CSAMT合成孔径方法研究

发布时间：2020-05-12 02:29

【摘要】：可控源音频大地电磁法是在音频大地电磁法的基础上发展起来的一种人工源频率域电测深方法,具有探测深度大、抗干扰能力强、很好的识别低阻异常体及断层等特点,在生产及科研领域都得到了广泛应用。首先根据麦克斯韦方程推导出关于电场和磁场耦合的频率域微分方程,通过基于等参单元的双二次插值将连续函数的微分离散化,得出各节点函数值满足的线性代数方程组,使用一维非零元素收缩存储其方程组的系数矩阵,利用大规模稀疏矩阵并行求解器PARDISO求解此复系数对称线性方程组,获得了人工源激发下的波数域电磁场响应。在波数域进行傅里叶反变换,进而得到在空间域电磁响应。后采用非线性共轭梯度算法(NLCG)对正演得到的可控源数据进行二维反演成像处理。为优化正演及反演效果、增强异常响应幅度、提高探测精度及分辨率,文章介绍了可控源音频大地电磁法合成孔径技术的方法,把应用于高频电磁波合成孔径雷达技术应用到基于频率域电磁场的可控源扩散方程中,不需要进行波场变换,而是通过扩散场的干涉原理。合成孔径的思想最早是来自于合成孔径雷达(SAR),由于同一目标体相邻回波信号具有很强的相关性,因此可以对接收的相邻回波信号进行相关叠加处理,使其辐射能量聚焦到异常体上,提高了深部弱异常信号及信噪比进而达到增强目标体探测的分辨率。可控源合成孔径处理技术,将以往常用的以单点解释为主的处理方式发展为以测点为中心的逐点推移多次覆盖的处理方法。通过选取最优的幅值加权系数、相位移加权系数及合成范围进行合成,使我们在不改变采集方式和不增加勘探的成本基础上,最大限度的提高异常幅度,增强目标体的分辨率。本文采用试验法选取了合成孔径最佳的幅值和相位移加权系数、及合成孔径范围。通过设计多个理论模型,采用合成孔径方法与未合成前的数据进行正反演对比,结果证明合成孔径法能有效提高异常响应幅度及探测效果。
【图文】：

场源,伪函数,函数,背景场

312 4yIdy IdyE ir r 奇异性为3 ( 1/ r)。这将导致场值在源的周边会发生很大的波出来。通常是分别求出背景场和二次场[21]来解决这问题，但是性，当在复杂地质体时的情况下，背景场很难确定。将根据 Herrmann[15](1979)提出的的伪函数(如图 2-1)来等替场20 020 0 0 020 0 00 ( 0) (( 2 ) / ) / 2 2 ( )1) (( 2 ) / ) 2( 2 ) / 1 ( )2(( 2 ) / ) / 2 4( 2 ) / 8 ( ) 0 2 ( x xx x x xx x x x x x xx x x x x xx 维的伪函数源表示为：0 0 0( ) ( ) ( ) ( )s s s s r r x x y z z，示源点的坐标。

参数分布,八节点等参单元,求解域,等参单元

2.2 有限元2.2.1 有限单元法基本理论有限单元法（FEM）最先是上世纪 50 年代在弹性力学领域发展起来的方法[12]最优势的地方是能对物性参数分布复杂的物体进行数值模型，但它的计算量非常大过随着计算机的发展，有限元已经成为了一种高效而普遍的计算方法。有限单元法的求解思想是将求解区域剖分为有限个相互连接但又不重叠的小单从每个小单元内，选择一些适合的节点作为求解函数的插值点，从而将微分方程中量转换成关于各变量和其导数的节点值的线性表达式，，再将微分方程经由变分原理权余量进行离散化。2.2.2 网格剖分有限单元法过程中，网格剖分是其中非常关键的一步。网格的尺寸、类型以及疏密，都会对函数值的计算产生重要的影响。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P631.325

【参考文献】