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基于磁导率和电阻率的频率域航空电磁法正反演研究

习建军  
【摘要】: 频率域航空电磁法在磁性地区的视电阻率填图,要不要考虑磁导率影响长期存在争议。以往方法,通常在模型中以真空磁导率代替介质磁导率,忽略磁性层影响。但在高磁性区域,这样做将会导致计算电阻率值偏小。本文针对这一问题,开展了基于强磁性半空间计算视磁导率和视电阻率的方法研究,实现了磁导率的反演,提高了电阻率填图的准确性。 本文以均匀半空间模型为基础,讨论了圆形回线源层状介质模型解,并得出了适合于航空电磁法的准静态解。通过比较120点滤波算法与直接积分法的计算效果,采用线性滤波算法求解汉克尔变换。分析了频率、电阻率、磁导率、飞行高度、收发距与电磁响应实、虚分量的关系,系统地讨论了磁性条件下频率域航空电磁法正演问题。在传统相位矢量图的基础上,添加磁导率的计算,绘制包含磁导率、电阻率、飞机飞行高度三个参数的三维相位矢量图,探讨了这种方法的特点。针对磁性区域强磁问题,建立均匀半空间模型,提出了磁导率-电阻率近似反演方法。首先选择一个频率比为5的相邻频率对(匹配于一般频率间隔为5的IMPULSE吊舱式直升机航空电磁测量系统),分别对两个频率进行正演计算得出各自电磁响应,然后用两者中低的频率的归一化二次场虚分量去计算感应数,用它的实分量去估计在低感应数时的视磁导率,再用两个频率的虚分量之比去计算视电阻率。通过频率的实、虚分量确定了目标区域的磁导率值,用这个真实磁导率去反演电阻率,消除了高磁性对电阻率计算的影响;而且,电阻率是通过两个频率的虚分量之比计算得到的,而不是仅仅依靠单一频率,这样计算就更加可靠,从而提高了磁性区域视电阻率填图的精度。通过归一化磁场振幅和这两个相邻频率的虚分量之和,计算得到了飞机相对飞行高度。所以,通过磁导率-电阻率近似反演法,实现了磁性区域磁导率和电阻率的反演。最后给出野外实际飞行航电数据计算实例,表明磁导率-电阻率近似反演算法快速、可靠,本法对于强磁性区域航空电磁法视电阻率填图是一种行之有效的勘探方法。


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