一种物探仪器系统特性高精度标定方法

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1、国为总子6UOWKI。LTD法，他是一种基于观测的科学。工作流程主要是根据勘查区物性合肥国为电子有限公司HEFEIGUOWEIELECTRONICSCO一种物探仪器系统特性咼精度标定方法1213罗维斌，李梅，韩海涛，高曙德(1.甘肃省有色地质调查院，甘肃兰州730000；2.中国地质大学(北京)信息工程学院，北京100083；3.中国地震局兰州地震研究所，甘肃兰州730000)摘要：笔者提出了基于相关辨识的物探仪器系统特性标定方法，采用逆重复M序列作为激发信号，向仪器测量通道输入编码电流，按一定的

2、采样率，记录激发电流和仪器响应输出时间序列，采用循环互相关法获取仪器系统的频率响应。仿真计算结果表明采用编码源循环互相关法标定仪器系统特性，提高了系统频率特性的频率分辨率。多周期叠加能显著提高辨识精度，提高采样率也有助于提高辨识精度，但要与系统数据存贮能力相匹配。关键词：仪器标定；逆重复M序列；循环互相关；频率响应地球物理勘查工作是一种利用仪器设备在地表或井中观测各类地球物理场的分布，来获得地下地质体的分布的物理勘探方条件，选择好方法及观测仪器，进行野外数据采集，对数据处理并反演，结合已知地质信息

3、对反演结果进行合理地质解释，必要时要投入多种方法进行综合勘查。电磁法勘查技术是电法中最活跃的分支之一，基于编码源的抗干扰仪器也已开始实用化。地址：合肥市高新区望江西路800号合肥创新产业园。3楼4层国为总子6UOWKI。LTD电磁法仪器在电磁法勘查中扮演重要角色,仪器性能优劣直合肥国为电子有限公司HEFEIGUOWEIELECTRONICSCO接影响勘查效果。目前，国内大深度电磁法勘查仪器系统以国外仪器为主，如V8、GDP32等。国内科研院所也在积极研发国产的电磁法工作站，如中科院地质与地球物理研

4、究所研制的SEP电磁系统，中南大学广域电磁法观测系统，湖南强军科技有限公司研发的精密激电仪器等。观测方法已向阵列式观测方向发展，提高了观测效率和观测精度。阵列式观测的一个前提是所投入的采集设备有较好的一致性，也就是各台观测仪器系统性能一致，这在硬件设计上技术要求是很高的。解决的办法是对仪器系统进行标定，获得每台仪器的系统性能频率响应，在数据处理中消除仪器本身的响应，而得到待探测大地本身的一致响应。对于仪器标定目前的常规做法是扫频法，设定频率表，按频率表逐频产生正弦波激励信号，测量仪器的频率响应，标

5、定时间长且精度不太高。刘立超介绍了一种利用逆重复M序列的仪器标定方法，测试结果显示比扫频法有更高的标定效率和精度。笔者提出一种新的获取观测仪器频率响应的方法并己申报专利。利用逆重复M序列为信号源，同步记录激励电流信号和仪器系统响应信号，采用循环互相关法获得系统的频率响应。并通过仿真，讨论了测量叠加周期以及采样率等参数对标定结果的影响。仿真结果表明该方法有较高的频率分辨率及抗干扰能力。地址：合肥市高新区望江西路800号合肥创新产业园。3楼4层Si国为电子SUOWI'5'"合肥国为电子有限公司HEFE

6、IGUOWEIELECTRONICSCO。LTD1原理和方法釆用PRBS或逆重复M序列为激励信号波形，利用互相关法辨识待辨识系统的频率响应是一种应用广泛的系统辨识方法。由互相关法系统辨识理论，系统输入、输出的互相关，有：*心(”，(1)其中：hs(t)是观测系统的冲激响应，R(t)是输入信号的自相关，Ru(t)系统输入与输出信号的互相关。在复数域有：$“($)=兄($冷($),(2)其中：Syu(s)和Su(s)分别是互相关Rzu(t)和自相关R(t)的拉普拉斯变换，H(s)是观测系统自身hs(t

7、)的拉普拉斯变换。将拉氏变量s用je代换，则仪器系统的频率传递函数：S(]w)H(jiv)二,(3)AJS3)由式(3)可获得仪器系统的频率特性。1.1参考信号法辨识方法基于循环互相关法辨识仪器系统频率响应的方法，是在式(3)的计算中引入了一个参考信号SS,设置产生PRBS或逆重复M序列的寄存器位数N及固定反馈位后，产生的序列模态是固定的；不同的寄存器初始状态产生延时不同的时间序列，但具有地址：合肥市高新区望江西路800号合肥创新产业园。3楼4层国为ITIONICS合肥国为电子有限公司HEFEIG

8、UOWEIELECTRONICSCOoLTD相同的频谱分布。选取时钟频率Fc,采样率fS,软件生成与激发波形码长相同的整数周期的PRBS或逆重复M序列时间序列作为参考信号SSo用这个参考信号SS,分别与系统输入信号u(t)(信号产生参数与SS相同)，系统输出信号y°ut(t)做循环互相关(处理时将输入、输岀时间序列截取为激发序列周期的整数倍)，由循环互相关时间序列的FFT变换得到互功率谱,由式(8)和(9)恢复出系统的频率响应。(4)(5)(6)(7)(8)C“$(()=cxcor