1.一種陣列人工源磁場(chǎng)頻率測(cè)深方法,其特征在于,包括以下步驟:
(1)在測(cè)區(qū)內(nèi)或周邊布設(shè)N個(gè)不接地水平或垂直磁偶極子場(chǎng)源;各場(chǎng)源需在多個(gè)時(shí)窗內(nèi)發(fā)送不同大小的電流值,并記錄場(chǎng)源的空間位置及不同時(shí)刻發(fā)送磁矩的大小;N為大于或等于1的整數(shù);
(2)在測(cè)區(qū)內(nèi)設(shè)置K個(gè)測(cè)站,K為大于或等于1的整數(shù);每個(gè)測(cè)站處布設(shè)1個(gè)不接地水平或垂直磁偶極子傳感器,記錄測(cè)站的空間位置及觀測(cè)磁場(chǎng);
(3)根據(jù)測(cè)站的觀測(cè)磁場(chǎng)數(shù)據(jù)以及場(chǎng)源的發(fā)送磁矩?cái)?shù)據(jù),分別利用時(shí)頻轉(zhuǎn)換,計(jì)算頻率域數(shù)據(jù),并分別構(gòu)建測(cè)站時(shí)空數(shù)據(jù)矩陣X以及場(chǎng)源極化參數(shù)矩陣C;
(4)利用X和C求解空間模數(shù)矩陣W,并利用W中的元素求解各個(gè)測(cè)站對(duì)應(yīng)于各個(gè)場(chǎng)源的頻率域視電阻率參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列人工源磁場(chǎng)頻率測(cè)深方法,其特征在于,包括以下步驟:
步驟1、觀測(cè)設(shè)計(jì):
確定觀測(cè)目標(biāo)及深度范圍,設(shè)計(jì)測(cè)線和測(cè)站,根據(jù)實(shí)際勘探深度需要及測(cè)區(qū)大地背景電導(dǎo)率確定觀測(cè)頻率范圍;并根據(jù)所需觀測(cè)頻率確定測(cè)站的觀測(cè)時(shí)間長(zhǎng)度及信號(hào)采樣率;對(duì)于各個(gè)觀測(cè)頻率,根據(jù)時(shí)頻轉(zhuǎn)換計(jì)算單個(gè)頻譜所需的時(shí)間域采樣點(diǎn)數(shù),確定時(shí)窗寬度,利用觀測(cè)時(shí)間長(zhǎng)度除以時(shí)窗寬度得到各觀測(cè)頻率對(duì)應(yīng)的觀測(cè)時(shí)窗個(gè)數(shù);
步驟2、裝置布設(shè):
布設(shè)發(fā)送端裝置:在測(cè)區(qū)內(nèi)或周邊布設(shè)N個(gè)不接地水平或垂直磁偶極子場(chǎng)源;
布設(shè)接收端裝置:在測(cè)區(qū)內(nèi)設(shè)置K個(gè)測(cè)站;每個(gè)測(cè)站處布設(shè)1個(gè)不接地水平或垂直磁偶極子傳感器,用于觀測(cè)水平或垂直磁場(chǎng);
步驟3、數(shù)據(jù)采集:
利用GPS或北斗定位并記錄場(chǎng)源和測(cè)站的空間位置,進(jìn)而計(jì)算第k(k=1,2,…,K)個(gè)測(cè)站對(duì)應(yīng)于第n(n=1,2,…,N)個(gè)場(chǎng)源的發(fā)收距rkn;
同步采集各個(gè)測(cè)站處的水平或垂直磁場(chǎng)分量數(shù)據(jù),進(jìn)行時(shí)頻轉(zhuǎn)換后,得到各觀測(cè)頻率對(duì)應(yīng)的頻域觀測(cè)數(shù)據(jù);對(duì)其中任一觀測(cè)頻率,設(shè)其觀測(cè)時(shí)窗個(gè)數(shù)為I,對(duì)應(yīng)的觀測(cè)數(shù)據(jù)包括測(cè)站觀測(cè)數(shù)據(jù)和磁偶極子場(chǎng)源的發(fā)送電流數(shù)據(jù)兩個(gè)部分的數(shù)據(jù);
第一部分,磁偶極子場(chǎng)源的發(fā)送電流數(shù)據(jù):記錄各個(gè)磁偶極子場(chǎng)源在各個(gè)時(shí)窗內(nèi)的發(fā)送磁矩值,并賦值給場(chǎng)源極化參數(shù)矩陣C:
其中,C為N×I階矩陣,僅與各個(gè)磁偶極子場(chǎng)源的時(shí)窗變化有關(guān);N為磁偶極子場(chǎng)源的個(gè)數(shù),Cni為第n(n=1,2,…,N)個(gè)磁偶極子場(chǎng)源在第i(i=1,2,…,I)個(gè)時(shí)窗的發(fā)送磁矩值;
第二部分,測(cè)站觀測(cè)數(shù)據(jù):包括測(cè)區(qū)內(nèi)所有測(cè)站所記錄的數(shù)據(jù);根據(jù)測(cè)站觀測(cè)數(shù)據(jù)構(gòu)建測(cè)站時(shí)空數(shù)據(jù)矩陣X:
其中,X為K×I階矩陣;Xki為第k(k=1,2,…,K)個(gè)測(cè)站處第i(i=1,2,…,I)個(gè)時(shí)窗的水平或垂直磁場(chǎng)分量;
步驟4、數(shù)據(jù)處理:
第一步,求解測(cè)站的空間模數(shù)矩陣W;
其中,上角標(biāo)表示共軛轉(zhuǎn)置矩陣,上角標(biāo)-1表示矩陣的逆;
第二步,計(jì)算各測(cè)站的視電阻率:
利用求得的空間模數(shù)矩陣W的元素Wkn計(jì)算第k(k=1,2,…,K)個(gè)測(cè)站對(duì)應(yīng)于第n(n=1,2,…,N)個(gè)場(chǎng)源的視電阻率ρkn;其定義公式為,
ρkn=F-1(Wkn) (4)
其中,F(xiàn)-1為F的反函數(shù);F為在背景電阻率為ρ0的均勻半空間表面,空間模數(shù)W0與ρ0的映射函數(shù),即W0=F(ρ0),F(xiàn)與發(fā)送及接收磁偶極子的姿態(tài)以及rkn相關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的陣列人工源磁場(chǎng)頻率測(cè)深方法,其特征在于,還包括步驟5、后期處理:根據(jù)數(shù)據(jù)處理所獲得的視電阻率參數(shù)進(jìn)行綜合數(shù)據(jù)分析、反演成圖及資料解釋。