[发明专利]正交源频率域地空电磁倾子散度探测与成像方法及系统

说明书

本发明属于频率电磁勘探领域，尤其是一种正交源频率域地空电磁倾子散度探测与成像方法及系统，适用于地表环境复杂，地面人员难以进入区域的三维异常目标快速识别与定位。该方法通过地面正交场源发射电磁激励信号，利用移动平台搭载三分量磁传感器测量空中三分量磁场幅值相位获取磁场倾子，并通过不同频率倾子散度对地下不同深度结构进行成像。该方法能够快速有效识别地下异常目标位置和边界分布，提高了目标识别和精细探测能力。

技术领域

本发明属于频率电磁勘探领域，尤其是一种正交源频率域地空电磁倾子散度探测与成像方法及系统，适用于地表环境复杂，人员难以进入区域的三维异常目标快速勘查。

背景技术

地空电磁探测方法，或称半航空电磁法，是在地面电磁探测方法和航空电磁探测方法的基础上发展起来的一种新型的电磁探测方法。地空电磁探测方法通过在地面布置人工发射源，空中飞行平台搭载接收系统探测目标区域。该方法综合了地面电磁探测方法和航空电磁探测方法优势，具有探测效率高、探测深度大、探测成本低等特点，可以在城区、沿海滩涂、山区密林、丘陵沼泽等复杂地形区域开展工作，在地下范围内(0-2000m)资源勘探和工程勘察领域具有良好的发展前景和应用价值。地空频率域电磁探测方法通过发射不同频率的电流波形来获取不同深度的地下电阻率信息，实现对地下空间电性结构探测。该方法在发射电流期间采集磁场信号，信噪比较高，测线与发射源的最小距离一般不低于2km，适合于中远区大面积范围详细勘查。

CN104597506A公开了一种频率域地空电磁勘探方法，该方法采用地面发射，空中接收电磁波信号的工作模式，提取信号的频谱并通过全区视电阻率法反演解释地下电性结构。此方法适用于地表条件恶劣区域的深部探测，具有探测范围广、探测深度大、探测效率高等特点。但是存在场源效应，不能直接定位异常体的位置，并且对三维异常目标识别能力较弱。另外，全区视电阻率反演解释过程时间较长，难以满足野外实际快速探测需求。

CN103869371A公开了一种人工场源频率域全梯度电磁测量方法。在测区内布置测线和测点；人工场源发射不同频率电磁波，通过测量单元完成测区内所有测点上对应发射频率下电磁场信号的测量；采用差分求取相关测点的电磁场梯度信号；根据测得的电磁场梯度信号对地下介质的电磁梯度信息进行反演实现对地下目标体的勘探。但是该方法主要针对地面探测，对空中测量适用性较差。另外，该方法只有边界分辨的能力，无法识别异常区域，对三维异常目标识别和定位能力较弱。

CN109541695B公开了一种人工场源频率域电场梯度远区视电阻率快速成像方法，包括数据预处理，电场梯度计算，电场梯度视电阻率计算，空间成像将测量频率对应转换为视深度绘制测线上的视电阻率-视深度拟断面图。但是这个方法是对电场进行梯度分析，不适用于空中电磁场的解释和分析。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种正交源频率域地空电磁倾子散度探测与成像方法及系统，解决存在的无法识别三维异常位置及边界，以及不满足没有空中电场解释的问题。

本发明是这样实现的，

一种正交源频率域地空电磁倾子散度探测与成像方法，该方法包括：

采用地面正交场源发射系统发射交变电流，并采集正交场源发射系统的交变电流，空中移动平台搭载接收系统测量不同频率正交场源产生的双源磁场数据以及接收传感器对应的空间位置信息和时间信息，利用采集的交变电流数据以及双源磁场数据获取磁场倾子散度对地下电阻率结构异常目标进行成像和识别。

进一步地，所述正交场源发射系统包括发射电源、逆变装置和正交方向布设的两条接地发射天线作为发射源S1和发射源S2，每条发射天线依次发射目标频点激励电流。

进一步地，对采集的交变电流数据以及双源磁场数据获取磁场倾子散度对地下电阻率结构异常目标进行成像和识别包括：