[发明专利]横向大地电磁波测深方法及其测深装置

权利要求书

1.一种横向大地电磁波测深方法，包括如下步骤：

S1.选定测线，并在测线上选定主测点；

S2.在步骤S1选定的主测点周围，选定N个辅助测点；N为不小于2的正整数；所述辅助测点均匀分布在以主测点为中心、半径为L的圆周上；

S3.在步骤S2选定的主测点及各个辅助测点处沿平行于测线方向和垂直于测线方向布设传感器，同步监测并获取各测点上的监测时间序列；

S4.对步骤S3得到的各监测时间序列进行功率谱估算；

S5.根据步骤S4得到的功率谱计算各辅助测点与主测点之间的相位差频率曲线或空间自相关系数频率曲线；

S6.根据步骤S5得到的相位差频率曲线或空间自相关系数频率曲线，计算大地电阻率，完成横向大地电磁波测深。

2.根据权利要求1所述的横向大地电磁波测深方法，其特征在于步骤S3所述的传感器，具体为电场传感器或磁场传感器。

3.根据权利要求1或2所述的横向大地电磁波测深方法，其特征在于步骤S4所述的功率谱估算，具体为估算各监测时间序列的自功率谱以及主测点与辅助测点监测信号之间的互功率谱。

4.根据权利要求3所述的横向大地电磁波测深方法，其特征在于步骤S5中各辅助测点与主测点的相位差频率曲线，具体为采用如下算式计算相位差频率曲线：

式中：为第i辅助测点和主测点的相位差频率曲线；angle()为取复数辐角主值操作，表示第i辅助测点和主测点间监测信号互功率谱，ω为角频率。

5.根据权利要求4所述的横向大地电磁波测深方法，其特征在于步骤S5中各辅助测点与主测点的空间自相关系数频率曲线，具体为采用如下算式计算空间自相关系数频率曲线：

式中表示第i辅助测点和主测点间监测信号互功率谱的实部，表示第i辅助测点监测信号的自功率谱，表示主测点监测信号自功率谱；表示主测点与第i辅助测点连线与测线的夹角，L为辅助测点和主测点间距离。

6.根据权利要求5所述的横向大地电磁波测深方法，其特征在于步骤S6所述的计算大地电阻率，具体为采用如下算式计算大地电阻率：

式中：μ为磁导率，ω为角频率，k与ω相关且计算公式如下：

若N＝2，则

若N＞2，则针对频率ω₀，将空间自相关系数频率曲线与0阶贝塞尔函数拟合，采用如下算式计算拟合误差其中J₀为0阶贝塞尔函数；并取拟合误差δ(ω₀)最小时所对应的k的取值为最终的k值。

7.一种实现权利要求1～6之一所述的横向大地电磁波测深方法的测深装置，其特征在于包括测点传感器模块和上位机模块；测点传感器模块和上位机模块连接；测点传感器模块安装在测点上，用于监测并获取各测点上的监测时间序列并上传上位机模块；上位机模块用于根据接收的监测时间序列进行功率谱统计估算和计算相位差频率曲线或空间自相关系数频率曲线，并计算得到最终的大地电阻率。

8.根据权利要求7所述的测深装置，其特征在于所述的测点传感器模块为电场传感器模块或磁场传感器模块。