半航空频率域电磁倾子散度探测能力分析

近年来,为满足经济快速发展对矿产资源的强劲需求,复杂地形区深部矿产勘查成为研究热点(滕吉文等,2022)。航空ZTEM系统是复杂地形区深部矿产资源快速探测的重要工具。与传统的航空电磁探测系统相比,ZTEM具有勘探效率高、深度大、覆盖区域规则等优势。倾子散度是ZTEM探测中用于地下结构成像的有效参数。它具有解释直观,异常目标识别能力强,多个异常体横向边界分辨率高等特点(Legault et al.,2012)。

基于Robust-M估计的地空频率域电磁探测数据干扰抑制方法

地空频率域电磁探测(ground-airborne frequency-domain electromagnetic detection, GAFED),因通过无人机搭载接收系统进行空中数据采集,受到飞行因素以及环境因素的影响,引入随机噪声、尖峰噪声等环境噪声,影响数据质量。在数据预处理的基础上,提出了一种基于Robust-M估计的时窗叠加滤波方法,抑制随机噪声、尖峰噪声等,通过系数加权来消除或减弱异常点的影响。通过对该方法在模拟数据中的应用效果分析,发现相对于传统的平滑滤波方法,该方法可以有效压制随机噪声等环境噪声,在提高分辨率的基础上保证数据质量。最后通过对野外数据的应用效果,进一步验证了该方法可压制随机噪声与尖峰噪声,提高数据质量。

基于四旋翼飞行器的长导线源时域地空探测系统的研究与实现

本文介绍了一种以四旋翼飞行器为载体的时域地空电磁探测系统。该系统采用Cortex-M3内核处理器,以全差分模拟前端压制电磁干扰,实现了24位低噪声、多通道电磁数据同步采样及存储,实现了一套由四旋翼飞行器搭载的时域电磁接收系统,并通过Wi Fi Mesh网络来进行地面远程监控。该系统具有高效、低成本、勘探深度大和空间分辨率高等优点,为地质勘探提供了一种可靠的新方法。

基于同步姿态测量的地空三分量电磁接收系统设计

针对地空三分量电磁探测对接收信号高速、同步、大量存储、同时记录线圈姿态信息的需求,提出了带有高精度同步姿态测量的全波形地空电磁探测数字接收系统。设计了针对地空电磁法的模拟信号调理电路,通过两片同步驱动的高速24位AD芯片实现三通道高速采样,由FPGA实现了大量数据的实时传输。设计了同步姿态测量装置,可实时同步存储线圈姿态数据。实测结果表示,该数字采集系统能满足三个通道全速192 k Hz的采样率采集电磁数据、以100 Hz的采样率得到同步的线圈姿态数据,并通过实地野外实验证明了该系统可以完成含姿态测量的地空电磁三分量数据采集工作。

地空频率域电磁系统空心线圈传感器优化设计

针对地空频率域电磁法(GAFEM)的大范围、快速探测需求,研制了一种适用于GAFEM的高灵敏度、低噪声、低质量的空心线圈传感器(ACS)。首先,根据一维正演计算了收发距10 km处的等效面积归一化响应电压,进而确定传感器灵敏度和噪声水平的指标需求;然后,建立ACS的电路等效模型,并对电路噪声进行分析计算,引进拉格朗日乘子法来优化ACS的设计参数以达到灵敏度、噪声和质量指标要求;最后,根据优化参数设计空心线圈传感器,在电磁屏蔽室对其进行测试,结果显示在噪声参考频率(100 Hz)处,优化传感器噪声为0.09 pT/Hz^(1/2),灵敏度为14.7 mV/nT,总质量为1.25 kg。野外实验表明,地面同一测点处,本文优化ACS测量的磁场幅度与AMTC-30磁棒的测量值一致;且在空中飞行中,该ACS能获得有效磁场信号。