一种补偿瞬变电磁信号负值的方法技术

本发明专利技术提供一种补偿瞬变电磁信号负值的方法，其中，所述补偿瞬变电磁信号负值的方法至少包括如下步骤：根据瞬变电磁信号的测量数据曲线，选取负值段作为拟合段；对所述拟合段进行e指数拟合，以得到拟合数据；将所述测量数据与所述拟合数据作差，以补偿所述瞬变电磁信号负值。本发明专利技术的补偿瞬变电磁信号负值的方法，具有以下有益效果：采用本发明专利技术的方法，能够有效处理瞬变电磁信号的负值，从而得到较长时间的有效数据，有效提高地质探测深度。经过补偿后的瞬变电磁信号，就可以通过传统成熟的TEM数据处理解释方法对其进行解释，提高了电阻率解释的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种补偿瞬变电磁信号负值的方法
本专利技术涉及地质勘探
，特别是涉及一种补偿瞬变电磁信号负值的方法。
技术介绍
磁性源瞬变电磁法(Transientelectromagneticmethod，简称TEM法)是一种有效的物探方法，TEM法属于时间域人工源电磁方法，是以大地中岩石(矿石)的导电性和导磁性为物性前提，根据电磁感应原理观测、研究电磁场空间和时间分布规律，以寻找地下良导矿体或解决相关地质问题的一种勘查方法。TEM法的基本原理如下：以不接地回线或接地长导线供以双极性脉冲电流产生激发电磁场，在该电磁场的激励下，导电地质体受感应而产生涡旋电流。由于导电地质体是非线性的，所以脉冲电流从峰值跃变到零，一次电磁场立即消失，而涡流并不立即消失，有一个瞬变过程，这个过程的快慢与导体的电性参数有关。地质体的导电性越好，涡流的热耗损越小，瞬变过程则越长。这种涡流瞬变过程，在空间形成相应的瞬变磁场，脉冲电流关断期间在地面观测瞬变磁场，即观测二次电磁场，就可发现地下异常地质体的存在，从而确定地下导体的电性结构和空间分布状态。由于TEM法测量的是导体内涡流的过渡过程，观测是在脉冲间歇期间进行的，不存在一次电磁场源的干扰，观测参数为纯二次电磁场，是电磁法中唯一可采用同点装置的方法，探测目标耦合最紧，获得的响应最强。并且，磁性源激发，不受接地条件限制。TEM法测量得到的瞬变电磁信号一般为随时间变化的一条近似e指数衰减的正值曲线，然而在越来越多的测量数据中发现信号反转现象，即部分瞬变电磁信号表现为负值。现有的处理方法可以归结为两种：1、直接忽略掉负值，用剩余的正值进行电阻率解释，造成有效数据时间短、地质探测深度浅、电阻率偏高的问题，是一种没有科学依据的解释方法。2、人们认为激发极化效应是造成瞬变电磁信号发生反转的主要原因，并且将cole-cole模型引入到TEM法正演计算当中，将大地等效成为电阻与电容并联构成的系统。该理论建立在发射场关断后，二次电磁场对可极化大地进行充电，晚期放电，理论上出现的负值都很小，很难在实际中观测到，用带Cole-Cole模型解释出来的电阻率与实际情况相差很大，并且由于cole-cole模型参数较多，反演难度很大，还未能应用于实测数据解释。基于以上问题，现在亟需一种能够有效处理瞬变电磁信号负值的方法，从而能得到较长时间的有效数据，提高地质探测深度，并能提高电阻率解释的准确性。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种补偿瞬变电磁信号负值的方法，用于解决现有技术中对瞬变电磁信号负值的处理方法存在缺陷的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种补偿瞬变电磁信号负值的方法，其中，所述补偿瞬变电磁信号负值的方法至少包括如下步骤：根据瞬变电磁信号的测量数据曲线，选取负值段作为拟合段；对所述拟合段进行e指数拟合，以得到拟合数据；将所述测量数据与所述拟合数据作差，以补偿所述瞬变电磁信号负值。优选地，选取所述负值段的最大负值处作为所述拟合段的开始位置。优选地，选取所述负值段内位于所述最大负值后且在噪声水平之前任意时间点的负值处作为所述拟合段的关断位置。优选地，根据瞬变电磁信号的测量数据曲线，选取负值段作为拟合段，具体方法为：通过线圈向大地发射一次电磁场，然后接收反馈的二次电磁场信号，以得到所述瞬变电磁信号的测量数据曲线；其中，将所述大地等效为电阻与电容串联的电路系统，以使所述二次电磁场的总体磁场变化曲线与所述电容的充、放电过程曲线具有相同的趋势；选取所述二次电磁场的感应电流小于所述电容的放电电流时所对应的测量数据的曲线段作为拟合段；其中，在所述二次电磁场的感应电流小于所述电容的放电电流时，所对应的测量数据的曲线段为所述瞬变电磁信号的测量数据曲线的负值段。优选地，选取所述电容的放电电流最大时所对应的测量数据处作为所述拟合段的开始位置；其中，在所述电容的放电电流最大时，所对应的测量数据为所述负值段的最大负值。优选地，选取从所述电容出现最大放电电流后且在噪声水平之前的任意时间点所对应的测量数据处作为所述拟合段的关断位置。优选地，所述电容的放电电流产生的放电磁场变化曲线适于通过对所述拟合段进行e指数拟合得到的拟合数据来得到，其中，所述拟合数据为所述电容放电时的电动势衰减系数。优选地，所述瞬变电磁信号适于通过将所述测量数据与所述拟合数据作差，以实现所述二次电磁场的总体磁场变化曲线与所述电容的放电电流产生的放电磁场变化曲线作差，从而补偿负值。优选地，对所述拟合段进行e指数拟合，以得到拟合数据，具体方法为：对所述拟合段数据以e为底取对数，得到公式Y＝lny；其中，Y为对数数据，y为所述拟合段数据；采用最小二乘法通过公式Y＝a+bx对所述对数数据进行直线拟合，得到a和b；其中，a、b均为常数，x为自变量；通过公式y＝ea·ebx得到拟合数据。如上所述，本专利技术的补偿瞬变电磁信号负值的方法，具有以下有益效果：采用本专利技术的方法，能够有效处理瞬变电磁信号的负值，从而得到较长时间的有效数据，有效提高地质探测深度。经过补偿后的瞬变电磁信号，就可以通过传统成熟的TEM数据处理解释方法对其进行解释，提高了电阻率解释的准确性。附图说明图1显示为本专利技术实施例的补偿瞬变电磁信号负值的方法的流程示意图。图2显示为本专利技术实施例的补偿瞬变电磁信号负值的方法中大地的等效电路图。图3显示为图2中电容的充、放电过程曲线。图4显示为本专利技术实施例的补偿瞬变电磁信号负值的方法中发射的一次电磁场的电流波形图。图5显示为本专利技术实施例的补偿瞬变电磁信号负值的方法中线圈中心采集到的二次电磁场的总体磁场变化曲线图，其中，内插图①为(I)段的线性放大图，内插图②为(III)段的线性放大图。图6显示为本专利技术实施例的补偿瞬变电磁信号负值的方法的处理前后对比图。元件标号说明S1～S3步骤具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。鉴于本专利技术
技术介绍
中对于瞬变电磁信号负值处理解释的种种缺陷，专利技术人深入分析研究了极化地区大地等效电容充放电的原理，对瞬变电磁信号出现的负值现象有了新的发现：大地等效电容实际上在一次电磁场关断期间就已经完成了充电，并开始放电；由于一次电磁场关断引起的电动势很大，对电容的充电起到主导作用，电容在二次电磁场期间放电，并且放电电流在瞬变电磁信号晚期占主导作用，衰减曲线呈现反转。并且，电容的充、放电行为发生在一次电磁场期间，但是与一次电磁场关断速率无关。基于上述发现，专利技术人创造出了本专利技术，通过拟合衰减曲线晚期负的响应，从测量数据中减去该负响应，得到真正大地的响应，从而实现对瞬变电磁信号负值的补偿。请参阅图1～图6，本专利技术的实施例涉及一种补偿瞬变电磁信号负值的方法。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。如图1所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种补偿瞬变电磁信号负值的方法，其特征在于，所述补偿瞬变电磁信号负值的方法至少包括如下步骤：根据瞬变电磁信号的测量数据曲线，选取负值段作为拟合段；对所述拟合段进行e指数拟合，以得到拟合数据；将所述测量数据与所述拟合数据作差，以补偿所述瞬变电磁信号负值。

【技术特征摘要】
1.一种补偿瞬变电磁信号负值的方法，其特征在于，所述补偿瞬变电磁信号负值的方法至少包括如下步骤：根据瞬变电磁信号的测量数据曲线，选取负值段作为拟合段；对所述拟合段进行e指数拟合，以得到拟合数据；将所述测量数据与所述拟合数据作差，以补偿所述瞬变电磁信号负值。2.根据权利要求1所述的补偿瞬变电磁信号负值的方法，其特征在于，选取所述负值段的最大负值处作为所述拟合段的开始位置。3.根据权利要求2所述的补偿瞬变电磁信号负值的方法，其特征在于，选取所述负值段内位于所述最大负值后且在噪声水平之前任意时间点的负值处作为所述拟合段的关断位置。4.根据权利要求1所述的补偿瞬变电磁信号负值的方法，其特征在于，根据瞬变电磁信号的测量数据曲线，选取负值段作为拟合段，具体方法为：通过线圈向大地发射一次电磁场，然后接收反馈的二次电磁场信号，以得到所述瞬变电磁信号的测量数据曲线；其中，将所述大地等效为电阻与电容串联的电路系统，以使所述二次电磁场的总体磁场变化曲线与所述电容的充、放电过程曲线具有相同的趋势；选取所述二次电磁场的感应电流小于所述电容的放电电流时所对应的测量数据的曲线段作为拟合段；其中，在所述二次电磁场的感应电流小于所述电容的放电电流时，所对应的测量数据的曲线段为所述瞬变电磁信号的测量数据曲线的负值段。5.根据权利要求4所述的补偿瞬变电磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴易峰，荣亮亮，蒋坤，伍俊，张国峰，张懿，谢晓明，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31