、频率域地空电磁勘探方法正演结果图
[0029] 4a磁场响应幅度随偏移距y变化曲线
[0030] 4b磁场相对异常随偏移距y变化曲线
[0031] 图5、地空电磁勘探实验归一化磁场幅度曲线
[0032] 图6、野外勘探实验发射频率及对应发射电流
[0033] 图7、本发明与地面频域电磁勘探方法的勘探效率对比表。
[0034] 1发射系统，2接收系统，3GPRS远程监控系统，4发射机，5接地长导线，6发射电流 记录装置，7磁传感器，8接收机，9飞行器，10目标体，11测线。
【具体实施方式】：
[0035] 下面结合附图和实例作进一步的详细说明：
[0036] 图1所示为频率域地空电磁勘探系统示意图，地空电磁勘探系统由工作于地面的 发射系统1、工作于空中的接收系统2以及基于GPRS的远程监控系统3组成。发射系统由 一台或一组平行等间距分布的接地长导线4、发射机5和发射电流记录装置6组成。每台发 射机通过接地长导线向地面发射单一频率的方波或含有多个频率成分的伪随机波。接收系 统由磁传感器7、接收机8和飞行器9组成，在GPRS监控系统3的控制下测量空中的磁场信 号。
[0037] 频率域地空电磁勘探方法中上述勘探系统按以下步骤进行：
[0038] A、根据测量任务和目标确定测区位置、发射系统的位置及发射频率，并在测区正 上方沿垂直或平行接地长导线方向设计测线；接地长导线间距为50米，平行分布的接地长 导线做发射源；
[0039] B、布置发射系统，启动发射机并控制接地长导线向地面激发单频方波或多频伪随 机波，同时启动发射电流记录装置，记录发射频率及发射电流并按时间序列存储；
[0040] C、飞行器搭载接收系统在测线正上方固定高度上匀速飞行，GPRS远程监控系统控 制接收机通过GPS与发射机同步采集空中X，y, z三个方向的磁场，同时记录接收机的高度 H及位置坐标P并按时间序列存储；
[0041] D、以存储时间为依据整理数据得到各测点的采集数据，获取采集信号的频谱，并 通过全区视电阻率法对数据进行处理，反演解释地下电性结构信息。
[0042] 图2所示为针对已知地质走向的目标体8,发射系统位置分别如图2a和2b所示 时，可以沿平行或垂直于接地长导线方向设计并布置测线。
[0043] 图3所示为频率域地空电磁勘探方法数据处理流程图，图中展示了地空电磁勘探 方法采集数据的处理流程。
[0044] 步骤D所述的数据整理按以下步骤进行：
[0045] a、将测线所有时间序列按时间分段，分段时间间隔t依据飞行器的速度V、勘 探要求的测点间距D为100m，保证t时间满足采样定理即保证t时间内采集到a(a > 2)个周期的频率为的信号，且t时间内飞行器飞过的路程不超过测点间距D，即保证： t =驚(3>2〕.且vXt 彡D;
[0046] b、将各时间段数据通过多次叠加合成为一个测点的数据，并通过计算数据段对应 的飞行器的平均位置坐标确定测点的位置坐标P m;
[0047] c、通过频谱分析提取第η条测线位置坐标为Pm的测点，发射频率fk对应三个方向 磁场的幅度，记为 Hx(n，Pm，fk)、Hy(n，Pm，f k)、Hz(n，Pm，fk);
[0048] d、对发射电流记录装置的采集数据进行处理，得到不同发射频率fk对应的发射电 流ik，对磁场幅度进行归一化：H
【主权项】
1. 一种频率域地空电磁勘探方法，其特征在于，采用频率域地空电磁探测装置，通过地 面发射，空中接收的工作方式获取频率域地空电磁探测数据。
2. 按照权利要求1所述的频率域地空电磁勘探方法，其特征在于，探测装置由位于地 面的发射系统、位于空中的接收系统和位于地面的GPRS远程监控系统组成。
3. 按照权利要求2所述的频率域地空电磁勘探方法，其特征在于，发射系统是由一台 或一组平行等间距分布的接地长导线、发射机和发射电流记录装置组成，接地长导线间距 依据勘探要求的发射功率和勘探区域的面积而定，通常为30米?100米。
4. 按照权利要求1所述的频率域地空电磁勘探方法，其特征在于，包括W下步骤： A、 根据测量任务和目标确定测区位置、发射系统的位置及发射频率，并在测区正上方 沿平行或垂直接地长导线方向设计测线，保证最大收发距处的接收机能够接收到有效信 号； B、 布置发射系统并记录接地长导线的长度dl，启动发射机并控制接地长导线源向地面 激发单频方波或多频伪随机波，同时启动发射电流记录装置，记录发射频率及发射电流并 按时间序列存储； C、 飞行器搭载接收系统在测线正上方固定高度上匀速飞行，GPRS远程监控系统控制接 收机通过GI^S与发射机同步采集空中X，y，Z S个方向的响应磁场信号，同时记录接收机的 高度H及位置坐标P并按时间序列存储； D、 W存储时间为依据整理数据得到各测点的采集数据，获取采集信号的归一化频谱， 并通过全区式电阻率法对数据进行处理，反演解释地下电性结构信息。
5. 按照权利要求4所述的频率域地空电磁勘探方法，其特征在于，步骤D所述的数据整 理按W下步骤进行： a、 将测线所有时间序列按时间分段，分段时间间隔t依据飞行器的速度V、满足勘探要 求分辨率的测点间距D为50?500m W及最低发射频率而定，保证t时间满足采样定理 即保证t时间内采集到a(a > 2)个整周期的频率为的信号，且t时间内飞行器飞过的 路程不超过测点间距D，即保证；t = f 0 >巧且VX t《D ; b、 将各时间段数据通过多次叠加合成为一个测点的数据，并通过计算数据段对应的飞 行器的平均位置坐标确定测点的位置坐标Pm; C、通过频谱分析提取第n条测线位置坐标为Pm的测点，发射频率f k对应的X，y，Z方 向磁场的幅度，分别记为 Hx (n，Pm，fk)、Hy (n，Pm，fk)、Hz (n，Pm，fk); t对发射电流记录装置的采集数据进行处理，得到发射频率fk对应的发射电流1 k， 对磁场的幅度进行归一化，即；蝴1巧》，成)="、:'以产'，武(n，P,，,，乂占,;//')， h 乂 dl
【专利摘要】本发明涉及一种频率域地空电磁勘探方法，该方法采用地面发射，空中接收电磁波信号的工作模式，提取信号的频谱并通过全区视电阻率法反演解释地下电性结构，是一种新型的电磁勘探方法。工作于地面的发射系统，通过多台级联向地下发射多频伪随机波，激发一次可获得多个频率的信号，大大提高了探测效率。接收系统搭载在飞行器上，在测区上空测量磁场，能够适应地表结构复杂的环境同时减弱了近场影响引起的静态效应，拓展了电磁勘探的探测范围。系统可在测量多个磁场分量的情况下对被测磁场分量进行校正和补偿，提高了磁场测量的分辨能力。此方法适用于地表条件恶劣区域的深部探测，具有探测范围广、探测深度大、探测效率高等特点。
【IPC分类】G01V3-00
【公开号】CN104597506
【申请号】CN201510039201
【发明人】林君, 康利利, 刘长胜, 刘立超, 周海根, 周逢道, 曾新森, 史志辉, 王爽
【申请人】吉林大学
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年1月26日