基于多分量測量的固定翼航空電磁數據電導率深度 成像研究

賈鵬

摘 要：固定翼航空電磁技術作為法拉第電磁感應定律的主要組成部分之一，其具備低成本、高效率的獨特優勢，正在被廣泛應用在油氣探測、地質勘查等諸多領域當中。本文將就多分量測量的固定翼航空電磁數據電導率深度成像進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有辦法來準確獲取多分量電磁響應，這就使得在進行多對一的轉換過程中，造成多分量信息的損失。

關鍵詞：多分量 固定翼航空電磁數據 電導率深度成像

中圖分類號：P631 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）11（a）-00-02

1 關于多分量測量的固定翼航空電磁數據電導率深度成像的背景分析

在科學技術飛速發展的大背景下，目前已經出現了越來越多種關于航空電磁探測的電導率深度成像的方式。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、神經網絡成像方式以及改進后的一階、二階電導率深度成像等。

在這些航空電磁探測的電導率深度成像方式中，我們可以發現，其基本上采用的都是單分量測量和單分量成像。這種成像方式所存在的弊端就在于它們并沒有辦法來準確獲取多分量電磁響應，這就使得在進行多對一的轉換過程中，造成多分量信息的損失。

現階段，慣導、激光等高新技術水平越來越高，呈現出快速發展的趨勢，接收圈的相關數據已經能夠相對準確的得到記錄。并且利用校正算法，可以在航空電磁系統中得到多分量電磁響應，能夠有效提升多分量測量水平，提升航空電磁系統的科技含量。

2 基于B場響應的雙分量聯合電導率深度成像算法

2.1 理論基礎

基于B場響應的雙分量聯合電導率深度成像算法利用的是磁場對導電異常體探測和單調性優勢。其借助層狀大地模型，能夠通過推導相關數據，構建綜合數據表。該數據表主要包括水平和垂直分量磁場、電導率、飛行高度等組成部分。通過雙分量聯合查表進行計算，最終驗證出雙分量查表法聯合電導率深度成像算法的有效性。

2.2 計算方式

建立起正演計算坐標系，坐標系中圓點為飛機中心點在地面上產生的投影。假設飛機正處于平穩的飛行狀態，并進行如下設定：發射磁偶極矩為m=I·A（I為發射電流強度，A為發射線圈的有效面積），

發射線圈（Tx）中心距地面高度為h。

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

如果大地模型是層狀大地，那么，電導率、磁導率及厚度則分別為根據電磁理論的有關內容，接收線圈處的二次場頻三率域水平分量磁場響應B，（w）和重直分量艇場響應B，（w）的表達式分別為：

3 Bx-Bz分量查表法聯合電導率深度成像

3.1 建立電磁響應樣本集

根據正演算法，并且已有假設為飛機正處于平穩飛行狀態，從飛行高度中每隔140m左右選取一個飛行高度點，共選擇101個目標點，并且電導率在0.001～20.000s/m中按照等對數，挑選出55個點，能夠組成101×55組半空間探測模型。

3.2 Bx-Bz分量聯合查表算法

Bx-Bz分量聯合查表法建立了電導率-飛行高度數據表，并在表中引入飛行高度相關數據，這樣不僅僅能夠獲取響應的信息，而且能在最短時間內快速獲得視電導率。此外，X和Z兩個分量參與搜索和匹配，其不但充分利用起兩個分量的

特性，更增加了搜索時的約束條件，能夠有效提升系統圖像質量。

。

Bx-Bz分量查表法聯合電導率深度成像的步驟如下：第一步，建立電導率-飛行高度數據表，所采用的算法為正演算法；第二步，計算視電導率，所采用的算法為查表算法、插值算法，利用的數據為磁場雙分量；第三步，得出成像深度，所采用的算法為擴散深度公式；最后一步，根據上述計算得出最終的深度成像結果。

4 結語

綜上所述，以上是基于磁場多分量的聯合電導率深度成像算法的研究，通過深入研究，優化了多分量測量固定翼航空點數據電導率及深度成像的理論研究，對相關技術水平的提升起到了借鑒和參考作用。

參考文獻

[1] 竇梅.基于迭代查表法的固定翼時間域航空電磁數據電導率深度成像研究[D].吉林大學，2017.

[2] 姜曉岑.基于階躍電流響應的航空電磁探測電導率深度成像[D].吉林大學，2016.

[3] 李冰冰.基于多分量測量的固定翼航空電磁數據電導率深度成像研究[D].吉林大學，2015.