[发明专利]一种探测大地电性结构的方法和装置

说明书

本发明公开了一种探测大地电性结构的方法和装置，所述方法包括：获取输电线产生的工频电磁场信号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。本发明实施例基于工频电磁场信号实现对大地电性结构的测量，既消除了工频电磁场干扰，又实现了对大地电性结构的探测，提高了对大地电性结构的探测精度，降低了起伏山区的探测成本，提高了起伏山区的施工效率。

技术领域

本发明实施例涉及电磁场及其应用技术，尤指一种探测大地电性结构的方法和装置。

背景技术

电磁法是探测地球电性结构的主要手段，因具有勘探深度大、不受高阻层屏蔽、对低阻体灵敏、成本低效率高等优点，电磁法已被广泛应用于金属矿产、油气资源、水文地质、工程勘查、环境评估、壳幔研究等领域。获得高信噪比的观测信号是保障电磁法数据处理精度及探测结果准确度的关键因素，也是数据采集的首要目标。然而，电磁法的数据通常会受到多种多样的噪音干扰，导致其信号质量下降。其中最普遍存在且影响最为严重的一个干扰是输电线系统产生的工频电磁场干扰，即50赫兹(Hz)(有些国家为60Hz)及其谐频成分的电磁波干扰。当观测点离输电线较近时，有效电磁信号几乎被强工频信号淹没，形成似等振幅的50Hz噪声干扰，导致观测数据发生严重畸变。

为压制或去除电磁法数据中的工频电磁场干扰，人们在数据采集和处理过程中不得不采取各种各样的技术手段。但是，工频电磁场干扰对电磁法观测的影响途径比较多，影响机理比较复杂，干扰影响也具有多样性，单一的数据处理方法很难对其进行彻底的滤除，而且大部分滤波技术还会造成有效频谱信息的损失。特别是当离输电线较近，工频电磁场干扰强度较大时，常规的滤波、陷波技术无法完全消除工频电磁场干扰，且由频率混叠的作用、限幅效应、谐波效应等造成的干扰也无法通过后续的数据处理方法进行消除。工频电磁场干扰成为电磁法测量中无法避免、难以克服的一种干扰。

发明内容

本发明实施例提出了一种探测大地电性结构的方法和装置，能够在消除输电线产生的工频电磁场干扰的情况下实现对大地电性结构的探测。

本发明实施例提出了一种探测大地电性结构的方法，包括：

获取输电线产生的工频电磁场信号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。

在本发明实施例中，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：多次谐波、间谐波、次谐波。

在本发明实施例中，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所述谐频电流；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。

本发明实施例提出了一种探测大地电性结构的装置，包括：

信号获取模块，用于获取传输电产生的工频电磁场信号与大地作用后的信号；

信号提取模块，用于从获得的信号中提取有效工频电磁场信号；

信号处理模块，用于对有效工频电磁场信号进行数据处理得到大地电性结构。