[发明专利]用于城市环境非接触式任意布极的电阻率探测方法与系统

权利要求书

1.一种用于城市环境非接触式任意布极的电阻率探测方法，其特征在于，包括：

在城市探测环境内任意布设多个电容耦合电极；各个电容耦合电极以均匀的间距、统一的坐标轴和方向进行布置，且任意两电极间距不超过测量目标体尺寸的1/2，各电容耦合电极的极间距最大值大于探测深度的2倍；

给所有电容耦合电极通交流电，并开始跑极及非接触式测量；

在跑极的过程中，首先将相隔最远的两个电极A₁B₁作为初始供电电极，其余电极作为接收电极测量初始接收电压，再将本次测量过程中的接收电极中选取相隔最远的两个电极A₂B₂作为下一次测量的供电电极，依此类推，每一次测量供电极距依次递减，重复该过程，直至相隔最近的两个电极A_nB_n均作为供电电极完成一次测量，测量结束，整个采集过程中所得到的电极极距的个数为城市探测环境的电极总数量的一半；

将任意两个电容耦合电极作为供电电极，其余电容耦合电极作为接收电极，测量得到各接收电极的电场值及接收电极间电位差，计算城市探测环境的地下视电阻率分布；

对不同接收电极测得的电场值进行相关叠加处理；

基于地下视电阻率分布，对相关叠加处理后的数据进行三维电阻率反演，得到地下电阻率的三维分布；

在非接触式测量过程中，电容耦合电极利用导电电缆与大地形成电容系统；供电电极产生测量需要的高频交变电流信号以及与接收电极之间的同步信号，并将其施加于同轴的电缆上，利用电容通交流隔直流的特性，通过电容系统将高频交变电流信号供入地下，在大地中建立交变电场；接收电极处于该交变电场中，由于接收电极和大地之间也存在耦合作用，来自地下的电流将接收电极和地面构成的电容器充电，在接收电极上就产生了一个感应交变电压，该感应交变电压与发射和接收电极之间的大地电阻率及发射电流成比例；

在计算城市探测环境的地下视电阻率分布的过程中，接收电极上产生的感应交变电压乘以已知系数并归一到发射电流，计算得到视电阻率，以此进行地下电阻率测量。

2.一种用于城市环境非接触式任意布极的电阻率探测系统，其特征在于，包括：

若干个电容耦合电极，其任意布设在城市探测环境内；在城市探测环境内任意布设电容耦合电极时，各个电容耦合电极以均匀的间距、统一的坐标轴和方向进行布置，且任意两电极间距不超过测量目标体尺寸的1/2，各电容耦合电极的极间距最大值大于探测深度的2倍；

处理器，其被配置为：

获取各接收电极的电场值及接收电极间电位差，计算得到城市探测环境的地下视电阻率分布；

对不同接收电极测得的电场值进行相关叠加处理；

基于地下视电阻率分布，对相关叠加处理后的数据进行三维电阻率反演，得到地下电阻率的三维分布；

其中，当给所有电容耦合电极通交流电，开始跑极及非接触式测量时，任意两个电容耦合电极作为供电电极，其余电容耦合电极作为接收电极；

在非接触式测量过程中，电容耦合电极利用导电电缆与大地形成电容系统；供电电极产生测量需要的高频交变电流信号以及与接收电极之间的同步信号，并将其施加于同轴的电缆上，利用电容通交流隔直流的特性，通过电容系统将高频交变电流信号供入地下，在大地中建立交变电场；接收电极处于该交变电场中，由于接收电极和大地之间也存在耦合作用，来自地下的电流将接收电极和地面构成的电容器充电，在接收电极上就产生了一个感应交变电压，该感应交变电压与发射和接收电极之间的大地电阻率及发射电流成比例；

在计算城市探测环境的地下视电阻率分布的过程中，接收电极上产生的感应交变电压乘以已知系数并归一到发射电流，计算得到视电阻率，以此进行地下电阻率测量。

3.如权利要求2所述的用于城市环境非接触式任意布极的电阻率探测系统，其特征在于，所有地下视电阻率值并形成地下视电阻率分布值采集完后，将其作为迭代初值进行三维反演得到地下电阻率分布。

4.如权利要求2所述的用于城市环境非接触式任意布极的电阻率探测系统，其特征在于，在跑极的过程中，首先将相隔最远的两个电极A₁B₁作为初始供电电极，其余电极作为接收电极测量初始接收电压，再将本次测量过程中的接收电极中选取相隔最远的两个电极A₂B₂作为下一次测量的供电电极，依此类推，每一次测量供电极距依次递减，重复该过程，直至相隔最近的两个电极A_nB_n均作为供电电极完成一次测量，测量结束，整个采集过程中所得到的电极极距的个数为城市探测环境的电极总数量的一半。