直升机载频率域电磁系统在我国环境和工程勘查中的应用前景

本文根据国际上采用直升机载频率域电磁系统进行环境和工程勘查的应用效果,结合我国引进的航空电磁系统的性能和特点,探讨了采用直升机载频率域电磁系统在我国进行环境和工程勘查的应用前景。

直升机频率域航空电磁系统在均匀半空间上方的电磁响应特征与探测深度

直升机频率域电磁系统的最大勘探深度究竟是多少 ,一直是有争议的问题。在实际工作中 ,通常认为其最大勘探深度为 15 0m ,但这些都是根据实际的勘查经验得出的 ,没有统一的标准。针对这一问题 ,根据均匀半空间模型 ,推导了不同装置的频率域电磁响应的理论公式 ,分析了不同装置的频率域电磁响应特征 ,探讨了电磁响应特征与穿透深度的关系 ,并给出了不同装置的频率域电磁系统的理论探测深度。

吊舱式直升机频率域电磁系统性能及应用效果

IMPULSE系统是2003年2月从加拿大Scintrex公司引进的吊舱式直升机频率域电磁、磁综合系统.该系统采用新型的宽带技术,数字化程度较高,系统较为灵活,尤其适合于地形较为复杂地区的矿产和水工环勘查工作.目前该系统已经完成了飞行试验和4个测区的试生产测量工作,并在地下煤火勘查、矿产勘查等方面取得了明显的效果,实践证明该系统在地质和水工环勘查中具有良好的应用前景.

基于AeroTEM直升机时间域航空电磁响应曲线分析

在航空电磁实际勘查中,有较多因素影响系统的勘探精度和分辨率。这里以Aer-oTEM系统为例,基于MAXWELL软件正演模拟算法,对异常体横向距离变化、异常体倾角变化及异常体埋深变化对电磁响应曲线的影响进行分析。正演模拟结果表明:时间域直升机航空电磁系统具有较高的横向分辨率,对不同倾角的异常体都有较好的响应以及具有较大的勘探深度。

频率域电磁法EH-4系统在铁路隧道勘察中的应用

在铁路深大隧道勘察中,频率域电磁法已经成为一种可靠的地球物理方法。EH-4系统属于部分可控源与天然场源相结合的一种频率域电磁测深系统。本文介绍了该方法所采用的设备工作原理和资料分析过程,结合工程实例,成功解译出隧道的断层、岩溶等地质问题,尤其对复杂地区的深大隧道勘察提供了一种有效的勘察方法。

频率域航电测量系统抗干扰技术研究

简要介绍了频率域航电系统的工作原理,分析研究了主要干扰因素的特点和抑制措施。针对HDY-401三频航电测量系统近频干扰抑制能力不足及噪声电平过载的问题,提出了基于同步滤波和锁定放大技术相结合的微弱二次场信号检测方法;针对航电接收探头的振动及静电干扰问题,采取双层减振和梳状屏蔽措施,有效提高了仪器系统的抗干扰能力。应用相关技术改进研发出一套HDY-402三频航电测量系统,取得了较好的应用效果。

频率域航空电磁法数据调平软件设计与实现

FDAEM数据调平处理软件是根据地理信息系统（GIS）原理，采用图形分层、图形动态显示和网格化二级检索，以及面向对象和可视化软件开发等技术，实现了频率域航空电磁法数据的人～机联合一维调平功能。它具有可视化程度高，界面友好和操作简便直观等优点，对提高数据处理效率和观测数据质量，具有较高实用价值。这里简述了软件的功能需求、设计思路，以及采用的关键技术，并对软件的实际应用作了介绍。

磁性条件下频率域航空电磁法正演研究

直升机频率域电磁系统在磁性地区的视电阻率填图,长期存在争议。以往方法,通常忽略磁性层影响,并把模型中磁导率以真空磁导率代替。但是倘若勘探地层为高磁性区域(铁磁性矿床或基性火成岩),其磁导率将会导致计算电阻率值升高。为了避免这一影响,必须先确定该地区的磁导率。针对这一问题,从均匀半空间模型出发,推导出电磁响应的理论数值解,采用汉克尔变换,得到不同磁导率,不同感应系数,不同飞行高度以及不同收发距条件下的电磁响应特征,同时分析了磁导率与电磁响应的关系以及飞行高度与电磁响应的关系,为解决磁性地区磁导率反演提供理论基础。

基于Guptasarma汉克尔变换的频率域航空电磁特征

在实际工作中,通常认为直升机频率域电磁系统最大勘探深度为150m,但这些都是根据实际的勘查经验得出的,没有统一的标准。本文运用均匀半空间模型,对比了Anderson和Guptasarma汉克尔变换方法,说明Guptasarma方法更优,并基于Guptasarma汉克尔变换方法,推导了不同装置的频率域电磁响应的理论公式,计算了不同装置的频率域电磁响应特征,认为不同装置的直升机频率域电磁系统,探测深度不同,提出对于不同产状的地质体,运用不同的装置进行探测,并给出了不同装置的频率域电磁系统的理论探测深度,具有一定的理论意义。

近地表电磁探测发射系统控制技术

结合近地表频率域电磁探测发射系统特点,引入均值电流和电压双环反馈.设计以DSP(Digital Signal Processor,DSP)为平台的数字双环反馈控制系统.构建电路z域反馈补偿模型,使系统稳定运行.实现低频时稳流、高频时稳压,减小了发射天线负载电流幅值的变化范围,降低了对发射天线参数设计的要求,避免天线高频时电流大幅度衰减引起的发射矩不足,以及低频时电流过大导致的发射电流不稳定的问题,同时对电路起保护作用.通过仿真对比引入并联双环反馈后高低频输出电流变化量为开环时输出电流变化量的8.5%.实测结果达到了设计目的,为近地表电磁探测发射系统的改进提供参考.

导电大地上航空电磁系统校准

航空电磁系统校准是开展实际测量工作的基础,校准情况直接影响数据处理和解释.传统校准方法通常假设在自由空间中进行,忽略导电大地耦合影响.然而,实际工作中很难找到绝对高阻的校准场地,导电大地对系统校准和观测数据的影响无法忽视.本文以频率域航空电磁系统为例,对导电大地上航电系统校准技术和校准误差改正方法进行研究.我们首先推导了层状导电大地上水平共面和直立共轴线圈系统的校准公式,结果表明导电大地对航电系统校准尤其是水平共面装置的高频信号影响很大.针对校准过程中大地电导率已知的情况,本文采用非线性方程求解技术一次性确定校准线圈位置和Q值;在没有任何辅助信息情况下,也可直接利用实测数据计算校正因子进行迭代求解.测试结果表明该方法快速、准确、有效.考虑到系统相位和增益调整直接影响观测数据,本文提出了航空电磁数据校准误差的改正算法.实测数据误差改正结果表明,导电大地对高频信号影响严重,校准误差改正后的航空电磁数据与实际地质资料更好吻合.

频域电磁法探测地下管网的理论、方法与技术

阐述了在磁偶极子作激发场源条件下，利用频率域电磁感应原理探测地下管网的有关理论、方法和技术。

固定翼时间域航空电磁系统实用化——重载荷智能化物探专用无人直升机研制

该课题所属项目航空地球物理勘察技术与装备。针对航空高效率探测地磁场、电磁场、浅层穿透（雷达）、地表综合遥感图像以及高精度地形等联合勘探任务需求，在我国直升机和无人机研制先进技术基础上，研发专门服务于地球物理探测需求的旋翼驱动、联合挂载、自主导航定位和地面控制相结合的新一代智能化“重载无人直升机”系统，

用扩散电场法估算CHTEM-I系统的探测深度

时间域航空电磁系统的探测深度是一项关键技术参数,在系统研制设计和资料解释中都有重要作用.当目标层与围岩电性差异不大或目标层引起的异常响应不明显时,常规的估算探测深度方法不再适用,为克服这种缺陷,本文提出了一种系统探测深度的估算方法,该方法通过模拟电场在均匀半空间模型和层状模型中的扩散过程,记录电场最大幅值在地下的瞬时位置,将系统的探测深度定义为观测到的响应值等于给定的噪声水平时,对应时刻的地下介质中感应电场幅度的最大值对应的深度.论文以我国自主研制的直升机时间域航空电磁系统CHTEM-Ⅰ为例,根据对不同条件下的计算结果的分析,给出了探测深度与模型电导率、飞行高度和噪声水平之间的关系曲线,并总结出一些能够提高系统探测深度的建议.结果表明半空间模型电导率在0.000295～0.0422 S/m范围内,CHTEM-Ⅰ系统可以在噪声水平与t-0.5成正比条件下达到300 m的探测深度.本文方法的估算结果不受模型层厚薄,或目标层与围岩电性差异小等因素影响,因而具有较高的实用性.文中的结论对时间域航空电磁系统设计有理论指导意义,也可用于其它时间域电磁勘探系统探测深度的估算.

时间域航空电磁系统回顾及其应用前景

航空电磁系统以其独特的优势在我国有着广泛的应用前景.文章从时间域航空电磁系统(ATEM)基本原理出发,回顾了ATEM技术的发展历史,并较为详细的介绍了目前多种典型的直升机时间域电磁观测系统及三种固定翼时间域电磁观测系统,阐述了近年来时间域航空电磁系统在全球范围内的最新发展动态及其在各个领域的应用情况.在综合分析的基础上,指出我国时间域航空电磁系统未来的发展方向及其在我国地质调查中的应用前景.希望通过本文的概述,使读者能够对目前ATEM系统的现状及发展有较为系统的认识,以期进一步加快该项技术在我国的发展.

鄂尔多斯白垩系盆地地下水地球物理勘查特点和技术

从鄂尔多斯白垩系盆地地下水地球物理勘查特点出发 ,分析了该地区地球物理勘查所要解决的两大问题 :①查明白垩系盆地地层分布特征 ;②进行地下水的水质判别。提出了应用频率域电磁法即Eh 4电导率成像系统解决上述两大问题的可能性 ,结合实例对勘查结果进行了分析 ,指出了Eh 4电导率成像系统勘查白垩系地层分布的合理性和进行水质判别的关键问题 ,认为Eh

雷击保护系统中电磁暂态的模拟模型

本文描述了对雷击保护系统(LPS)中的电磁暂态的评估。以频率域中细线电场积分公式的修正版的数字解法为基础应用了一种电场方法。利用离散的快速傅立叶变换算法对所关注的电磁量的时间表进行了计算。模型考虑了空中部分与接地电极之间的耦合效应以便正确地评估可以判定LPS内部电磁危害的量；以及能够容易评估的暂态接触和跨步电压，还考虑了地面人员身体的影响。要实现这个目的，关键的的一点是准确地评估LPS接地分支中的电流分布，这需要正确地考虑同一个LPS中的空中部分与接地终端之间的相互电磁干扰。引入了一种考虑有损耗土壤的合适方法、在技术文献中，通过将结果与测量和计算得出的可用结果的比较对提出的模型进行了确认。提出并讨论了与实际的LPS系统有关的模拟示例来表明模型在被保护领域的实际应用范围中的灵活性和精确性。