[发明专利]一种基于水平电偶极源的波数视电阻率的测量方法

权利要求书

1.一种基于水平电偶极源的波数视电阻率的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：在地表铺设接地的水平电偶极源并供入电流；以及在地表布设测点并记录测点收发距r，以及测量切向电场E_φ和垂直磁场H_z；

其中，在层状介质下，假设为N层介质，每层电导率为σ_j，层厚为h_j，地表测点上的切向电场与垂直磁场由下式获得：

上式中φ表示相位，为地表测点处TE极化模式电磁波的反射系数，发射电偶极矩Ids为电流和发射导线长度ds的乘积，Y₀表示空气层的本征导纳，代表的j层以下所有电阻层的综合导纳，其表达式为其中，为第j层的本征导纳；可由每一层电导率计算得到，由于空气中的电导率为零，u₀＝λ，μ为真空磁导率，λ为中间参数，ω为角频率；表示TM极化模式的反射系数，表示第j层的表面阻抗，表示第j层的本征阻抗，其中，表示第j层的导纳率，J₁(λr),J₀(λr)为一阶和零阶贝塞尔函数，对积分参数λ从零到无穷区间进行积分，即可得到层状介质地表的电磁场响应；

步骤2：将所述收发距r、切向电场E_φ和垂直磁场H_z代入一元四次方程解析参数x；

ax⁴+(3a+b)x³+(3a+b+2)x²+3x+3＝0

其中，x＝ikr，a、b为一元多项式的系数，分别表示归一化后的切向电场E_φ和垂直磁场H_z，k为电磁波波数，i表示虚数单位；

所述一元四次方程是基于水平电偶极源的切向电场E_φ和垂直磁场H_z的两个分量公式推演的；

步骤3：再基于所述参数x计算出波数视电阻率，其中，选择相位位于0至90之间的参数x计算波数视电阻率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述切向电场E_φ和垂直磁场H_z的归一化公式如下：

式中，y为测点的坐标，ω为角频率，μ为真空磁导率，I为供入电流的强度，ds为所述水平电偶极源的水平长导线的长度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述波数视电阻率的计算公式如下：

式中，ρ_a表示所述测点处某一频率对应的视电阻率，Z表示为复数的中间参数，φ表示相位，im(Z)表示中间参数Z的虚部，re(Z)表示中间参数Z的实部，ω为角频率，μ为真空磁导率。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：还包括：依次改变频率，并按照步骤2-3的方式计算出对应测点上各个频率下的波数视电阻率，再绘制出频率-波数视电阻率曲线。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：还包括：依次移动测点，再对应每个测点依次改变频率，并按照步骤2-3的方式计算出对应测点上各个频率下的波数视电阻率，进而得到所有测点的频率-波数视电阻率曲线。

6.一种基于权利要求1-5任一项所述方法的装置，其特征在于：包括：水平电偶极源、发射机、接收机以及处理器；

其中，所述水平电偶极源铺设在地表上，并与所述发射机连接，所述发射机向所述水平电偶极源供入电流；

所述接收机设于测点上并记录测量数据，其至少包括切向电场测量模块和垂直磁场测量模块，所述切向电场测量模块用于测量切向电场E_φ、所述垂直磁场测量模块用于测量垂直磁场H_z；

所述处理器与所述接收机连接，用于获取测量数据，并将所述测量数据中的收发距r、切向电场E_φ和垂直磁场H_z代入一元四次方程解析参数x；再基于所述参数x计算出波数视电阻率。

7.一种可读存储介质，其特征在于：存储了计算机程序，所述计算机程序被处理器调用以实现权利要求1-5任一项所述的方法。