一种解决电磁干扰的野外探测工作方法
【专利摘要】一种解决电磁干扰的野外探测工作方法，本发明属于地球物理勘探领域的野外工作方法，具体涉及一种为音频大地电磁法在野外实际工作中克服高压输电线引起的电磁干扰，从而增强信噪比，提高获取的原始数据质量的工作方法。包括以下步骤：（1）在距离测点约10km处设置一个参考站，放置1台仪器用来测量天然电磁场的的原始磁场信号和电场信号；（2）在高压线附近的测点上放置N-2（N≥3）台电道采集站采集该点处的电场信号；（3）在垂直距离高压输电线约300m测点处放置一台磁道采集站，采集磁场信号和电场信号；（4）打开步骤（2）和步骤（3）中的N-1个测点上的仪器设备进行测量；（5）记录并保存获取的时间序列数据；（6）处理得到视电阻率及阻抗相位数据。
【专利说明】一种解决电磁干扰的野外探测工作方法
【技术领域】:
[0001]本发明属于地球物理勘探领域的野外工作方法，具体涉及一种为音频大地电磁法在野外实际工作中克服高压输电线引起的电磁干扰，从而增强信噪比，提高获取的原始数据质量的工作方法。
【背景技术】:
[0002]音频大地电磁测深法是以地壳中围岩与目标体的导电性和导磁性的差异为其主要的地球物理前提，根据电磁感应原理来研究电磁场在空间、时间上的分布规律，通过采集天然场中I~10000Hz的电磁信号，从而获得地下岩石电阻率分布规律，区分地下围岩与目标体，或者解决地质构造等问题的一种地球物理勘探方法。相对于大地电磁测深法(MT)，它的勘探深度浅，一般常用于探测1000米以上的地质构造问题，对资源勘探卓有成效。与直流电阻率法相比，具有装置轻、工作效率高、不需人工供电、勘探成本低、深度大等优点，特别是具有不受高阻层屏蔽和对低阻层有较高的分辨能力。所以七十年代以来，该方法愈来愈受到各国地球物理工作者的重视，在地球物理勘探工作中发挥着越来越重要的作用。
[0003]通常，音频大地电磁仪在野外工作时均是同时采集测点上的电场信号和磁场信号如附图1所示，采集的频率范围大致是I~10000HZ，不同仪器采集的频率范围略有不同。在音频大地电磁仪采集的这个信号频段内，非常容易受人为干扰的影响，尤其是工业用电的影响。然而，随着科技的进步和人为活动范围的日渐扩大，即便是山区也往往存在着较强的人文干扰，特别是I万伏、3.5万伏、11万伏等高压输电线路，对天然电磁信号干扰非常严重。影响了 50Hz及其倍频段的数据质量，严重时甚至导致在高压线附近区域采集的数据无法使用。目前，世界上最先进和成熟的电磁仪器，即使内部已经集成了软、硬两方面的陷工频技术，如V8多功能电法仪、EH4电导率仪等仪器设备，也无法克服工作中在高压线附近带来的干扰问题。因此，为了 获取高质量的原始数据，研究音频大地电磁法抗高压线干扰技术十分必要。
【发明内容】
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[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种解决音频大地电磁测深法工作中电磁干扰的工作方法，综合分析高压输电线产生干扰的原因及传统的抗干扰方法，采用音频大地电磁法仪器在高压线附近工作时电信号与磁信号分离采集技术，同时配合使用远参考技术解决高压输电线对音频大地电磁法的影响。
[0005]为了实现这一目的，本发明的技术方案是一种解决电磁干扰的野外探测工作方法，包括以下步骤:
[0006](I)在距离测点约IOkm处设置一个参考站，放置I台仪器测量天然电磁场的的原始磁场信号和电场信号；
[0007](2)在高压线附近的测点上放置N-2 (N≤3)台电道采集站采集该点处的电场信号;[0008](3)在垂直距离高压输电线约300m测点处放置一台磁道采集站，采集磁场信号和电场信号；
[0009](4)布设完步骤(2)和步骤(3)中的N-1个测点上的仪器设备后，将这N_1台仪器置于工作状态；参考站设备开机后，打开步骤(2)和步骤(3)中的N-1个测点上的仪器设备进行测量；
[0010](5)所有仪器完成采集任务后，结束各测点上的仪器工作状态，记录并保存获取的时间序列数据；步骤(2)和步骤(3)中的N-1个测点测量仪器完成20分钟到半个小时的数据记录并保存后，保存参考站数据并将参考站关机；
[0011](6)将N台仪器获取的数据经与仪器配套的专业软件统一处理得到N-1个测点上与不同频率对应的视电阻率及阻抗相位数据，再将频点数据转换成工业标准的格式文件，最终获得音频大地电磁数据结果。
[0012]进一步的，如上所述的一种解决电磁干扰的野外探测工作方法，野外工作时参考站的选取原则是附近无人活动、Ikm范围内无电磁干扰、易于仪器的取放。
[0013]进一步的，如上所述的一种解决电磁干扰的野外探测工作方法，步骤(2)中，采集电场信号的仪器测量天然电磁场信号频率范围为0.00005Hz~10000Hz。
[0014]进一步的，如上所述的一种解决电磁干扰的野外探测工作方法，步骤(3)中测点放置的仪器与步骤(1)和步骤(2)中的N-1台仪器之间通过GPS实现采集数据时间上的同步。
【专利附图】
【附图说明】:
[0015]图1为音频大地电磁法野外工作示意图；
[0016]图2为抗干扰技 术野外工作不意图；
[0017]图3为抗干扰技术实施效果示意图。
[0018]图中:1-音频大地电磁仪，2-南北向磁探头，3-东西向磁探头，4-电极，5-电瓶，6-电道采集站，7-磁道采集站，8-GPS定位仪天线，9-参考站，10-高压线；图3中:左侧两图为电信号与磁信号分离技术获得曲线，右侧两图为远参考技术处理后得到曲线，上方两图为视电阻率曲线，下方两图为阻抗相位曲线。
【具体实施方式】:
[0019]下面结合附图对本发明技术方案进行详细说明。
[0020]本发明技术方案一种解决电磁干扰的野外探测工作方法，其布设方案如图2所示，具体方法包括以下步骤:
[0021](I)在距离测点约IOkm处设置一个参考站，放置I台仪器用来测量天然电磁场的的原始磁场信号和电场信号；野外工作时参考站的选取原则是附近无人活动、Ikm范围内无电磁干扰、易于仪器的取放。
[0022](2)在高压线附近的测点上放置N-2 (N≥3)台电道采集站采集该点处的电场信号；采集电场信号的仪器测量天然电磁场信号频率范围为0.00005Hz~10000Hz。
[0023](3)在垂直距离高压输电线约300m测点处放置一台磁道采集站，用来采集磁场信号和电场信号；磁道采集站与步骤(1)和步骤(2)中的N-1台仪器之间通过GPS实现采集数据时间上的同步。[0024](4)布设完步骤(2)和步骤(3)中的N-1个测点上的仪器设备后，将这N_1台仪器置于工作状态；参考站设备开机后，打开步骤(2)和步骤(3)中的N-1个测点上的仪器设备进行测量；
[0025](5)所有仪器完成采集任务后，结束各测点上的仪器工作状态，记录并保存获取的时间序列数据；步骤(2)和步骤(3)中的N-1个测点测量仪器完成20分钟到半个小时的数据记录并保存后，保存参考站数据并将参考站关机；
[0026](6)将N台仪器获取的数据经与仪器配套的专业软件统一处理得到N-1个测点上与不同频率对应的视电阻率及阻抗相位数据，再将频点数据转换成工业标准的格式文件，最终获得音频大地电磁数据结果。
[0027]为了说明抗高压线干扰技术的【具体实施方式】，以加拿大凤凰公司生产的V8多功能电法仪(型号为RXU-3ER;可同时测量3道数据，测量天然电磁场信号频率范围从
0.00005Hz到10000Hz，12V直流电压供电，功耗为15瓦；工作中采用张量模式)为例介绍音频大地电磁法野外工作中如何克服高压线的干扰。为提高野外工作效率、节约工作成本，实际工作中抗高压线干扰技术可能会因仪器条件、工作条件的不同而采取不同的实施方式。
[0028]例如，如果有三台仪器，而且测线方向与高压线输电线走向近于垂直，那么最多可以同时获取两个测点上的数据；如果有四台仪器，那么最多可以同时获得三个测点上的数据；如果有更多的仪器设备，则最多可以得到仪器数量减I的测量点数。但由于音频大地电磁仪设备较为昂贵，而且仪器越多雇工成本也越高等各方面原因，所以一般同一个工作区内很少有5台以上仪器同时投入工作。基于此因，下面就以一个工作区内有4台仪器同时工作的情况具体介绍一下抗高压线干扰技术的实施方法。
[0029]野外工作时4台仪器的布设方案采用的是两个电信号采集站在高压线附近的测点上测量电信号，一个V8主机在距离高压线约300m处的测点上同时测量电信号和磁信号，一个V8主机在距离工作区约IOkm的地方作为参考站，该工作方案一次可同时完成三个测点的测量工作。
[0030]野外工作时，首先布设好参考站，并将仪器开机工作。然后，再按附图3布设其它三个测点上的仪器设备，完成后将仪器开机，置于工作状态。当所有仪器完成采集任务后，结束各测点上的仪器工作状态，记录并保存获取的时间序列数据。三台测量仪器完成数据记录并保存后，通知参考站人员，保存参考站观测数据。最后，将四台仪器获取的数据经专业软件统一处理，即可得到三个测点上的音频大地电磁数据结果。
[0031]在11万伏高压线正下方实施抗高压线干扰技术获得的数据如图3所示。通常，传统的测量方法在此测点处是无法获得任何有用数据的，而采用抗高压线干扰技术后得到的该点处的音频大地电磁数据如图3所示可见，高压线下方由传统方法无法获取数据，到使用电信号与磁信号分离技术获得的可用数据，再到远参考技术处理后得到连续、光滑的高质量数据，充分说明了抗高压线干扰技术的作用。
【权利要求】
1.一种解决电磁干扰的野外探测工作方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)在距离测点约IOkm处设置一个参考站，放置I台仪器测量天然电磁场的的原始磁场信号和电场信号； (2)在高压线附近的测点上放置N-2(N≥3)台电道采集站采集该点处的电场信号； (3)在垂直距离高压输电线约300m测点处放置一台磁道采集站，采集磁场信号和电场信号; (4)布设完步骤(2)和步骤(3)中的N-1个测点上的仪器设备后，将这N-1台仪器置于工作状态；参考站设备开机后，打开步骤(2)和步骤(3)中的N-1个测点上的仪器设备进行测量； (5)所有仪器完成采集任务后，结束各测点上的仪器工作状态，记录并保存获取的时间序列数据；步骤(2)和步骤(3)中的N-1个测点测量仪器完成20分钟到半个小时的数据记录并保存后，保存参考站数据并将参考站关机； (6)将N台仪器获取的数据经与仪器配套的专业软件统一处理得到N-1个测点上与不同频率对应的视电阻率及阻抗相位数据，再将频点数据转换成工业标准的格式文件，最终获得音频大地电磁数据结果。
2.如权利要求1所述的一种解决电磁干扰的野外探测工作方法，其特征在于:野外工作时参考站的选取原则是附近无人活动、Ikm范围内无电磁干扰、易于仪器的取放。
3.如权利要求1所述的一种解决电磁干扰的野外探测工作方法，其特征在于:步骤(2)中，采集电场信号的仪器测量天然电磁场信号频率范围为0.00005Hz~10000Hz。
4.如权利要求1所述的一种解决电磁干扰的野外探测工作方法，其特征在于:步骤(3)中测点放置的仪器与步骤(1)和步骤(2)中的N-1台仪器之间通过GPS实现采集数据时间上的同步。
【文档编号】G01V3/08GK103809203SQ201210438937
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2012年11月6日 优先权日:2012年11月6日
【发明者】乔宝强, 程纪星, 刘祜, 张濡亮, 陈聪 申请人:核工业北京地质研究院