[发明专利]一种隧道磁共振准全空间反演参数不确定度分析方法

权利要求书

1.一种隧道磁共振准全空间反演参数不确定度分析方法，其特征在于，该方法包括:

计算准全空间核函数，得到准全空间磁共振响应；

根据准全空间磁共振响应，确认目标数据误差；

根据目标数据误差，基于正演响应的线性近似，计算反演模型的协方差矩阵；

根据协方差矩阵获取反演参数的标准偏差因子；

根据标准偏差因子，对反演参数的不确定度进行定性评估；

通过改变激发脉冲矩、探测天线尺寸和匝数参数，选择单一变量设置多组模型，重复不确定度计算过程，选择使得反演含水体不确定度最小的一组参数为最佳系统参数，得到不确定度分析结果。

2.按照权利要求1的分析方法，其特征在于，

计算准全空间核函数，得到准全空间磁共振响应包括：

考虑隧道已挖掘的空腔，正演计算准全空间核函数K_qw(q；x)，获取隧道掌子面前后的磁共振信号灵敏度分布；

其中，x表示沿着隧道掘进方向的坐标；K(q；x,y,z)表示全空间核函数，由探测天线尺寸和匝数，地磁场强度和方向，激发脉冲以及其他参数共同决定；L表示隧道掌子面尺寸；

利用反演模型中隧道周围w_tun以及掌子面前方的目标含水分布w_tar，计算隧道准全空间磁共振响应V，其由隧道周围含水体产生的磁共振信号V_tun，以及掌子面前方目标含水体产生的磁共振信号V_tar共同构成；

3.按照权利要求2的分析方法，其特征在于，

根据准全空间磁共振响应，确认目标数据误差包括：

在分析隧道超前探测反演参数不确定度时，探测目标位于掌子面前方，目标数据误差由隧道周围含水体产生的磁共振信号V_tun和数据观测误差e_obs共同构成：

e_tar＝V_tun+e_obs；

在分析隧道掌子面后方反演参数不确定度时，目标数据误差由掌子面前方目标含水体产生的磁共振信号V_tar和数据观测误差e_obs共同构成：

e_tar＝V_tar+e_obs。

4.按照权利要求1的分析方法，其特征在于，

根据目标数据误差，基于正演响应的线性近似，计算反演模型的协方差矩阵包括：协方差矩阵C_est：

其中，C_est是反演模型的协方差矩阵；G是雅可比矩阵；C_obs是观测数据的协方差；R是粗糙度矩阵；C_R表示约束强度；

其中，观测数据的协方差C_obs反映了数据中的噪声含量，由目标数据误差e_tar来计算，且包含以下元素：

C_obs,ij＝cov(e_tar,i,e_tar,j)。

5.按照权利要求1的分析方法，其特征在于，

根据协方差矩阵获取反演参数的标准偏差因子包括：在隧道磁共振探测中，含水分布w是反演关键参数，利用协方差矩阵的对角元素获取其标准偏差因子STDF(w)；

其中，C_est协方差矩阵。

6.按照权利要求1的分析方法，其特征在于，

根据标准偏差因子，对反演参数的不确定度进行定性评估包括，将评估分为以下6个等级：

1)STDF(w)1.1时，对应反演参数等级为“非常确定”；

2)1.1≤STDF(w)1.2时，对应反演参数等级为“确定度高”；

3)1.2≤STDF(w)1.5时，对应反演参数等级为“可以确定”；

4)1.5≤STDF(w)2.0时，对应反演参数等级为“确定度低”；

5)2.0≤STDF(w)3.0时，对应反演参数等级为“确定度非常低”；

6)STDF(w)3.0时，对应反演参数等级为“完全不确定”。