电性源瞬变电磁一维正反演研究

发布时间：2020-07-24 08:32

【摘要】：瞬变电磁法在浅部资源探测和工程物探领域得到广泛应用。与频率域电磁法不同,瞬变电磁法通过采集时间域的二次场响应来探测地下目标体。时间域电磁场响应计算比频率域更加复杂,且计算量巨大,二、三维瞬变电磁正反演仍处于理论研究阶段,现今的瞬变电磁法在实际生产中仍然以一维正反演为主。一方面,时间域的二次场异常响应相对频率域更加微弱,这为瞬变电磁的一维正反演计算精度和计算速度提出更高的要求。另一方面,时间域发射波形复杂,对仪器的性能要求高,理论也相对复杂,对野外工作人员理论要求较高等因素,也制约了瞬变电磁的推广应用。因此,进一步研究瞬变电磁的一维正反演方法,提高其计算精度和速度,同时弄清时间域电磁场的传播特征具有重要意义。本文从介绍麦克斯韦电磁场方程组出发,首先在第二章推导均匀半空间和层状情况下电偶极子的瞬变电磁的正演响应解析式,同时探讨了汉克尔变换求解频率域解析式的实现方法,以及频率域到时间域的转换算法。本文提出了一种结合Guptarsma和折线逼近算法的混合优化算法,两者相互取长补短,提高了计算效率和正演精度,并进行了对比。第三章中,本文基于电偶极子的正演算法,研究了导线电性源的实现方法,并进行了对比。在电性源的正演基础上,分别探讨了地下和地表电磁场的传播规律,为瞬变电磁的如何采集电磁场分量信号来提高信噪比提供了可靠的参考依据。然后探讨了不同参数下的正演响应的规律,以及计算了不同地电断面的瞬变电磁响应特征。最后研究了瞬变电磁早、晚期视电阻率的求取,并进一步实现了平移算法、二分法求取全区视电阻率,并与早晚期视电阻率作了对比。第四章中,主要讨论瞬变电磁一维反演算法,本文主要实现了瞬变电磁阻尼最小二乘约束反演,探讨了各种因素如收发距、初始模型对反演结果的影响,并进行了加权约束方法的介绍,并做了多个理论模型的一维反演,验证了反演方法的正确性。
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P631.325
【图文】：

路线图,论文研究,路线,内容

成都理工大学硕士学位论文法、二分法求取全区视电阻率，并与早晚期视电阻率作了对比。四章中，主要讨论瞬变电磁一维反演算法，本文主要实现了瞬变电乘约束反演，并进行了加权约束方法的介绍，并做了多个理论模型验证了加权约束反演方法的正确性。同时讨论了初始模型和收发距结果的影响，为实际数据的反演参数设置提供了参考。

水平电偶极子,上半空间,坐标系,半空间

第 2 章瞬变电磁响应的一维正演理论 2 章瞬变电磁响应一维正演理正演分为频率域场和时间域场的求取，本章首先场，为第三章研究均匀半空间的电磁场传播奠定场各分量的表达式，然后介绍频率域的数值计算法，并在频-时转换方法中，提出一种新的混合精度。间表面上电偶源形成的瞬变电磁场

示意图,电偶源,层状介质,矢量位

图 2-2 层状介质中电偶源收发射装置及模型示意图.A.考夫曼和G.V.凯勒（1987），矢量位的水平分量和垂直=I2π∫:n1R ∞00(mr)dm z=dx2π∫n1R ∞0mmn1R 0(mr)dm=I2π ∫∞101R :n1R 1 0(mr)dm =I2π ∫1:n1R ∞0I2πcos ∫:n1R ∞01(mr)dm v = 1U，可以得到 U 的表达式：A 1=ρ1I2πdxcos ∫1R∞01(mr)dm iωμI2πcos ∫J1( :n1R ∞0 中， R = coth n11coth;1 12coth(n22 cotcoth;1 1 ρ1coth(n coth;1 N 1 ρN 1) 。

【参考文献】