全新航空电磁理论与勘查技术殷长春9787030590954

前言

章航空电磁勘查技术现状及展望1

1.1航空电磁勘查技术现状1

1.1.1国外航空电磁勘查技术现状1

1.1.2国内航空电磁勘查技术现状4

1.2航空电磁勘查系统发展现状5

1.2.1CGG/Fugro公司及其系统5

1.2.2Geoch司及其系统10

1..Aeroquest公司及其系统13

1.2.4SkyTEMSurveys公司及其系统14

1.3航空电磁数据处理技术现状16

1.3.1背景场去除16

1.3.2天电噪声去除17

1.3.3运动噪声去除17

1.3.4叠加17

1.3.5抽道17

1.3.6记录点位置校正18

1.3.7姿态校正18

1.3.8调平18

1.4航空电磁反演技术现状19

1.4.1航空电磁成像技术19

1.4.2航空电磁一维反演19

1.4.3航空电磁维演20

1.5航空电磁勘查技术展望21

参考文献22

第2章航空电磁正演理论26

2.1频率域航空电磁一维正演理论及数值计算方法26

2.1.1电磁感应方程26

2.1.2层状介质中电磁TE和TM极化模式27

2.1.3自由空间中偶极子电磁场29

2.1.4波数域电磁场30

2.1.5层状介质中波数域电磁场求解31

2.1.6TE和TM模式源项耦合33

2.1.7波数域电磁场合成34

2.1.8电源和磁源电磁场34

2.1.9空气中电源和磁源电磁场积分表达式38

2.1.10快速汉克尔变换及频率域航空电磁响应数值计算41

2.2时间域航空电磁一维正演理论及数值计算方法49

2.2.1脉冲响应和阶跃响应49

2.2.2任意波形时间域航空电磁响应50

.航空电磁各向异正演和影响特征分析55

..1航空电磁各向异研究现状55

..2层状任意各向异介质航空电磁正演模拟57

..数值算例65

..4野外实测数据例子71

..5小结72

2.4航空电磁姿态效应73

2.4.1航空电磁系统吊舱姿态变化73

2.4.2层状介质电磁响应76

2.4.3直升机航空电磁系统姿态效应76

2.4.4基于叠加偶极的航空电磁姿态效应校正84

2.4.5实测航空电磁数据姿态校正87

2.4.6小结89

2.5航空电磁激发极化效应89

2.5.1激发极化效应对航空瞬变电磁扩散的影响89

2.5.2航空瞬变电磁激电效应正演模拟98

2.5.3小结103

2.6航空电磁位移电流效应103

2.6.1电磁场全解形式104

2.6.2自由空间位移电流的影响104

2.6.3地下介质位移电流的影响106

2.6.4理想导电半空间位移电流的影响107

2.6.5小结108

2.7航空电磁多参数正演及影响特征109

2.7.1航空电磁多参数正演计算109

2.7.2频率域航空电磁多参数响应特征109

2.7.3时间域航空电磁多参数响应特征112

2.8航空电磁扩散特征及“烟圈”效应119

2.8.1一维介质中电磁场正演计算120

2.8.2频率域电磁场扩散特征121

2.8.3时间域电磁场扩散特征124

2.8.4“烟圈”效应127

2.8.5成像深度131

2.8.6小结132

2.9半航空电磁系统一维正演理论132

2.9.1半航空系统电磁响应正演计算132

2.9.2半航空系统电磁响应特征133

2.9.3小结136

参考文献137

第3章航空电磁成像及反演理论141

3.1航空电磁成像理论141

3.1.1Sengpiel成像方法141

3.1.2差分视电阻率成像方法143

3.1.3电导率深度成像方法(CDI)146

3.1.4基于浮动薄板的电磁成像方法150

3.1.5时间域航空电磁Tau成像方法151

3.1.6小结158

3.2Marquardt￣Levenberg反演159

3.2.1基本原理159

3.2.2雅克比矩阵计算160

3..频率域航空电磁理论数据反演164

3.2.4频率域航空电磁实测数据反演165

3.2.5时间域航空电磁理论数据反演165

3.2.6时间域航空电磁实测数据反演167

3.3横向约束反演169

3.3.1电阻率和厚度横向约束169

3.3.2深度约束170

3.3.3总体反演方程与阻尼二乘解171

3.3.4频率域航空电磁理论模型横向约束反演172

3.3.5时间域航空电磁理论模型横向约束反演173

3.3.6频率域航空电磁实测数据横向约束反演175

3.3.7时间域航空电磁实测数据横向约束反演176

3.3.8小结177

3.4拟三维模型空间约束反演178

3.4.1正演模拟179

3.4.2约束方案180

3.4.3反演理论181

3.4.4算例分析183

3.4.5小结188

3.5Occam反演191

3.5.1目标函数191

3.5.2模型更新192

3.5.3拉格朗日乘子搜索方法193

3.5.4数值算例193

3.5.5小结198

3.6变维数贝叶斯反演198

3.6.1后验概率分布200

3.6.2模型参数初始化201

3.6.3建议分布201

3.6.4接受概率203

3.6.5收敛条件203

3.6.6数值算例204

3.6.7小结215

3.7模拟金属淬火反演算法215

3.7.1模拟金属淬火基本原理217

3.7.2模型构造218

3.7.3随机行走用于模型更新218

3.7.4目标函数219

3.7.5模拟退火策略219

3.7.6反演结果220

3.7.7小结224

3.8航空电磁多参数反演225

3.8.1多参数反演理论225

3.8.2雅克比矩阵计算226

3.8.3反演算例227

3.8.4小结0

参考文献0

第4章航空电磁勘查关键技术

4.1航空电磁系统Footprint

4.1.1航空电磁系统Footprint概念

4.1.2航空电磁系统Footprint计算方法

4.1.3频率域航空电磁系统Footprint

4.1.4航空电磁系统Footprint的影响因素244

4.1.5小结248

4.2导电异常环用于航空电磁系统测试248

4.2.1研究背景248

4.2.2理论推导249

4..正演结果和实测数据分析252

4.2.4小结256

4.3航空电磁系统一次场去除技术256

4.3.1频率域航空电磁一次场去除技术257

4.3.2时间域航空电磁一次场去除技术257

4.4航空电磁视电阻率定义258

4.4.1概述258

4.4.2频率域航空电磁视电阻率定义259

4.4.3时间域航空电磁视电阻率定义263

4.4.4航空电磁全区视电阻率定义264

4.4.5小结267

4.5航空电磁多波形发技术267

4.5.1多波形发研究现状267

4.5.2多波形发系统268

4.5.3多波形发技术应用270

4.6航空电磁异常体探测能力分析270

4.6.1三维航空电磁系统正演模拟271

4.6.2柱状良导体模型272

4.6.3探测能力及影响因素分析273

4.6.4小结278

4.7频率域航空电磁系统校准技术278

4.7.1理论模型279

4.7.2航空电磁系统在导电大地上的校准方法281

4.7.3航空电磁数据校正288

4.7.4小结291

4.8航空电磁磁场计算和应用291

4.8.1磁场计算291

4.8.2磁场和磁感应探测能力分析292

4.8.3小结295

4.9任意线圈系互感的计算295

4.9.1互感计算原理295

4.9.2互感计算方法296

4.9.3几种线圈系的互感算例297

4.10高压线塔基接地电阻探测298

4.10.1高压线模型及感应电动势299

4.10.2电路求解300

4.10.3高压线-大地-接收机系统响应301

4.10.4发机-大地-接收机系统响应303

4.10.5悬链线的影响304

4.10.6模型试验304

4.10.7小结309

参考文献310

第5章航空电磁数据处理313

5.1航空电磁数据质量监控313

5.1.1航空电磁数据质量监控方法313

5.1.2航空电磁数据质量监控统计报告317

5.2频率域航空电磁数据处理318

5.2.1频率域航空电磁数据预处理技术318

5.2.2频率域航空电磁数据处理技术318

5.3时间域航空电磁数据处理330

5.3.1时间域航空电磁数据预处理技术330

5.3.2时间域航空电磁数据处理技术342

5.4本章小结354

参考文献355

第6章航空电磁勘查技术应用357

6.1航空电磁勘查技术应用范围357

6.2金属矿产勘查359

6.3油气资源勘查362

6.4环境工程勘查363

6.5地下水及地热资源勘查368