减少海底电磁探测数据丢失的实时备份技术

针对海底电磁探测过程中容易引发的实测数据丢失的问题,提出实时数据备份的技术方案。该技术是指将同组实测数据同时分别地存入2个独立的电子硬盘。2个盘冗余的信息量,足以弥补单个盘存储数据所潜在的信息丢失的缺陷。在所设计的电路中,以PC104嵌入式计算机为控制单元,扩展USB接口芯片及逻辑控制门阵列。针对硬件所需实现的功能,开发相应的电路驱动程序,引导数据流流向两路存盘通道,对IDE盘和U盘实施同时的存盘操作。海洋试验中,将所研发的电路嵌入至海底大地电磁仪。将仪器投放到海底,采集并同时备份实测数据。结果显示,仪器在海底运行正常,2个盘均记录到了实测数据。由此证明,使用本技术可极大地降低海底电磁探测数据丢失的风险,提高数据存储的可靠性。

我国海底大地电磁探测技术研究的进展

几年以前 ,我国尚未独立开展过海洋电磁探测 ,没有获取海洋岩石层电性资料的技术手段。然而 ,地下岩层的电性参数较之其他物性参数能更好地反映岩石的性质以及岩石所处的物理状态 ,因此迫切需要发展海底大地电磁探测技术。海底大地电磁探测是把仪器布置在海底 ,采集海底大地电磁场数据 ,从而研究海底以下不同深度上介质导电性的分布规律 ,达到了解地下不同深度地质情况的目的。经过两年的努力 ,我们已基本实现了海底大地电磁探测技术的研究目标。

海底大地电磁探测的海洋试验研究

开展海底大地电磁探测需要有一套完善的海上施工方案。为解决海洋环境作业过程中遇到的工程技术问题 ,如探测仪器布放点位的选择、电路初始化设置以及设备的投放与回收方式等等 ,提出了有针对性的解决方法 :利用多波束声纳扫描和抓斗取样技术了解海底地形与底质 ;根据信号的频宽合理选取采集参数 ;研发与海上作业相关的专用硬件产品 ;用声控技术实现设备的回收等等。经过海洋探测试验 ,验证了上述方法的有效性。

基于麦克斯韦理论的海底大地电磁探测技术

麦克斯韦理论为海底大地电磁探测技术奠定了坚实基础。大地电磁场的测量通常测取 Ex,Ey,H x,Hy,H z。大地电磁仪的设计要点包括 :高灵敏度、智能化、同步采集数据、锚系硬连接、承压密封和合理的下沉速度。所观测的数据经计算机处理后 。

海底大地电磁探测仪器的投放与回收实验

将探测仪器投放到海底,并在数据采集完成后实施设备回收,是海洋地质勘探的关键技术之一。进行海底大地电磁探测在国内尚无前人经验。针对上述问题,经过实验研究,探索出一套较为实用可靠的技术方案。即采用索控脱钩和声学释放的方法,达到预期的科学目的。该技术方案已在海洋实验中获得成功。

海底大地电磁探测仪数据采集软件

根据研制的HD 1型海底大地电磁探测仪的特点和海底大地电磁数据采集要求 ,开发了高可靠性的海底大地电磁数据采集软件 .软件由参数设置、数据采集与抽样、误侦测与处理 3部分组成 .参数设置部分处理用户输入的各种参数 ,纠正输入参数中的各种错误 ,并写入控制寄存器中 ,可靠地实现采样频率、放大倍数、滤波器和陷波器控制 ;数据采集与抽样根据用户输入参数控制海底大地电磁信号的采集 ,当用户设置的采样频率低于仪器硬件的最低采样频率时 ,根据用户设置的采样频率对采集的数据进行实时抗混叠滤波和抽样 ;误侦测与处理部分 ,对仪器运行中所出现的各种错误和用户参数设置中的各种异常情况进行自动处理 。

海底大地电磁探测仪的测试方法

根据海底大地电磁仪的特点 ,利用随机信号和线性系统理论 ,提出了快速可靠地测试仪器各通道幅谱特性、相频特性、噪声、信噪比等参数的方法 .对于仪器的中高频段 ,采用一定带宽的正弦扫描信号作为测试的激励信号 ;在仪器的低频段和超低频率 ,商用信号发生器无法产生相应的正弦扫描信号 ,采用带宽的 2 n 系列伪随机信号作为测试的激励信号 ,通过几次测量就能完成仪器在整个工作频率范围内的测试工作 .此外 ,开发了相应的测试软件 ,能自动计算电道和磁道在一定频率范围内的测试参数 ,使用方便、简单、快捷 .

海底大地电磁探测的室内模拟实验

用电磁方法研究海洋在国内地学界尚属首次 .由于海洋环境复杂 ,作业难度大 ,因而在探测技术的研发阶段 ,必需经过一系列的实验探索 ,在室内条件下 ,优选出合理的水下测量方案 .本文所阐述的实验内容围绕海底大地电磁探测的几个主要运行环节 ,集中讨论了包括仪器的海面投放、下沉速度调整、抗底流推曳、声控释放上浮等与海洋工程紧密相关的技术问题 .通过实验提出了实用的解决方法 ,为实施真正的海洋作业奠定了实验基础 .

基于场路耦合的隧道瞬变电磁超前探测正演与工程应用

瞬变电磁正演计算几乎全部采用均匀半空间的解析解作为初始条件加入,这对于存在解析解的情况下是可行的,然而,进行隧道超前探测时,由于处在全空间中并且存在已开挖洞体的影响,使用均匀全空间的解析解作为初始条件并不适用。从麦克斯韦方程组出发,在三维瞬态涡流场方程和电路方程的基础上,建立基于A法(矢量磁位法)的瞬变电磁场路耦合模型。通过节点法进行时间离散,建立迦辽金格式的时间离散方程,实现独立电压源激励下的瞬变电磁三维正演,使瞬变电磁法的三维正演更接近实际的观测过程。应用场路耦合方法进行瞬变电磁"烟圈效应"的数值计算,其结果与解析值对比表明正演结果与实际相符。以青岛胶州湾海底隧道为例分别建立考虑海水影响和不考虑海水影响的瞬变电磁超前探测模型,应用场路耦合的方法进行三维正演模拟,得到隧道上方海水体对瞬变电磁探测的影响。