[發(fā)明專利]一種地空頻率傾子測(cè)深勘探裝置和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111390473.3
• 申請(qǐng)日: 2021-11-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114114429B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳輝;馮敏;鄧居智;余輝;尹敏;王志鑫;董天宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東華理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01V3/08
• 分類號(hào): G01V3/08;G01S19/42;G01V3/36;G01V3/38
• 代理公司: 南昌合達(dá)信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 36142
• 代理人: 李良

1.一種基于地空頻率傾子測(cè)深勘探裝置的地空頻率傾子測(cè)深方法，其特征在于包括以下步驟：

S1，測(cè)線的布置與測(cè)點(diǎn)的設(shè)定；

S2，布設(shè)地面發(fā)射裝置，將接地的長(zhǎng)導(dǎo)線沿測(cè)線、測(cè)點(diǎn)布置，啟動(dòng)發(fā)射裝置加載電流向地下激發(fā)具有較大能量的周期性諧變電磁信號(hào)，同時(shí)啟動(dòng)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)記錄發(fā)射頻率及發(fā)射電流大小；

S3，無(wú)人機(jī)搭載磁場(chǎng)三分量測(cè)量系統(tǒng)沿著既定測(cè)線飛行，在每個(gè)測(cè)點(diǎn)的測(cè)量過(guò)程中，發(fā)射裝置均發(fā)射至少一個(gè)完整的頻率周期；

S4，遠(yuǎn)程信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)記錄實(shí)際測(cè)點(diǎn)的位置坐標(biāo)、高程及測(cè)量系統(tǒng)方位，在無(wú)人機(jī)飛行的過(guò)程中，遠(yuǎn)程信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)與磁場(chǎng)三分量測(cè)量系統(tǒng)的通訊獲取并記錄實(shí)際測(cè)點(diǎn)的位置坐標(biāo)、高程及測(cè)量系統(tǒng)方位；

S5，空中測(cè)量完畢得到地空頻率域電磁數(shù)據(jù)，即Hx、Hy、Hz，按照得到地空頻率電磁傾子參數(shù)；

S6，利用二分搜索迭代算法計(jì)算模型的視電阻率，對(duì)所獲的視電阻進(jìn)行解釋，獲得地下電性結(jié)構(gòu)信息；

在步驟S5中，采用直角坐標(biāo)系，根據(jù)電磁場(chǎng)理論，在空中產(chǎn)生的磁場(chǎng)三個(gè)分量為：

式中，I為電流強(qiáng)度，dl為電偶極子的長(zhǎng)度，r為空中測(cè)量點(diǎn)在地面上的位置距電偶極子中心的距離，為空中測(cè)量點(diǎn)在地面投影點(diǎn)與電偶極子正方向的夾角，忽略位移電流；J₀(λr)和J₁(λr)分別為零階、一階貝塞爾函數(shù)，R₁為迭代計(jì)算量，當(dāng)模型為均勻半空間時(shí)，R₁恒等于1；

將接地長(zhǎng)導(dǎo)線源按剖分→疊加→求和的方式計(jì)算長(zhǎng)導(dǎo)線源的響應(yīng)，將接地長(zhǎng)導(dǎo)線平均剖分為m段，將每一段視為電偶極子，計(jì)算每段在測(cè)點(diǎn)的響應(yīng)，而后疊加每段的響應(yīng)，可得傾子的表達(dá)式：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地空頻率傾子測(cè)深方法，其特征在于，在步驟S6中，所述的二分搜索迭代算法計(jì)算模型視電阻率的步驟如下：

S61，設(shè)在10—10000Hz頻段上的實(shí)測(cè)的傾子響應(yīng)值為T，其對(duì)地視電阻率為ρ；

S62，根據(jù)前期資料得到工區(qū)范圍內(nèi)地層的最小電阻率ρ_min和最大電阻率ρ_max，確定ρ∈[ρ_min，ρ_max]，ρ取[0.1,10000]；計(jì)算視電阻率區(qū)間[ρ_min，ρ_max]的中間值計(jì)算ρ_m對(duì)應(yīng)的均勻半空間模型下傾子響應(yīng)值T(i)，將T(i)與實(shí)測(cè)傾子響應(yīng)值T對(duì)比，若兩者之間的相對(duì)誤差滿足誤差容許值ε，則認(rèn)為ρ_m為實(shí)測(cè)傾子數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的電阻率；如果兩者之間的相對(duì)誤差不滿足誤差容許值ε，則進(jìn)入電阻率判定階段；

S63，根據(jù)傾子響應(yīng)值隨電阻率的增大而單調(diào)遞增，如果TT(i)，表明ρ_m比實(shí)際地下電阻率值小，實(shí)際地下電阻率值在[ρ_m，ρ_max]，需要將ρ_m重新賦值給ρ_min，否則實(shí)際地下電阻率值在[ρ_min，ρ_m]，需要將ρ_m重新賦值給ρ_max，返回S62步驟中計(jì)算；

S64，重新計(jì)算ρ_m對(duì)應(yīng)的均勻半空間模型的傾子響應(yīng)值T(i)與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)T的相對(duì)誤差，滿足誤差容許值則輸出ρ_m，不滿足則進(jìn)入S63步驟，直至ρ_m滿足要求，將其輸出，作為實(shí)測(cè)傾子數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的電阻率。