本发明属于电磁法勘探领域，具体涉及一种确定垂直磁偶极源频率和瞬变测深记录点轨迹的近似方法。
背景技术：
1、垂直磁偶极源频率和瞬变测深的观测数据，通常包括了平面波和非平面波的效应。随着感应数从大到小的变化，非平面波效应逐渐凸显，故记录点在非平面波的作用下，从观测点下方向源点方向移动。为了提高数据解释精度，需要确定记录点的移动轨迹。
2、现有技术中针对记录点轨迹的算法，如文献cao q,et al..2024.apparentresistivity-depth section generating method for short-offset electromagneticexploration[p]、us12,130,403b2和cn 117031561a公开的方法，只适合于谐变水平电偶极源的场，而垂直磁偶极源场的表现特征有所不同。
3、因此，需要一种专门确定垂直磁偶极源频率和瞬变测深记录点轨迹的方法，以克服现有技术中存在的不足。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的不足，本发明针对垂直磁偶极源频率和瞬变测深，提出了一种确定记录点轨迹的近似方法。该方法可将平面与非平面波解析地分离开来，有利于消除和利用观测数据中的阴影效应。
2、本发明采用的技术方案为：
3、一种确定垂直磁偶极源频率和瞬变测深记录点轨迹的近似方法，具体如下：
4、①垂直磁偶极源频率测深记录点的移动轨迹：在远区，记录点位于观测点的正下方，在过渡区，记录点从观测点的正下方移向地-空界面下侧；在近区，记录点沿地-空界面下侧向源点移动。记录点的移动轨迹，以记录点的水平位置和垂直位置表示：
5、
6、
7、式中，i＝1,2,…,m是观测点号，j＝1,2,…,n是频点号；为感应数，ri为偏移距，是远区与过渡区的临界值，是过渡区与近区的临界值，为远区与过渡区临界值对应的球面半径，为趋肤深度，其中μ0＝4π×10-7h/m为非磁性大地的磁导率，为视电阻率，fi,j为工作频率；
8、②垂直磁偶极源瞬变测深记录点的移动轨迹：在早期，记录点位于观测点的正下方，在中期，记录点从观测点的正下方移向地-空界面下侧；在晚期，记录点沿地-空界面下侧向源点移动。记录点的移动轨迹，以记录点的水平位置和垂直位置表示：
9、
10、式中，i＝1,2,…,m是观测点号，j＝1,2,…,n是时窗号；为感应数，ri为偏移距，是早期与中期的临界值，是中期与晚期的临界值，是中期与晚期临界值对应的球面半径，为扩散深度，其中μ0为非磁性大地的磁导率，为视电阻率，ti,j为观测时窗；
11、进一步，算式(1)和算式(2)所涉视电阻率由以下的通用表达式定义
12、①垂直磁偶极源频率测深的全区通用表达式：
13、
14、式中，为向电场强度分量，为向磁场强度分量，为向磁场强度分量，fi,j为工作频率，i1和i2分别为1阶和2阶第一类修正bessel函数，k1和k2分别为1阶和2阶第二类修正bessel函数，exp为指数函数，m＝isn为磁偶极矩，其中i为谐变源电流，s为磁偶极子面积，n为匝数；
15、②垂直磁偶极源瞬变测深的全期通用表达式：
16、
17、
18、式中，为向电场强度分量，为向磁场强度分量，为向磁场强度分量，ti,j为观测时窗，i1和i0分别为1阶和0阶第一类修正bessel函数，exp为指数函数，erf为误差函数，m＝isn为磁偶极矩，其中i为瞬变源电流，s为磁偶极子面积，n为匝数。
19、进一步，以全区通用表达式(3a)和式(3c)定义的视电阻率，采用简单迭代法或二分法计算；以全区通用表达式(3b)和全期通用表达式(4a)、(4b)、(4c)定义的视电阻率采用二分搜索法计算。
20、进一步，①由远区分离点和近区分离点确定的方法为：从高频端向低频方向，将场的全区视电阻率曲线与远区视电阻率曲线的最后一个重合点，定义为远区分离点，与远区分离点对应的感应数记为从低频端向高频方向，将场的全区视电阻率曲线与近区视电阻率曲线的最后一个重合点，定义为近区分离点，与近区分离点对应的感应数记为
21、②由早期分离点和晚期分离点确定的方法为：从早期端向晚期方向，将场的全期视电阻率曲线与早期视电阻率曲线的最后一个重合点，定义为早期分离点，与早期分离点对应的感应数记为从晚期端向早期方向，将场的全期视电阻率曲线与晚期视电阻率曲线的最后一个重合点，定义为晚期分离点，与晚期分离点对应的感应数记为
22、进一步，确定分离点所涉远区与近区的各场表达式，早期与晚期的各场表达式如下：
23、①垂直磁偶极源频率测深的远区与近区渐进表达式
24、远区表达式
25、
26、
27、近区表达式
28、
29、②垂直磁偶极源瞬变测深的早期与晚期渐进表达式
30、早期表达式
31、
32、晚期表达式
33、
34、进一步，确定分离点所涉的远区与近区视电阻率定义式，早期与晚期视电阻率定义式如下：
35、①垂直磁偶极源频率测深：
36、远区视电阻率由式(5a)，式(5b)和式(5c)定义
37、
38、近区视电阻率由式(5e)定义
39、
40、②垂直磁偶极源频率测深：
41、早期视电阻率由式(6a)，式(6b)和式(6c)定义
42、
43、晚期视电阻率由式(6d)，式(6e)和式(6f)定义
44、
45、进一步，①对于垂直磁偶极源频率测深，当全区视电阻率与远区视电阻率之间满足
46、
47、则判定为远区重合点；
48、当全区视电阻率与近区视电阻率之间满足
49、
50、则判定为近区重合点；式中，αfar和αnear分别为远区重合点和近区重合点的容差值；
51、②对于垂直磁偶极源瞬变测深，当全期视电阻率与早期视电阻率之间满足
52、
53、则判定为早期重合点；
54、当全期视电阻率与晚期视电阻率之间满足
55、
56、则判定为晚期重合点，式中，αearly和αlate分别为早期重合点和晚期重合点的容差值。
57、进一步，上述确定远区和近区分离点、早期和晚期分离点的方法适用于所有主动源频率和瞬变测深。
58、进一步，①垂直磁偶极源频率测深的分量还适用于估算全区记录点的移动轨迹，和分量只能用于估算远区和过渡区中的记录点移动轨迹；②垂直磁偶极源瞬变测深的全部场分量都可用于估算全期记录点的移动轨迹。
59、进一步，①垂直磁偶极源频率测深的分量，还适用于在近区测量大地表面的视电阻率，②垂直磁偶极源瞬变测深的全部场分量还适用于在晚期测量大地表面的视电阻率。
60、有益效果
61、1)本发明所提出的方法可以确定垂直磁偶极源频率和瞬变测深的记录点轨迹，填补了现有技术中的空缺。
62、2)本发明可将阴影效应的影响从观测数据中分离出来，提高了垂直磁偶极源频率和瞬变测深数据解释的准确性。
63、3)本发明在主动源电磁法的三维数值正反演之外，为处理复杂地电构造，提供了一种简便快速的解析分析方法。
64、4)本发明用垂直磁偶极源频率和瞬变测深场表达式定义视电阻率的方法，为获取地表电阻率提供了一种观测手段。