开题报告时间域航空电磁数据tau域的分析与研究

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1、一、课题研究背景及意义航空电磁法（AirborneElectromagnetic,简称AEM）是以电磁感应定律为基础，以飞机为运载工具的一种航空物探测量方法。它具有飞行速度快，覆盖面积大，效率高，成本低,通用性好等优势，尤其在地形比较复杂的山区、无人区等。但也存在一些不足，比如由不同发射电流波形接收的电磁数据不具冇同一的时间特性；后续的类查表法电导率深度成像不具有通用性；数据量大导致的处理解释速度缓慢等问题。本文依托国家863计划，结合高技术研究发展项目，重大科研装备研制项目和自然基金项口的科学实践，以航空电磁法

2、经典理论知识为基础，研究了时间域航空电磁数据tau域方法，针对上述问题进行了有序研究。二、国内外进展状况50多年來，AEM测量技术取得了巨大的技术进步。1948年夏季，Stanmac和McPhar公司在加拿人进行了固定翼飞机AEM系统的首次成功试验飞行，标志着勘探地球物理的新分支——AEM的诞生。5（）年代是测量平台（肓升机和固定翼飞机）和系统配置（硬架式发射、接收系统，大间距的双吊舱系统等）的创新时期；60年代，系统品种增多，技术不断改进；70年代，航空电磁技术进一步完善；80年代，航空电磁系统朝着多线圈、多频

3、率、高分辨率的直升机系统或者朝着大穿透深度、时间域、固定翼飞机系统的方向发展；90年代，固定翼飞机系统一般测量3个分量，并选择合适的脉冲宽度和脉冲频率，以期在导电地层屮有更人的有效穿透深度。肓升机系统一般是5个线圈对和5个频率，或者是更多的线圈对，以期获得更高的分辨率。最近儿年AEM在测虽系统、数据处理和数据解释技术方面都有了新的发展。应用领域也在不断发生着变化，尤其是欧美、加拿大、澳大利亚等国将AEM广泛应用于环境、土壤土质等领域。我国的AEM的研究起始于20世纪50年代末。我国AEM发展并不顺利，70年代末我

4、国才开始引进国外先进的仪器设备。80年代我国物探工作者总结了历史经验，把注意力转向应用AEM进行地质填图、间接找矿、水文和农业生态地质调查、环境等领域。AEM数据处理及解释相对比较复杂。虽然我国AEM发展不顺利，但我国物探工作者对该方法的数据质量评价、数据处理、图示、反演、解释等，还是开展了必要的研究工作。在高度校正、零漂校正、区场图示、相位标差界常计算、二层电阻率反演、边界元数值模拟方面取得了一定进展，基本上适应了工作发展需要，达到了比较先进的水平。但是总体来说我国航空电法与国际发展水平还有相当人的差距。木世纪

5、初，吊舱式时间域直升机电磁勘查系统发展迅速，国外一些公司的系统已较为成熟。在这一领域，加拿大等西方国家占据着领先地位，并拒绝将技术和设备出售给我国。随着我国矿产资源的勘查开发程度不断提高，在地表和浅地血发现新矿•床的难度不断增大,需要尽快装备探测深度大、分辨率高、找矿效果好的新型快速勘探系统。目前，我国首部巾舱式时间域航空电磁系统实验勘杏获得成功。该系统能够发现地下500米空间内的电磁异常，为寻找冇色金属矿产和地下水资源提供线索。若此技术能推广应用，有望在我国找矿突破战略行动中发挥巨大作用。经过中国国土资源航空物

6、探遥感中心和吉林大学联合申请，2007年国家科技部同意在国家高技术研究发展计划（863计划）小设立《吊舱式时间域直升机航空电磁勘查系统开发集成》课题，并于2008年正式启动。课题组汇集了来自中国国土资源航空物探遥感中心、吉林大学、成都理工大学、中南大学、北京航空航天大学的方法技术、软件、硬件各专业三十几位国内顶尖专家。经过4年不懈努力，我国首部巾舱式时间域航空电磁系统研制成功，并达到国际同类勘探系统的技术水平。过去的频率域航空电磁系统探测深度只能达到100米左右，而吊舱式时间域航空电磁系统直升机的飞行速度在75〜

7、80公里/小时，探测深度可达500米，具有飞行高度低、勘探深度大、机动灵活等特点，保证了探测精度。三、基本研究内容本课题依托国家863计划，结合高技术研究发展项目，重大科研装备研制项目和口然基金项目的科学实践，以航空电磁法经典理论知识为基础，研究了时间域航空电磁数据tau域方法，针对目前问题进行了有序研究，主要内容及结构如F：（1）研究了利用奇异值分解法来重构电磁数据；（2）对比不同电流发射波形，包括阶跃，半正弦，梯形等的优缺点；（3）计算接收线圈内感应电动势的瞬变过程；进而根据电磁响应公式推导了计算出任意发射波

8、形的响应；（4）对off-time段数据去除任意波形对响应产牛的影响；（5）分析了tau域里各参数的意义，电导极限电阻极限分别所代表的含义；（6）Tau值与地下冃标体儿何形状和电导率Z间的关系；（7）通过奇异值分解法得到的特征值和特征向量与发射脉宽、形状和选取不同tau值范围之间的联系与影响；并进行了模型数据仿真计算；（8）应用奇异值分解法去除IP激发极化效应；（9）对时