多通道瞬變電磁探測技術(shù)

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 常規(guī)瞬變電磁法 1
1.1.1 回線源瞬變電磁法 1
1.1.2 電性源長偏移瞬變電磁法 2
1.1.3 電性源短偏移瞬變電磁法 3
1.2 多道瞬變電磁法 4
1.2.1 多道瞬變電磁法工作原理 4
1.2.2 多道瞬變電磁法發(fā)展歷史 6
1.3 多道瞬變電磁法裝備簡介 8
1.3.1 常規(guī)瞬變電磁法裝備簡介 8
1.3.2 多道瞬變電磁法裝備簡介 9
1.4 研究展望 10
參考文獻(xiàn) 10
第2章 MTEM基礎(chǔ) 14
2.1 電磁場理論基礎(chǔ) 14
2.1.1 1D頻率域電磁場響應(yīng) 14
2.1.2 1D時間域電磁場響應(yīng) 15
2.1.3 電偶源激發(fā)下多維模型的電磁場響應(yīng) 16
2.1.4 電磁感應(yīng)物理機(jī)制分析 19
2.1.5 發(fā)射碼特性分析 26
2.1.6 數(shù)字信號處理基本理論 39
2.2 MTEM關(guān)鍵技術(shù) 44
2.3 MTEM技術(shù)特點 46
參考文獻(xiàn) 48
第3章 偽隨機(jī)編碼大功率電磁信號發(fā)射機(jī) 50
3.1 大功率電磁信號發(fā)射機(jī)的現(xiàn)狀與原理 50
3.1.1 大功率電磁信號發(fā)射機(jī)現(xiàn)狀 50
3.1.2 大功率電磁信號發(fā)射機(jī)原理 53
3.1.3 偽隨機(jī)編碼大功率MTEM發(fā)射機(jī)方案選擇 56
3.2 偽隨機(jī)編碼技術(shù) 57
3.2.1 高精度大地脈沖響應(yīng)提取方法 57
3.2.2 數(shù)值模擬與辨識效果 60
3.2.3 編碼參數(shù)選擇討論 63
3.3 偽隨機(jī)編碼大功率電磁信號發(fā)射機(jī)的實現(xiàn) 65
3.3.1 MTEM電磁發(fā)射機(jī)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計 65
3.3.2 MTEM電磁發(fā)射機(jī)的軟開關(guān)技術(shù) 66
3.3.3 MTEM電磁發(fā)射機(jī)的關(guān)鍵器件選型 70
3.3.4 MTEM電磁發(fā)射機(jī)的設(shè)計與實現(xiàn) 75
參考文獻(xiàn) 83
第4章 分布式偽隨機(jī)電磁數(shù)據(jù)采集站與主控系統(tǒng)實現(xiàn) 84
4.1 電磁數(shù)據(jù)采集站原理 84
4.1.1 多通道采集架構(gòu) 84
4.1.2 采集基本組成 86
4.1.3 采集系統(tǒng)指標(biāo) 87
4.2 磁場數(shù)據(jù)采集站研究現(xiàn)狀 87
4.2.1 國外研究現(xiàn)狀及水平 88
4.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀及水平 90
4.3 分布式偽隨機(jī)電磁信號采集站實現(xiàn) 91
4.3.1 MTEM采集站總體方案與設(shè)計原則 91
4.3.2 采集站硬件系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn) 93
4.3.3 采集站軟件設(shè)計與實現(xiàn) 96
4.3.4 采集站結(jié)構(gòu)設(shè)計 99
4.4 主控系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn) 100
4.4.1 主控系統(tǒng)總體方案與設(shè)計原則 100
4.4.2 主控系統(tǒng)硬件設(shè)計 101
4.4.3 主控系統(tǒng)軟件設(shè)計 101
4.4.4 主控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計 107
4.5 采集站與主控系統(tǒng)數(shù)據(jù)質(zhì)量保證 108
4.5.1 采集站頻率響應(yīng)標(biāo)定和時間同步性測試 108
4.5.2 脈沖響應(yīng)準(zhǔn)實時提取 110
參考文獻(xiàn) 111
第5章 MTEM數(shù)據(jù)傳輸與控制系統(tǒng) 113
5.1 地球物理勘探數(shù)據(jù)傳輸原理 113
5.1.1 地球物理勘探中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌l(fā)展 113
5.1.2 地球物理勘探中的數(shù)據(jù)傳輸現(xiàn)狀 114
5.1.3 MTEM數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c 115
5.1.4 低功耗地球物理勘探數(shù)據(jù)傳輸問題分析 116
5.1.5 低功耗地球物理勘探專用數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計方案 120
5.2 MTEM高速低功耗數(shù)據(jù)傳輸實現(xiàn) 122
5.2.1 采集站接口 123
5.2.2 電源站 134
5.2.3 交叉站 140
5.2.4 基于FPGA的高速可靠數(shù)據(jù)傳輸 145
5.2.5 系統(tǒng)軟件設(shè)計 148
5.2.6 系統(tǒng)設(shè)計小結(jié) 151
參考文獻(xiàn) 152
第6章 MTEM數(shù)據(jù)處理 154
6.1 MTEM電磁數(shù)據(jù)預(yù)處理 154
6.1.1 噪聲去除方法 154
6.1.2 地表一致性校正 167
6.1.3 大地脈沖響應(yīng)時間剖面計算 168
6.1.4 峰值時刻視電阻率計算 168
6.2 應(yīng)用實例 172
參考文獻(xiàn) 177
第7章 MTEM響應(yīng)模擬 181
7.11DMTEM數(shù)值模擬 181
7.1.1 基本公式 181
7.1.2 1D介質(zhì)中的大地脈沖響應(yīng) 182
7.1.3 偽隨機(jī)編碼源下的信號合成 183
7.2 2D MTEM數(shù)值模擬 186
7.2.1 2D有限元正演模擬方法的實現(xiàn) 186
7.2.2 2D瞬變電磁脈沖響應(yīng) 192
7.2.3 多通道瞬變電磁法數(shù)值模擬 193
7.3 MTEM野外實際觀測數(shù)據(jù)仿真 199
7.4 3D MTEM數(shù)值模擬 200
7.4.1 3D有限差分法 201
7.4.2 3D有限體積法 213
參考文獻(xiàn) 229
第8章 MTEM數(shù)據(jù)反演成像 233
8.1 MTEM 1D反演方法 233
8.1.1 基本理論 233
8.1.2 數(shù)值驗證 235
8.1.3 應(yīng)用實例 238
8.2 MTEM 3D反演方法 241
8.2.1 目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建 241
8.2.2 高斯牛頓法反演 243
8.2.3 MTEM 3D反演數(shù)值算例 248
8.3 MTEM 2D及3D偏移成像方法 255
8.3.1 掃時波場變換技術(shù) 255
8.3.2 2D及3D偏移成像基本理論 258
8.4 MTEM偏移成像軟件系統(tǒng)介紹 261
8.4.1 MTEM偏移成像軟件系統(tǒng)開發(fā)原理 261
8.4.2 MTEM偏移成像軟件系統(tǒng)成像檢驗 263
8.4.3 MTEM數(shù)據(jù)成像效果 266
8.5 MTEM數(shù)據(jù)管理及結(jié)果可視化 267
8.5.1 軟件簡介 268
8.5.2 應(yīng)用結(jié)果 269
參考文獻(xiàn) 272
第9章 MTEM系統(tǒng)整體設(shè)計及集成優(yōu)化與方法試驗 276
9.1 系統(tǒng)集成 276
9.1.1 分系統(tǒng)功能設(shè)計 277
9.1.2 硬件接口和數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議 279
9.1.3 系統(tǒng)集成與室內(nèi)測試 281
9.2 方法試驗 283
9.2.1 內(nèi)蒙古興和縣曹四夭鉬礦區(qū)MTEM系統(tǒng)集成試驗 283
9.2.2 河北省任丘油田MTEM系統(tǒng)集成試驗 289
9.2.3 內(nèi)蒙古興安盟MTEM系統(tǒng)集成試驗 298
第10章 MTEM系統(tǒng)總述 306
10.1 MTEM系統(tǒng)儀器硬件和實測剖面成果 306
10.2 MTEM系統(tǒng)性能指標(biāo) 306
10.2.1 發(fā)射機(jī)子系統(tǒng) 307
10.2.2 接收機(jī)子系統(tǒng) 308
10.2.3 數(shù)據(jù)傳輸及傳感器子系統(tǒng) 308
10.2.4 資料處理與偏移成像軟件 309
10.3 MTEM系統(tǒng)總體設(shè)計及集成優(yōu)化與方法試驗 309
附錄：部分專有名詞 310