【技术实现步骤摘要】
本申请涉及海水探测，具体而言，涉及一种基于电磁场的海水深度探测方法、存储介质及电子设备。
技术介绍
1、海洋覆盖了地球表面的71％，是人类生存第二空间。海面到海底的垂直距离即为海水深度，直观地反映了海底地形地貌。海水深度是进行海洋探测、海洋军事活动等相关问题的基础。
2、海洋电磁场是指由于人工场源或天然场源而在海洋环境中存在的电磁场，包括电场和磁场，统称为海洋电磁场。在海洋开发活动中，有一类无线电波具有衰减弱、穿透力强等特点，近年来得到了广泛关注，并发展迅猛，可广泛应用于导航、矿产勘察及水下军事目标探测等领域。
3、按照《中华人民共和国无线电频率划分规定》，我国无线电频率从0.03hz至3000ghz共划分为14个频带，在海洋环境中研究的电磁场主要集中于tlf、elf、slf、ulf(0.03至3000hz)等多个频段。
4、当前，海水深度探测手段主要有声呐、激光测深、卫星测高重力数据反演和遥感影像反演。声呐和激光测深，虽探测精度高，但需要施加人工源(主动探测方式)，效率低、成本大，且激光测深深度有限(通常只能达到数十米)，而重力数据反演和遥感影像反演，虽不需施加人工源且探测深度大(被动/无源探测方式)，但精度有限。当前，未见可有效适用于不同海水深度的主动/被动电磁测深方法和手段。
技术实现思路
1、本申请实施例的目的在于提供一种基于电磁场的海水深度探测方法、存储介质及电子设备，通过充分挖掘海洋电磁中的隐藏信息，构建一种基于电磁场的海水深度探测方
2、为了实现上述目的，本申请的实施例通过如下方式实现：
3、第一方面，本申请实施例提供一种基于电磁场的海水深度探测方法，包括：获取天然源或人工场源在远区观测点处形成的电场和磁场；基于电场和磁场，确定出观测点的视电阻率；基于观测点的视电阻率，拟合出视电阻率曲线；获取观测点的海水电阻率，基于海水电阻率和视电阻率曲线确定出观测点的海水深度。
4、结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，基于电场和磁场，确定出观测点的视电阻率，包括：
5、天然源或人工场源远区形成的入射电场和磁场，近似为平面波垂直入射，波阻抗为：
6、
7、其中，ex为x方向的电场水平分量；ey为y方向的电场水平分量；hx为x方向的磁场水平分量；hy为y方向的磁场水平分量；
8、观测点处的视电阻率为：
9、
10、其中，ρs为视电阻率，ω为角频率，μ为磁导率，zobs为观测点处的波阻抗。
11、结合第一方面，在第一方面的第二种可能的实现方式中，基于观测点的视电阻率，拟合出视电阻率曲线，包括：将视电阻率进行初步数据处理，采用三次曲线进行拟合。
12、结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，获取观测点的海水电阻率，基于海水电阻率和视电阻率曲线确定出观测点的海水深度，包括：获取观测点的海水电阻率，并基于海水电阻率确定出海水电阻率直线；确定出观测点的视电阻率曲线与海水电阻率直线的前三个交点；基于至少一个交点处的频率和对应的衰减系数，计算出观测点的海水深度。
13、结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，基于至少一个交点处的频率和对应的衰减系数，计算出观测点的海水深度，包括：
14、确定出前三个交点的频率f1、f2、f3和对应的衰减系数α1、α2、α3；
15、将f1和α1、f2和α2、f3和α3中的至少一组代入公式计算海水深度：
16、
17、其中，hw为海水深度，αi为第i个交点对应的衰减系数，fi为第i个交点对应的频率，ρw为海水电阻率，μ0为真空磁导率。
18、结合第一方面的第四种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，将f1和α1、f2和α2、f3和α3中的至少一组代入公式计算海水深度，包括：将f1和α1、f2和α2、f3和α3分别代入公式计算海水深度，计算得到三个海水深度hw1、hw2、hw3；若hw1、hw2、hw3两两之间的差异均不超过设定比例，则计算hw1、hw2、hw3的均值为海水深度；若hw1、hw2、hw3两两之间的差异中存在超过设定比例的差异，剔除与其余两个差异最大的一个海水深度值，计算剩余两个海水深度值之间的均值作为海水深度。
19、结合第一方面的第四种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，观测点处具有海水-海底两层介质，探测的海水深度为第一层介质海水的厚度，衰减系数αi满足：
20、
21、其中，ω是角频率，μ是海水的磁导率，σ1是第一层介质电导率，h1是第一层介质的厚度。
22、结合第一方面的第六种可能的实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，海底介质为一层或多层。
23、第二方面，本申请实施例提供一种存储介质，所述存储介质安装在设备内，包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行第一方面或第一方面的可能的实现方式中任意一项所述的基于电磁场的海水深度探测方法。
24、第三方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储包括程序指令的信息，所述处理器用于控制程序指令的执行，其特征在于：所述程序指令被处理器加载并执行时实现第一方面或第一方面的可能的实现方式中任意一项所述的基于电磁场的海水深度探测方法的步骤。
25、有益效果：
26、1.首先通过空中或海水中采集的天然源或人工场源在远区观测点处形成的电场和磁场信号，对电磁场信号系列进行转换得到观测点的视电阻率曲线。然后进行理论推导，建立根据视电阻率曲线挖掘海水深度的理论计算公式，从而可以在获取观测点的海水电阻率后，基于海水电阻率和视电阻率曲线(结合理论计算公式)确定出观测点的海水深度。由此可以有效提高海水深度的探测效率，作为已有主流探测方法的一种有效互补方法和手段，能够在实际探测场景中各种不同条件下提供更合适的探测手段。
27、2.在利用推导构建的理论计算公式计算海水深度时，通过将采用三次曲线拟合出的视电阻率曲线，与海水电阻率直线之间产生的三个交点(理论推导过程中，详细论述了视电阻率与海水电阻率相等时的关系，衰减系数的取值等)，利用每个交点对应的频率和衰减系数，代入理论计算公式中进行海水深度的计算，一方面可以计算均值减小误差，另一方面可以剔除明显不符的值，利用剩下的值计算均值，提高准确性。
28、为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于电磁场的海水深度探测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于电磁场的海水深度探测方法，其特征在于，基于电场和磁场，确定出观测点的视电阻率，包括：
3.根据权利要求1所述的基于电磁场的海水深度探测方法，其特征在于，基于观测点的视电阻率，拟合出视电阻率曲线，包括：
4.根据权利要求3所述的基于电磁场的海水深度探测方法，其特征在于，获取观测点的海水电阻率，基于海水电阻率和视电阻率曲线确定出观测点的海水深度，包括：
5.根据权利要求4所述的基于电磁场的海水深度探测方法，其特征在于，基于至少一个交点处的频率和对应的衰减系数，计算出观测点的海水深度，包括：
6.根据权利要求5所述的基于电磁场的海水深度探测方法，其特征在于，将f1和α1、f2和α2、f3和α3中的至少一组代入公式计算海水深度，包括：
7.根据权利要求5所述的基于电磁场的海水深度探测方法，其特征在于，观测点处具有海水-海底介质，探测的海水深度为第一层介质海水的厚度，衰减系数αi满足：
8.根据权利要求7所述的基于电磁场的
9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质安装在设备内，包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行权利要求1至8中任意一项所述的基于电磁场的海水深度探测方法。
10.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储包括程序指令的信息，所述处理器用于控制程序指令的执行，其特征在于：所述程序指令被处理器加载并执行时实现权利要求1至8中任意一项所述的基于电磁场的海水深度探测方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种基于电磁场的海水深度探测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于电磁场的海水深度探测方法，其特征在于，基于电场和磁场，确定出观测点的视电阻率，包括：
3.根据权利要求1所述的基于电磁场的海水深度探测方法，其特征在于，基于观测点的视电阻率，拟合出视电阻率曲线，包括：
4.根据权利要求3所述的基于电磁场的海水深度探测方法，其特征在于，获取观测点的海水电阻率，基于海水电阻率和视电阻率曲线确定出观测点的海水深度，包括：
5.根据权利要求4所述的基于电磁场的海水深度探测方法，其特征在于，基于至少一个交点处的频率和对应的衰减系数，计算出观测点的海水深度，包括：
6.根据权利要求5所述的基于电磁场的海水深度探测方法，其特征在于，将f1和α1、f2和α2、f3和α3中...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖调杰，刘杰，龚春叶，杨博，甘新标，李胜国，陈旭光，陈新海，张庆阳，郭晓威，王庆林，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。