[发明专利]一种多源频率域地空电磁探测采集系统及方法

说明书

本发明公开了一种多源频率域地空电磁探测采集系统及方法，通过合理设置三个电性源的排列方式，同时在地面进行多源多频激励，在空中采用无人机搭载接收器进行数据采集，是一种全新高效的多源电磁勘探方法。该方法三个电性源延长线夹角分别为60°，呈等边三角形布置于地面，电偶极源的中垂线交点位于观测区域中心，电偶极子长度一般为1～3公里，三个电偶源方向一致，成顺时针或逆时针方向。该多源采集方式可从多个角度激发电磁场，提高照明度，增强一次场信号强度，改善二次场的分布特征，压制目标体边缘效应，有利于异常体的平面位置确定，为地空探测系统提供了一种优化的多源激励方式。

技术领域

本发明属于地面多源激发，空中测量的电磁勘探技术，涉及一种频率域地空电磁勘探，具体为一种多源频率域地空电磁探测采集系统及方法，特别适合于地形起伏，地下构造复杂区域的精细勘探。

背景技术

随着经济的持续快速发展，资源环境问题日益突出，人们对地下探测的需求不断提升。地空频率域电磁法融合了地面电磁法大功率发射和航空电磁法快速非接触式采集的双重优点，能够进入地形复杂区域开展大深度资源勘探，近年来成为地球物理电磁法研究的热点。该方法与无人机飞行平台相结合，有利于在中小区域开展大深度地下结构精细探测，相对于地面和航空电磁法，更加经济、安全和便捷，因此具有广阔的市场前景和应用价值。

然而，传统的单源激励模式在地空电磁法应用中主要有以下问题：

1、发射磁矩有限，探测范围受到限制；

2、远区信号微弱，信噪比低，难以达到精细勘探需求；

3、受场源下方不均匀体的影响，容易造成错误的解释；

4、视电阻率的分布与场源位置有关，异常复杂，解释结果不可靠。

目前，多辐射源激励方式已经提出，但主要是平行电偶极子场源或L型电偶极子场源，这类场源可增强信号的强度，但对于改变目标体电磁响应分布，提高照明度有限，难以满足日益增加的精细化勘探需求。因此，研发从多方位进行激励的多源多频地空电磁探测，提供多方位全覆盖三维电磁数据采集，以及增强信号强度一直是申请人研究的课题。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种多源频率域地空电磁探测采集系统及其方法。

为了实现上述任务，本发明所采用如下的技术解决方案：

一种多源频率域地空电磁探测采集系统，包括信号发射区和信号观测区，其特征在于，所述的信号发射区包括至少三个电偶极源，所述电偶极源长度范围在1～3公里，三个电偶极源的正负极沿顺时针方向或逆时针方向正负交接，且两两电偶极源的延长线夹角为60°；

所述的信号观测区位于信号发射区的中部，呈矩形分布。

根据本发明，所述的电偶极源的长度根据探测深度和范围减小和增大。

进一步地，所述的三个电偶极源沿等边三角形的三条边非接触设置；两两电偶极源的中垂线夹角为120°。

优选地，还包括有接收区域，所述接收区域位于过渡带及远区，也就是|kr|1，其中r是收发距。

上述多源频率域地空电磁探测采集系统的采集方法，其特征在于，按下列步骤进行：

第一步，根据测区地下介质电性分布，估算背景电阻率范围，结合最大探测深度，确定发射频段范围；以测区中心为基准点，向外以成120角度做三条射线，确定收发距大小，保证在最大收发距时能够测量到多个电偶极源发射的信号；电偶极源根据探测深度范围合理设置，以保证足够大发射磁矩；

第二步，在布置好多个电偶极源后，通过发射机同步发射多频伪随机波，并记录电流强度，以无人机搭载接收设备，按照预先布置好的航线，通过GPS定位系统，依次进行磁场垂直分量测量，获得反映地下电性的大量数据；