电磁法勘探中梯度场测量方法研究.pdf

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1、第３８卷第４期仪器仪表学报Ｖｏｌ３８Ｎｏ４２０１７年４月ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＡｐｒ．２０１７电磁法勘探中梯度场测量方法研究１，２１，２１，２２１，２刘长胜，刘鹏，曾新森，张景元，史志辉（１．吉林大学地球信息探测仪器教育部重点实验室长春１３００６１；２．吉林大学仪器科学与电气工程学院长春１３００６１）摘要：梯度测量对提高电磁法勘探的分辨能力和压制环境噪声干扰具有重要意义。通过硬件差分直接测量梯度场和先测量绝对场后经软件差分计算求取梯度场是实现电磁梯度数据获取的两种典型方式。给出了这两种测量方式的具

2、体实现方案，并对测量效果进行了对比分析，探究了误差来源和压制方法。研究表明，测量通道的不一致性，尤其是相位差是影响电磁梯度测量准确性的关键因素。对于硬件差分直接测量梯度场而言，这种通道不一致引起的误差难以通过事后校准的方法消除，且误差大小随梯度值减小而急剧增加，最终不可用。先测量绝对场后进行软件差分的方法，可以得到更小的测量误差，而且通过通道校准后，测量精度得到进一步提高。在不能确保采集通道高度一致的情况下，先测量绝对场再求取梯度场的方式是实现电磁梯度测量的最优途径，该方法还可以同时获取绝对场以辅助梯度数据解释。该研究成果为电磁梯度系统开发提供了有益参

3、考。依据该方法所研制的频率域电磁场梯度采集系统在江苏滩涂获得的实验结果也证明了该测量方法的优越性。关键词：电磁法；梯度测量；一致性；硬件差分；软件差分中图分类号：ＴＨ７６２文献标识码：Ａ国家标准学科分类代码：５１０．４０１０Ｓｔｕｄｙｏｎｇｒａｄｉｅｎｔｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｉｎｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ１，２１，２１，２２１，２ＬｉｕＣｈａｎｇｓｈｅｎｇ，ＬｉｕＰｅｎｇ，ＺｅｎｇＸｉｎｓｅｎ，ＺｈａｎｇＪｉｎｇｙｕａｎ，ＳｈｉＺｈｉｈｕｉ（１．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＧｅｏｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔ

4、ａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＪｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００６１，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＪｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００６１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｇｒａｄｉｅｎｔｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｈａｓａｇｒｅａｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎａｎｄｔｏｓｕｐｐｒｅｓｓｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎ

5、ｍｅｎｔａｌｎｏｉｓｅａｎｄｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ．Ｔｈｅｒｅａｒｅｔｗｏｔｙｐｅｓｏｆｍｅｔｈｏｄｓｔｏｍｅａｓｕｒｅｇｒａｄｉｅｎｔｆｉｌｅｄ，ｍｅａｓｕｒｉｎｇｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｓｉｇｎａｌｄｉｒｅｃｔｌｙｂｙｈａｒｄｗａｒｅａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｗｏｃｈａｎｎｅｌｓｏｆａｂｓｏｌｕｔｅｖｅｃｔｏｒｆｉｅｌｄ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｓｐｅｃｉｆｉｃｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｔｈｉｓｔｗｏｍｏｄｅｓａｒｅａｃｈｉｅｖｅｄ，ａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｉｓｔｗｏｍｅｔｈｏｄｓａｒｅ

6、ｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｂｅｓｉｄｅｓｔｈｅｓｏｕｒｃｅｓｏｆｅｒｒｏｒａｎｄｍｅｔｈｏｄｓｔｏｓｕｐｐｒｅｓｓｎｏｉｓｅａｒｅｅｘｐｌｏｒｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｓｈｏｗｓｔｈａｔｄｉｓｃｏｒｄａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｃｈａｎｎｅｌｓ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｔｈｅｐｈａｓｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｉｓｔｈｅｋｅｙｔｏｉｎｆｌｕｅｎｃｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｃｃｕｒａｃｙ．Ａｓｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅｍｏｄｅａｃｑｕｉｒｅｓｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｓｉｇｎａｌｂｙｈａｒｄｗａｒｅｄｉｒｅｃｔｌｙ，ｉｔｉｓｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏｅｌｉｍｉｎａｔｅｔｈｅｅｒｒｏｒｃ

7、ａｕｓｅｄｂｙｄｉｓｃｏｒｄａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｃｈａｎｎｅｌｓａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅｅｒｒｏｒｍａｇｎｉｔｕｄｅｉｎｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｔｈｅｄｅｃｒｅａｓｅｏｆｔｈｅｇｒａｄｉｅｎｔｔｏｏｒａｐｉｄｌｙｔｏｍｅａｓｕｒｅｔｈｅｇｒａｄｉｅｎｔｆｉｅｌｄ．Ｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｍｏｄｅ，ｗｈｉｃｈａｃｑｕｉｒｅｓｇｒａｄｉｅｎｔｆｉｅｌｄｂｙｓｏｆｔｗａｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｍｅｔｈｏｄａｆｔｅｒｍｅａｓｕｒｉｎｇａｂｓｏｌｕｔｅｆｉｅｌｄ，ｃａｎａｃｈｉｅｖｅｓｍａｌｌｅｒｅｒｒｏｒ

8、，ａｎｄｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｃｃｕｒａｃｙｃａｎｂｅｆｕｒｔｈｅｒｉｍｐｒｏｖｅｄａ