基于多分量測(cè)量的固定翼航空電磁數(shù)據(jù)電導(dǎo)率深度 成像研究

賈鵬

摘 要：固定翼航空電磁技術(shù)作為法拉第電磁感應(yīng)定律的主要組成部分之一，其具備低成本、高效率的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，正在被廣泛應(yīng)用在油氣探測(cè)、地質(zhì)勘查等諸多領(lǐng)域當(dāng)中。本文將就多分量測(cè)量的固定翼航空電磁數(shù)據(jù)電導(dǎo)率深度成像進(jìn)行深入的分析與探究。這種成像方式所存在的弊端就在于它們并沒(méi)有辦法來(lái)準(zhǔn)確獲取多分量電磁響應(yīng)，這就使得在進(jìn)行多對(duì)一的轉(zhuǎn)換過(guò)程中，造成多分量信息的損失。

關(guān)鍵詞：多分量 固定翼航空電磁數(shù)據(jù) 電導(dǎo)率深度成像

中圖分類(lèi)號(hào)：P631 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）11（a）-00-02

1 關(guān)于多分量測(cè)量的固定翼航空電磁數(shù)據(jù)電導(dǎo)率深度成像的背景分析

在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的大背景下，目前已經(jīng)出現(xiàn)了越來(lái)越多種關(guān)于航空電磁探測(cè)的電導(dǎo)率深度成像的方式。比如薄板模型的成像方式、解卷積算法成像方式、假層半空間查表成像方式、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)成像方式以及改進(jìn)后的一階、二階電導(dǎo)率深度成像等。

在這些航空電磁探測(cè)的電導(dǎo)率深度成像方式中，我們可以發(fā)現(xiàn)，其基本上采用的都是單分量測(cè)量和單分量成像。這種成像方式所存在的弊端就在于它們并沒(méi)有辦法來(lái)準(zhǔn)確獲取多分量電磁響應(yīng)，這就使得在進(jìn)行多對(duì)一的轉(zhuǎn)換過(guò)程中，造成多分量信息的損失。

現(xiàn)階段，慣導(dǎo)、激光等高新技術(shù)水平越來(lái)越高，呈現(xiàn)出快速發(fā)展的趨勢(shì)，接收圈的相關(guān)數(shù)據(jù)已經(jīng)能夠相對(duì)準(zhǔn)確的得到記錄。并且利用校正算法，可以在航空電磁系統(tǒng)中得到多分量電磁響應(yīng)，能夠有效提升多分量測(cè)量水平，提升航空電磁系統(tǒng)的科技含量。

2 基于B場(chǎng)響應(yīng)的雙分量聯(lián)合電導(dǎo)率深度成像算法

2.1 理論基礎(chǔ)

基于B場(chǎng)響應(yīng)的雙分量聯(lián)合電導(dǎo)率深度成像算法利用的是磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)電異常體探測(cè)和單調(diào)性?xún)?yōu)勢(shì)。其借助層狀大地模型，能夠通過(guò)推導(dǎo)相關(guān)數(shù)據(jù)，構(gòu)建綜合數(shù)據(jù)表。該數(shù)據(jù)表主要包括水平和垂直分量磁場(chǎng)、電導(dǎo)率、飛行高度等組成部分。通過(guò)雙分量聯(lián)合查表進(jìn)行計(jì)算，最終驗(yàn)證出雙分量查表法聯(lián)合電導(dǎo)率深度成像算法的有效性。

2.2 計(jì)算方式

建立起正演計(jì)算坐標(biāo)系，坐標(biāo)系中圓點(diǎn)為飛機(jī)中心點(diǎn)在地面上產(chǎn)生的投影。假設(shè)飛機(jī)正處于平穩(wěn)的飛行狀態(tài)，并進(jìn)行如下設(shè)定：發(fā)射磁偶極矩為m=I·A（I為發(fā)射電流強(qiáng)度，A為發(fā)射線圈的有效面積），

發(fā)射線圈（Tx）中心距地面高度為h。

接收線圈（Rx）位于坐標(biāo)系（x，y，z）處，發(fā)射線圈與接收線圈的水平距離r=√x2+y2，垂直距離為△，懸線長(zhǎng)度L=√r2+△2。

如果大地模型是層狀大地，那么，電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率及厚度則分別為根據(jù)電磁理論的有關(guān)內(nèi)容，接收線圈處的二次場(chǎng)頻三率域水平分量磁場(chǎng)響應(yīng)B，（w）和重直分量艇場(chǎng)響應(yīng)B，（w）的表達(dá)式分別為：

3 Bx-Bz分量查表法聯(lián)合電導(dǎo)率深度成像

3.1 建立電磁響應(yīng)樣本集

根據(jù)正演算法，并且已有假設(shè)為飛機(jī)正處于平穩(wěn)飛行狀態(tài)，從飛行高度中每隔140m左右選取一個(gè)飛行高度點(diǎn)，共選擇101個(gè)目標(biāo)點(diǎn)，并且電導(dǎo)率在0.001～20.000s/m中按照等對(duì)數(shù)，挑選出55個(gè)點(diǎn)，能夠組成101×55組半空間探測(cè)模型。

3.2 Bx-Bz分量聯(lián)合查表算法

Bx-Bz分量聯(lián)合查表法建立了電導(dǎo)率-飛行高度數(shù)據(jù)表，并在表中引入飛行高度相關(guān)數(shù)據(jù)，這樣不僅僅能夠獲取響應(yīng)的信息，而且能在最短時(shí)間內(nèi)快速獲得視電導(dǎo)率。此外，X和Z兩個(gè)分量參與搜索和匹配，其不但充分利用起兩個(gè)分量的

特性，更增加了搜索時(shí)的約束條件，能夠有效提升系統(tǒng)圖像質(zhì)量。

。

Bx-Bz分量查表法聯(lián)合電導(dǎo)率深度成像的步驟如下：第一步，建立電導(dǎo)率-飛行高度數(shù)據(jù)表，所采用的算法為正演算法；第二步，計(jì)算視電導(dǎo)率，所采用的算法為查表算法、插值算法，利用的數(shù)據(jù)為磁場(chǎng)雙分量；第三步，得出成像深度，所采用的算法為擴(kuò)散深度公式；最后一步，根據(jù)上述計(jì)算得出最終的深度成像結(jié)果。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，以上是基于磁場(chǎng)多分量的聯(lián)合電導(dǎo)率深度成像算法的研究，通過(guò)深入研究，優(yōu)化了多分量測(cè)量固定翼航空點(diǎn)數(shù)據(jù)電導(dǎo)率及深度成像的理論研究，對(duì)相關(guān)技術(shù)水平的提升起到了借鑒和參考作用。

參考文獻(xiàn)

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