[发明专利]一种探测大地电性结构的方法和装置

权利要求书

1.一种探测大地电性结构的方法，其特征在于，所述大地电性结构包括大地电阻率和深度信息，包括：

获取输电线产生的工频电磁场与大地作用后的信号；

从获得的信号中提取有效工频电磁场信号；

对有效工频电磁场信号进行数据处理得到大地电性结构；

从获得的信号中提取有效工频电磁场信号包括：

对所述获得的信号进行傅里叶变换，从傅里叶变换后的信号中提取特定频率的信号，将特定频率的信号进行傅里叶逆变换得到所述有效工频电磁场信号；

其中，所述特定频率包括基频和以下至少之一：多次谐频、间谐频、次谐频；

所述对有效工频电磁场信号进行数据处理得到大地电性结构包括：

根据所述基频的垂直磁场分量与谐频的垂直磁场分量确定谐频电流；其中，所述谐频包括以下至少之一：多次谐频、间谐频、次谐频；

当所述有效工频电磁场信号满足非近场条件时，根据基频电流和所述谐频电流计算无限长导线产生的电磁场和输电线在层状大地中产生的电磁场；

根据无限长导线产生的电磁场和输电线在层状大地中产生的电磁场对所述有效工频电磁场信号进行反演得到大地电性结构。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，所述对有效工频电磁场信号进行数据处理得到大地电性结构包括：

在输电线附近布设基站，同步观测工频电磁场信号，监测输电线运行稳定性；

记录输电线电压等级、排列方式、走向信息；

利用基站观测信号中基频的垂直磁场分量与谐频的垂直磁场分量确定各谐频电流大小；

通过有效工频电磁场信号的垂直磁场分量和水平磁场分量的比值T＝|H_z|/|H_x|确定有效工频电磁场信号是否满足非近场条件；

当所述有效工频电磁场信号满足非近场条件时，根据得到的基频和各谐频电流大小，利用公式(1)～(3)计算无限长导线产生的电磁场，并根据记录的实际输电线排列方式和走向，利用矢量合成法则计算输电线在层状大地中产生的电磁场；

式中，r_TE为TE反射系数，所述TE反射系数包括深度信息，I为供电线中基频或谐频的电流幅值，其中，ω为角频率，μ₀为空气磁导率，z为观测点高度，为波数，其中，ε₀为空气介电常数，σ_x为大地电导率；

利用OCCAM算法，对有效工频电磁场信号进行一维反演，得到大地电阻率和深度信息。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过有效工频电磁场信号的垂直磁场分量和水平磁场分量的比值T＝|H_z|/|H_x|确定有效工频电磁场信号是否满足非近场条件包括：

当垂直磁场分量和水平磁场分量的比值小于或等于预设阈值时，确定有效工频电磁场信号满足非近场条件；当垂直磁场分量和水平磁场分量的比值大于预设阈值时，确定有效工频电磁场信号不满足非近场条件；当有效工频电磁场信号满足非近场条件时，具有一定的测深能力，继续执行根据得到的基频和各谐频电流大小的步骤。