[发明专利]一种基于超高密度电法设备提高勘探深度的方法

说明书

本发明公开了一种基于超高密度电法设备提高勘探深度的方法，超高密度电法设备发射生成自定义编码双极性波，该波由选择的多个主频进行混频处理与根据本原多项式产生的逆M序列叠加，最后进行编码操作而成。主频的幅度、相位、个数根据探测需求自由选择，产生的自定义编码波形在频谱分析上其能量主要落在选择的主频上，在自相关分析上具备逆M序列的循环自相关性质，自定义的波形既可满足频率域探测要求，又可利用伪随机逆M序列码提高系统辨识度，消除辨识误差提高分辨率，接收端采集到的数据采用自适应噪声对消方法消除噪声，利用差分递归最小二乘算法提取纯激电效应和电磁耦合效应，实现在低信噪比的情况下依旧能提取有效信息从而提高勘探深度。

技术领域

本发明涉及勘探地球物理学技术领域，具体是一种基于超高密度电法设备提高勘探深度的方法。

背景技术

超高密度电法勘探设备能灵活的适应勘探地形起伏较大导致的视电阻率异常、位置发生畸变和位移等问题，勘探信息丰富，一次性布置电极即可实现多种电极装置的自动切换组合，在配合工程地质勘察过程中能起到积极作用。电法勘探设备成本与勘探成本相对于电磁法低廉，且在物质勘探、大型水利工程、铁路建设工程中一直还发挥着重要的作用。

电法仪器的勘探深度理想情况下取决于发射电极的极距，加大极距即可增大勘探深度。实际勘探过程中增大探勘深度一方面可提高发射功率进而提高采集数据信噪比(SNR)；另一方面在发射功率较低时，自定义发射端的发射波形提高系统辨识度，接收端的采集数据进行数字信号处理等方法，使之能够在信噪比较低数据中提取出有效信息达到高发射功率同等勘探的效果，可总结为勘探的深度取决于在该深度下是否能够有效勘探信息即激电效应和电磁耦合效应。

激电效应(IP)是发生在地质介质中因外电流激发而引起介质内部出现电荷分离，产生一个附加的“过电位”的一种物理化学现象。电磁耦合效应是供入地下的电流随时间的变化引起的，发生在电流变化的时间段即电流接通和关断的片刻。

CN102780492A公开了一种高密度发射自定义波形编码方法，该方法首先确定探测主频并进行混频处理，然后叠加高斯白噪声序列。叠加的是高斯白噪声序列不具备循环自相关性，不涉及伪随机码特性，未结合具体的发射装置。

CN1916662A公开了一种多功能电法勘探信号发生器，利用计算机作为控制系统、总线接口、波形选择寄存器、分频因子寄存器等组成。文中提到了可以发射自定义波形，但没有具体叙述产生的具体方法以及未验证自定义的发射波形对于勘探是否有积极意义。

CN102129088A公开一种探地仪发射机，该发射机发射双极性矩形波，应用于瞬变电磁法勘探，主要为电感性负载，而电法仪负载主要呈容性。

CN102426393A公开了一种电法勘探方法和装置，该装置由发送机和接收机两部分组成。文中未叙述发射信号的产生过程，接收到的数据进行的是互相关处理。

2004年，何继善院士在《双频激电法》一书中提出了利用方波相干法将采集到的数据信息如激电效应和电磁耦合效应分别提取出来，书中指出电磁耦合中含有的有用信息提取出来很有意义的，但在该方法中未提及当采集到的数据被噪声掩埋时如何提取以及验证在该情况下方法是否还能适用。该书中阐述了频率域探测与时间域探测可等效，但两者不同的是频率域探测所需发射功率远小于时间域激电探测。

罗延钟在物探与化探发表的论文《利用多频测量做“变频法”电磁耦合校正》一文中提出利用纯激电效应的幅频特性及其特征参数作近似校正计算，可有效降低电磁耦合效应的影响，该研究十分有意义，但文中方法主要在消除电磁耦合效应，而不是提取电磁耦合效应作为物探有效信息的一部分。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于超高密度电法设备提高勘探深度的方法。

实现本发明目的的技术方案是：

一种基于超高密度电法设备提高勘探深度的方法，包括如下步骤：