[发明专利]一种收发自动同步变频的电磁勘探方法

权利要求书

1.一种收发自动同步变频的电磁勘探方法，其特征在于，所述的方法是：由发送机按照“时间-频率表”在预定时间向地下供入预定频率的电流信号作为人工激励源，采用接收机同步同频接收所在位置的大地电磁响应，经过模拟滤波以及数字信号处理方法去除噪声，得到大地的频谱响应，然后计算得到地球物理信息。 

2.根据权利要求1所述的收发自动同步变频的电磁勘探方法，其特征在于，所述的方法步骤如下： 

1）发送机按照“时间-频率表”在预定时间向地下供入预定频率的电流信号，以此电流信号作为人工激励源； 

2）接收机在距离人工激励场源数米到数十公里范围内，接收大地的电磁响应信息； 

3）发送和接收之间通过GPS/北斗授时定位模块实现同步同频，并记录收发位置信息； 

4）接收机将传感器信号经前置滤波放大后，通过乘法器将信号频率搬移，再经过带通滤波器滤除带外噪声； 

5）滤波后的信号经模拟-数字转换器转换为数字信号，再利用数字相关检测算法，去除不相关噪声，提取大地电磁响应； 

6）由步骤5）所得的大地电磁响应计算得到卡尼亚视电阻率ρ_s和阻抗相位。 

3.根据权利要求2所述的收发自动同步变频的电磁勘探方法，其特征在于：所述的步骤3）中，接收机根据“时间-频率表”中当前的频率实现同频检测，滤除非同频的干扰信号；同频检测的原理如下：接收的信号r(t)表示为：                                                  其中，E_n为淹没在噪声中的有用信号幅值，n(t)为噪声；由于收发是按照“时间-频率表”同频同步，所以采用发送机发送的电流信号作为相关的参考信号：s(t)＝I_nsinω_nt，其中，I_n为发射电流的幅值，ω_n为信号频率；经如下相关计算，可得： 

其中，ω_n为信号频率，为信号相位，T为接收信号的时长，s(t)为发送信号，用作参考信号；由于信号与噪声的不相关，   项趋近于零，使得接收的噪声被抑制。 

4.根据权利要求2所述的收发自动同步变频的地面电磁勘探方法，其特征在于：所述的步骤4）中，接收机根据信号频谱的特征，利用乘法器将任意频率搬移到固定频率，再采用带通滤波器滤除带外噪声带外噪声的方法为； 

根据如下公式： 

其中ω_n为信号频率，A_n为信号幅值，为信号相位，ω_L为接收机本地频率合成器产生的信号频率；从上式得到，两个频率的信号相乘，得到另外两个频率的信号，即：ω_n-ω_L和ω_n+ω_L；相乘后的信号通过后级的带通滤波器滤除了项，保留    项，保留项中含有原信号幅度和相位的信息。 

5.根据权利要求1或2所述的收发自动同步变频的电磁勘探方法，其特征在于，所述的“时间-频率表”中的信号频率和时长根据勘探要求设定N个信号频率和发射时长，制定“时间-频率表”，所述的发送机按所述的时间-频率表”发送，每发送完一组N个频率之后，再次循环发送，一组N个频率的发射时长为一个循环周期；接收机在任意时刻开始接收；一组N个频率的发射时间为一个循环周期，N为整数；N的取值范围在1-255之间。所述的发送机发送的电流信号的频率范围为0.01Hz~100kHz。