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高频电磁场模拟及其反演

郑圣谈  
【摘要】: 高频电磁法是近几年发展起来的一种电磁探测方法,它被广泛应用于工程与环境中的复杂地质任务。本论文从层状介质模型出发,通过对高频电磁场的模拟来研究高频电磁场的响应特征,分析传导电流的扩散特征和位移电流的波动特征,分析位移电流在不同地电参数模型下对电磁响应的影响大小。通过上述电磁场响应的分析以及结合国外已有仪器的特点,选择合适的测量参数,进行一维的正演模拟和反演方法研究,目的是提供一种稳健的反演和解释工具,为高频电磁法的发展和应用提供基础。在正演算法中,采用了高密度采样的滤波算法,很好地解决了考虑位移电流情况下的计算精度和速度问题。在反演算法中,采用了非线性最小二乘结合蒙特卡洛的方法,提高解的稳定性,克服了本地极小值的问题,很好地实现了定量反演,并且利用相位矢量图法开发了一种快速提取视参数的近似反演算法。本文还对高频电磁法在时域当中的应用进行了延伸,实现了层状介质的甚早期瞬变电磁和低频探地雷达剖面,为将来的甚早期瞬变电磁方法和低频步进极化雷达方法以及雷达反演的研究打下理论基础。


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