[发明专利]一种矩形回线源瞬变电磁探测的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及煤田水文地质与地球物理领域，具体涉及一种矩形回线源瞬变电磁探测的方法和装置。

背景技术

瞬变电磁(TEM)法是一种常见的基于电磁感应的地球物理方法，能够提供地下地电信息。大回线源瞬变电磁法广泛应用于矿产、工程和环境调查，以及其它地质研究。在瞬变电磁测深法发展的早期，主要采用中心回线或重叠回线的装置，场值响应的计算研究也主要集中于装置中心点。铺设一个发射回线往往只能测量一个点，工作效率受到极大限制。为了提高效率，如今的瞬变电磁测深多采用矩形回线装置，关于矩形回线装置的场值响应的正演计算及反演视电阻率的研究较多，但在野外实践中，特别是在我国的山区或建筑物较多的地区工作时，很难布置足够标准的矩形发射回路进行传统的测量，如图1所示，回线的形状可能是任意形状的多边形。使用设计矩形回线参数反演实际多边形回线观测的数据会带来一定的计算误差，影响回线源瞬变电磁的探测精度。因此，在具有特殊地形或建筑物等地区探测时，需要考虑发射回线形状的影响。但由于发射回线形状的改变，修正式矩形回线的瞬变电磁场响应的计算、资料的采集、处理和解释还没有形成成熟的技术体系。

发明内容

本发明为了克服现有技术矩形回线参数反演多边形回线观测数据带来的计算误差，本发明提供一种矩形回线源瞬变电磁探测的方法和装置，利用地球物理方法，提高探测结果的解释精度。

为了实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种矩形回线源瞬变电磁探测的方法，包括：

采用矩形回线源探测实际回线对应的瞬变电磁场数据；

对探测到的实际回线对应的瞬变电磁场数据进行坐标变换，获得以每一条发射边框为轴的多个坐标系对应的瞬变电磁场数据；

通过叠加计算获得实际回线源的瞬变电磁场总场数据；

对比标准矩形回线与实际矩形回线的响应，确定由回线形状改变引起的相对误差，进行定量分析，确定适用于实际矩形回线的响应计算的校正因子；

根据获得的校正因子代入适用于标准回线的视电阻率公式，确定实际回线内任一点的视电阻率。

对探测到的实际回线对应的瞬变电磁场数据进行坐标变换，获得以每一条发射边框为轴的多个坐标系对应的瞬变电磁场数据，包括：

将实际回线的单一坐标系统转换成与每一条发射边框为轴的多个坐标系；

在每一条发射边框的坐标系下分别利用线积分计算所述边框产生的场值响应。

通过对比标准矩形回线与实际矩形回线的响应，确定由回线形状改变引起的相对误差，进行定量分析，确定适用于实际矩形回线的响应计算的校正因子，包括：

对比标准矩形回线与实际回线等周长或等磁矩下的场值响应；

通过对比的结果确定由等周长或磁矩的改变形状的回线引起的相对误差，进行定量分析，确定适用于实际矩形回线的响应计算的校正因子。

根据获得的校正因子代入适用于标准回线的视电阻率公式，确定实际回线内任一点的视电阻率，包括：

根据获得的正演响应结果和校正因子，利用迭代方法计算实际回线内任一点的视电阻率。

所述的方法还包括：

确定实际回线的探测深度。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种矩形回线源瞬变电磁探测的装置，包括：

采集模块，用于采用矩形回线源探测实际回线对应的瞬变电磁场数据；

坐标变换模块，用于对探测到的实际回线对应的瞬变电磁场数据进行坐标变换，获得以每一条发射边框为轴的多个坐标系对应的瞬变电磁场数据；

响应模块，用于通过叠加计算获得实际回线源的瞬变电磁场总场数据；

对比模块，用于对比标准矩形回线与实际矩形回线的响应，确定由回线形状改变引起的相对误差，进行定量分析，确定适用于实际矩形回线的响应计算的校正因子；

视电阻率模块，用于根据获得的校正因子代入适用于标准回线的视电阻率公式，确定实际回线内任一点的视电阻率。

所述坐标变换模块对探测到的实际回线对应的瞬变电磁场数据进行坐标变换，获得以每一条发射边框为轴的多个坐标系对应的瞬变电磁场数据，包括：

将实际回线的单一坐标系统转换成与每一条发射边框为轴的多个坐标系；

在每一条发射边框的坐标系下分别利用线积分计算所述边框产生的场值响应。

所述对比模块通过对比标准矩形回线与实际矩形回线的响应，确定由回线形状改变引起的相对误差，进行定量分析，确定适用于实际矩形回线的响应计算的校正因子，包括：