正版 多通道瞬变电磁探测技术 底青云 科学出版社 9787030629005

目录
前言
章 绪论 1
1.1 常规瞬变电磁法 1
1.1.1 回线源瞬变电磁法 1
1.1.2 电性源长偏移瞬变电磁法 2
1.1.3 电性源短偏移瞬变电磁法 3
1.2 多道瞬变电磁法 4
1.2.1 多道瞬变电磁法工作原理 4
1.2.2 多道瞬变电磁法发展历史 6
1.3 多道瞬变电磁法装备简介 8
1.3.1 常规瞬变电磁法装备简介 8
1.3.2 多道瞬变电磁法装备简介 9
1.4 研究展望 10
参考文献 10
2章 MTEM基础 14
2.1 电磁场理论基础 14
2.1.1 1D频率域电磁场响应 14
2.1.2 1D时间域电磁场响应 15
2.1.3 电偶源激发下多维模型的电磁场响应 16
2.1.4 电磁感应物理机制分析 19
2.1.5 发*码特性分析 26
2.1.6 数字信号处理基本理论 39
2.2 MTEM关键技* 44
2.3 MTEM技*特点 46
参考文献 48
3章 伪编码大功率电磁信号发*机 50
3.1 大功率电磁信号发*机的现状与原理 50
3.1.1 大功率电磁信号发*机现状 50
3.1.2 大功率电磁信号发*机原理 53
3.1.3 伪编码大功率MTEM发*机方案选择 56
3.2 伪编码技* 57
3.2.1 高精度大地脉冲响应提取方法 57
3.2.2 数值模拟与辨识效果 60
3.2.3 编码参数选择讨论 63
3.3 伪编码大功率电磁信号发*机的实现 65
3.3.1 MTEM电磁发*机的拓扑结构设计 65
3.3.2 MTEM电磁发*机的软开关技* 66
3.3.3 MTEM电磁发*机的关键器件选型 70
3.3.4 MTEM电磁发*机的设计与实现 75
参考文献 83
4章 分布式伪电磁数据采集站与主控系统实现 84
4.1 电磁数据采集站原理 84
4.1.1 多通道采集架构 84
4.1.2 采集基本组成 86
4.1.3 采集系统指标 87
4.2 磁场数据采集站研究现状 87
4.2.1 国外研究现状及* 88
4.2.2 研究现状及* 90
4.3 分布式伪电磁信号采集站实现 91
4.3.1 MTEM采集站总体方案与设计原则 91
4.3.2 采集站硬件系统设计与实现 93
4.3.3 采集站软件设计与实现 96
4.3.4 采集站结构设计 99
4.4 主控系统设计与实现 100
4.4.1 主控系统总体方案与设计原则 100
4.4.2 主控系统硬件设计 101
4.4.3 主控系统软件设计 101
4.4.4 主控系统结构设计 107
4.5 采集站与主控系统数据质量保证 108
4.5.1 采集站频率响应标定和时间同步性测试 108
4.5.2 脉冲响应准实时提取 110
参考文献 111
5章 MTEM数据传输与控制系统 113
5.1 地球物理勘探数据传输原理 113
5.1.1 地球物理勘探中的数据传输的发展 113
5.1.2 地球物理勘探中的数据传输现状 114
5.1.3 MTEM数据传输的特点 115
5.1.4 低功耗地球物理勘探数据传输问题分析 116
5.1.5 低功耗地球物理勘探专用数据传输设计方案 120
5.2 MTEM高速低功耗数据传输实现 122
5.2.1 采集站接 123
5.2.2 电源站 134
5.2.3 交*站 140
5.2.4 基于FPGA的高速可靠数据传输 145
5.2.5 系统软件设计 148
5.2.6 系统设计小结 151
参考文献 152
6章 MTEM数据处理 154
6.1 MTEM电磁数据预处理 154
6.1.1 噪声去除方法 154
6.1.2 地表一致性校正 167
6.1.3 大地脉冲响应时间剖面计算 168
6.1.4 峰值时刻视电阻率计算 168
6.2 应用实例 172
参考文献 177
7章 MTEM响应模拟 181
7.11DMTEM数值模拟 181
7.1.1 基本公式 181
7.1.2 1D介质中的大地脉冲响应 182
7.1.3 伪编码源下的信号合成 183
7.2 2D MTEM数值模拟 186
7.2.1 2D有限元正演模拟方法的实现 186
7.2.2 2D瞬变电磁脉冲响应 192
7.2.3 多通道瞬变电磁法数值模拟 193
7.3 MTEM野外实际观测数据仿真 199
7.4 3D MTEM数值模拟 200
7.4.1 3D有限差分法 201
7.4.2 3D有限体积法 213
参考文献 229
8章 MTEM数据反演成像 233
8.1 MTEM 1D反演方法 233
8.1.1 基本理论 233
8.1.2 数值验证 235
8.1.3 应用实例 238
8.2 MTEM 3D反演方法 241
8.2.1 目标函数构建 241
8.2.2 高斯牛顿法反演 243
8.2.3 MTEM 3D反演数值算例 248
8.3 MTEM 2D及3D偏移成像方法 255
8.3.1 扫时波场变换技* 255
8.3.2 2D及3D偏移成像基本理论 258
8.4 MTEM偏移成像软件系统介绍 261
8.4.1 MTEM偏移成像软件系统开发原理 261
8.4.2 MTEM偏移成像软件系统成像检验 263
8.4.3 MTEM数据成像效果 266
8.5 MTEM数据管理及结果可视化 267
8.5.1 软件简介 268
8.5.2 应用结果 269
参考文献 272
9章 MTEM系统整体设计及集成优化与方法试验 276
9.1 系统集成 276
9.1.1 分系统功能设计 277
9.1.2 硬件接和数据传输协议 279
9.1.3 系统集成与室内测试 281
9.2 方法试验 283
9.2.1 内蒙古兴和县曹四夭钼矿区MTEM系统集成试验 283
9.2.2 河北省任丘油田MTEM系统集成试验 289
9.2.3 内蒙古兴安盟MTEM系统集成试验 298
0章 MTEM系统总述 306
10.1 MTEM系统仪器硬件和实测剖面成果 306
10.2 MTEM系统性能指标 306
10.2.1 发*机子系统 307
10.2.2 接收机子系统 308
10.2.3 数据传输及传感器子系统 308
10.2.4 资料处理与偏移成像软件 309
10.3 MTEM系统总体设计及集成优化与方法试验 309
附录：部分专有名词 310

"多通道大功率电法勘探仪"（M-TEM）是国家重大科研装备研制项目《深部资源探测核心装备研发》下属的05子项目，由中国科学院地质与地球物理研究所承担，中国科学院电子学研究所、中国科技大学、北京工业大学、中国地质大学（北京）等相关单位参加。子项目主要研究内容包括发射机系统研制、电磁数据采集与主控单元子系统研制、M-TEM数据传输系统与传感器研制、资料处理及偏移成像软件研制，以及系统整体设计及集成优化与方法试验。子项目期限为2013年1月至2016年12月，共48个月，子项目编号为ZDYZ2012-1-05，总经费4554.00万元。子项目经过四年的攻关，完成了能够稳定发射高阶数、高电压强电流编码信号的大功率发射机系统的研制；完成了动态范围大、灵敏度高、同步精度高、功耗低、体积小、重量轻的接收系统的研制；完成了具有极差小、稳定时间长、易维护等优良特性的新型石墨烯电场传感器及具有大动态范围、高精度磁通门传感器研制；完成了实时连接前端采集站和后端主机的200道数据传输与控制系统的研制；完成了集前处理、正反演、偏移成像、可视化数据管理、资料解释于一体的M-TEM软件系统的研制；完成了各部件室内和室外检测、系统集成与优化以及方法试验的研究。通过多次室内测试和野外试验，各部分硬件系统的性能指标均达到且部分优于设计指标，软件能够有效地适用于理论模型数据处理和野外资料解释。在河北固安、张家口北部、内蒙兴和曹四夭钼矿测区、河北省文安县任丘油田、内蒙兴安盟等测区，对系统进行了集成优化和野外试验，通过不断地调试、改进仪器的整体系统和处理软件，并经过了满负荷长时间运行的考验，实现了大偏移距、高采样率、多次覆盖的电磁法数据采集，探测深度达到4000m，试验结果与已知地质资料对比，取得较好的探测效果，为M-TEM方法技术的后续研究和M-TEM系统升级奠定了坚实的基础。