作者 齐彦福 李貅 +5 位作者 殷长春 戚志鹏 周建美 孙乃泉 刘云鹤 张博 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期2434-2448,共15页

各向异性介质模型电性结构复杂,如何进行合理的网格剖分成为获得高精度正演结果的关键,为此本文开展时间域航空电磁各向异性大地三维自适应有限元正演算法研究.通过结合非结构时间域有限元算法和自适应网格优化技术,实现各向异性介质条... 各向异性介质模型电性结构复杂,如何进行合理的网格剖分成为获得高精度正演结果的关键,为此本文开展时间域航空电磁各向异性大地三维自适应有限元正演算法研究.通过结合非结构时间域有限元算法和自适应网格优化技术,实现各向异性介质条件下三维时间域航空电磁自适应正演.考虑到时间域航空电磁响应随时间的衰减特性,为了综合评价不同时刻的后验误差,本文将时间作为加权因子,调整各个时刻后验误差的相对权重,进而实现对浅部和深部网格的同步优化.通过与一维解析结果进行对比验证了本文算法的可靠性.数值实验结果显示电导率各向异性对自适应网格影响严重,其最大主轴电导率的数值及其分布特征直接决定了网格加密效果.此外,各向异性对时间域航空电磁三分量响应的分布形态和异常幅值也会产生严重影响,利用全域视电阻率极性图,可以很好地识别各向异性主轴方向. 展开更多

关键词 时间域航空电磁 各向异性 自适应有限元 三维正演 异常识别

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时间域航空电磁系统姿态变化影响研究 被引量：9

18

作者 贲放 黄威 +4 位作者 吴珊 孟庆敏 刘云鹤 廖桂香 西永在 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期3074-3085,共12页

航空电磁系统的收发线圈受外界因素影响会发生姿态变化,使测量结果产生一定偏差.传统的数据处理方法考虑姿态变化情况单一,且主要以频率域系统为主,而目前复杂姿态变化对时间域航空电磁系统全时响应的影响尚未有系统研究.本文在前人研... 航空电磁系统的收发线圈受外界因素影响会发生姿态变化,使测量结果产生一定偏差.传统的数据处理方法考虑姿态变化情况单一,且主要以频率域系统为主,而目前复杂姿态变化对时间域航空电磁系统全时响应的影响尚未有系统研究.本文在前人研究基础上拓宽思路,不仅研究姿态的角度变化,同时改进前人计算方法,研究线圈发生位置变化的影响,并将线圈与大地的耦合感应效应考虑在内.本文通过定义姿态变化前后两种坐标系,确定姿态变化的角度和旋转矩阵,并将一维层状半解析解与姿态角度变化和位置变化进行整合,推导出收发线圈任意姿态变化的表达式.以直升机吊舱分离装置为例,对时间域航空电磁系统收发线圈任意姿态变化进行细致分析.基于重叠偶极子的假设,给出可应用于实际工作中的姿态校正因子,以提高实测数据的处理效率与精度. 展开更多

关键词 时间域航空电磁法 全时 任意姿态变化 校正因子

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基于广义模型约束的时间域航空电磁反演研究 被引量：8

19

作者 苏扬 殷长春 +2 位作者 刘云鹤 张博 任秀艳 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期743-751,共9页

由于航空电磁具有海量数据,因此快速有效的成像和反演手段至关重要.本文针对层状介质模型推导与实现了广义模型约束条件下时间域航空电磁一维反演.从正则化反演的目标函数出发,通过改变模型约束项构造Lp范数反演和聚焦反演,进而通过改... 由于航空电磁具有海量数据,因此快速有效的成像和反演手段至关重要.本文针对层状介质模型推导与实现了广义模型约束条件下时间域航空电磁一维反演.从正则化反演的目标函数出发,通过改变模型约束项构造Lp范数反演和聚焦反演,进而通过改变模型求解域构造出基于小波变换的稀疏约束反演.针对不同反演方法目标函数的构建方式,本文进一步从数学原理上分析不同反演方法的预期效果,并通过理论模型和实测数据进行验证.结果表明L0.8范数反演、聚焦反演和基于小波变换的稀疏约束反演可以得到更符合地下层状介质陡变界面的反演结果. 展开更多

关键词 时间域航空电磁 广义模型约束 Lp范数反演 聚焦反演 小波变换 稀疏约束反演

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时间域航空电磁激发极化参数三维反演研究 被引量：4

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作者 满开峰 殷长春 +2 位作者 刘云鹤 孙思源 熊彬 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期1269-1280,共12页

时间域航空电磁中心回线(或重叠回线)装置晚期道数据受激电效应影响常出现符号反转现象.这类数据与多个激电参数相关,并且各参数之间灵敏度差异较大,导致反演存在严重的非唯一性.本文提出一种基于Pearson相关性约束和深度学习算法相结... 时间域航空电磁中心回线(或重叠回线)装置晚期道数据受激电效应影响常出现符号反转现象.这类数据与多个激电参数相关,并且各参数之间灵敏度差异较大,导致反演存在严重的非唯一性.本文提出一种基于Pearson相关性约束和深度学习算法相结合的时间域航空电磁激发极化参数反演策略.该反演策略首先基于深度学习预测时间域航空电磁激电参数,进而给时间常数和频率相关系数一个较小的约束范围后再反演电阻率和极化率,由此大大减少反演的多解性.针对电阻率和极化率的反演,我们采用统计学中Pearson相关系数构建两种物性参数的相关性约束,进一步减少反演多解性.为验证反演策略的有效性,我们对双棱柱模型和拱形模型分别进行反演试算.理论测试结果表明,基于Pearson相关性约束的电阻率和极化率的反演结果比传统的高斯-牛顿反演结果更接近真实模型,而基于深度学习预测时间常数和频率相关系数后的电阻率和极化率反演结果与给定真实时间常数和频率相关系数后的反演结果效果相当.最后,我们对来自澳大利亚的带激电效应的航空电磁实测数据在考虑和不考虑激电效应条件下进行反演,结果表明考虑激电效应的反演无论数据拟合还是地电断面的连续性均得到明显改善. 展开更多

关键词 时间域航空电磁 激发极化效应 3D反演 深度学习 Pearson相关约束

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