斜阶跃波层状介质航空瞬变电磁响应数值计算

目前,航空瞬变电磁方法数据解释主要采用阶跃波均匀半空间模型计算视电导率值,而实际航空电磁系统发射波形的下降沿多为斜阶跃,导致解释时计算的视电导率值存在较大偏差。为此,笔者研究了航空瞬变电磁系统发射电流为斜阶跃时的电磁响应数值计算,将发射波形进行拉氏变换,利用G-S逆拉氏变换与241点汉克尔变换相结合的方法,实现斜阶跃波关断后的层状大地模型航空瞬变电磁响应计算;并对均匀半空间和层状大地模型下,不同关断时间和不同飞行高度对电磁响应的影响进行分析。得出结论:不同关断时间,关断后取样延时2 ms时,均匀半空间电磁响应的平均偏差为27.78%,三层模型的平均偏差为32.16%;当飞行高度从20 m增加到60 m时,均匀半空间和三层模型的感应电动势分别减小了43.6%和83.2%。

中心回线航空瞬变电磁探测系统误差与噪声的定量分析

航空瞬变电磁法具有探测效率高、地形适应性强等优点,广泛应用于复杂地形条件下的资源勘探.但是,航空瞬变电磁系统位于空中,测量过程一直处于运动状态,极易产生误差和噪声,影响该方法的探测效果.本文通过仿真模拟和量化分析,分别研究了偏心误差、姿态误差和运动噪声对中心回线式航空瞬变电磁系统接收响应的影响.研究结果表明,偏心误差对接收响应的影响最小,带来的误差不会超过0.38%.姿态偏转带来的误差较大,横滚角和俯仰角在0°~20°之间时,姿态误差分布在11%以内,因而需要进行校正.利用姿态角测量可进行姿态误差校正,测量精度为0.3°时,校正误差降至0.2%以下.运动噪声对接收响应影响最大,线圈摆动幅度降至0.1°,频率降至25 Hz时,运动噪声减小到8.0μV,约0.2 ms后,运动噪声将湮没有效信号.通过三分量磁场测量并投影到地磁场方向能有效降低运动噪声,25 Hz、0.1°的摆动下,运动噪声减小到0.013μV,减小615倍,湮没时间推迟至4.8 ms,从而大大拓展了有用信号可用范围.本研究为减小系统误差、削弱噪声,提高航空电磁数据信噪比提供了指导.