[發明專利]一種STRATAGEM大地電磁測量系統阻抗張量的穩健估算方法

有效

• 申請號: 200910216980.8
• 申請日: 2009-12-31
• 公開（公告）號: CN102116872A
• 公開（公告）日: 2011-07-06
• 發明（設計）人: 腰善叢;劉祜;張儒亮
• 申請（專利權）人: 核工業北京地質研究院
• 主分類號: G01V3/08
• 分類號: G01V3/08
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 高尚梅

技術領域

本發明屬于一種地球物理數據處理方法，具體涉及一種STRATAGEM大地電磁測量系統阻抗張量的穩健估算方法。

背景技術

STRATAGEM(EH4)大地電磁測量系統是上世紀末期引入我國的先進大地電磁(音頻)測量設備。該設備目前在國內有一百余套，在尋找地下水、資源勘探中有廣泛的用途。但是該系統所配的數據處理軟件(IMAGEM)仍然采用較原始的大地電磁阻抗估算方法--最小二乘方法。由于個別時段的干擾信號影響最小二乘估算結果，不同時段組合運算所得到的阻抗曲線可能有較大差異，從而導致兩個方面結果：

(1)阻抗運算結果飛點數量多；

(2)阻抗運算結果不穩定。

而調整系統阻抗估算流程，并融合穩健統計方法所計算出的阻抗曲線則可以有效地抑制這種情況的發生，為大地電磁資料的解釋提供較為可靠的依據，是長時間以來廣大用戶迫切希望解決的實際應用問題。

發明內容

本發明的目的在于針對現有大地電磁阻抗估算方法的缺陷，提供一種STRATAGEM大地電磁測量系統阻抗張量的穩健估算方法，以提高估算的可靠性。

為實現上述目的，本發明的技術方案如下：一種STRATAGEM大地電磁測量系統阻抗張量的穩健估算方法，包括如下步驟：

(1)讀取原始時間序列數據，獲取單個測點的多次獨立觀測時間序列原始結果；

(2)用FFT變換方法，實現由時間域到頻率域的轉化，得到每個頻點多次獨立觀測的頻譜值；

(3)采用最大似然估計的方法，對同一頻點的多個獨立觀測結果給出不同的權重；

(4)進行原始頻點譜的疊加，實現由FFT變換得到的原始頻點到阻抗頻點的疊加；

(5)由每個阻抗頻點疊加頻譜值計算不同測量場的互功率譜；

(6)通過融合標定使測量場轉化為地球物理單位意義的電磁場數值，從而計算出阻抗值。

進一步，如上所述的STRATAGEM大地電磁測量系統阻抗張量的穩健估算方法，步驟(3)中所述的最大似然估計的方法包括如下步驟：

①用最小二乘法計算同一頻點的多個獨立觀測結果的初始阻抗；

②計算初始尺度估計參數；

③計算權函數w(r)，并計算迭代更新電場值數據；

④采用最小二乘法計算同一頻點的多個獨立觀測結果的新的阻抗張量與誤差尺度；

⑤判斷殘差是否達到設定值以及是否達到設定的迭代次數；如果否，則返回步驟③，如果是則進行后續的阻抗計算。

更進一步，如上所述的STRATAGEM大地電磁測量系統阻抗張量的穩健估算方法，步驟⑤中殘差r的表達式采用如下形式：

r=Ei-HiT^σ]]>

其中，E_i為實測電場，H_i為實測磁場，為阻抗張量，σ為尺度估計參數。

更進一步，如上所述的STRATAGEM大地電磁測量系統阻抗張量的穩健估算方法，步驟③中以權函數w(r)的權，迭代后的電場值表示為：

Ei1=E^i0+w(ri0/σ^0)ri0]]>