[发明专利]一种堰塞坝渗漏通道抗干扰空-地无人机电磁勘探方法

说明书

本发明涉及一种堰塞坝渗漏通道抗干扰空‑地无人机电磁勘探方法，属于地球物理勘探技术领域。该方法以地下目标良导体与周围岩土体的电性差异为基础，通过测量所施加的一次电场所形成的磁场变化来判断渗漏通道位置，是一种专门适用于寻找堰塞坝渗漏通道的电磁勘探方法。本发明主要包括地面系统与无人机系统两部分，地面系统包括遥控通讯装置、伪随机电流发射系统两部分；无人机系统包括无人机机体、无人机飞行控制传感器、磁场测量系统及数据记录装置。此外，本发明还提出了一种根据异常磁场判断堰塞坝内部情况的方案，使用异常场计算磁电阻率值并进行量化，为探测堰塞坝内部渗漏通道存在情况提供参考依据。

技术领域

本发明涉及地球物理探测领域，具体指一种堰塞坝渗漏通道抗干扰空-地无人机电磁勘探方法，属于测量、测试的技术领域。

背景技术

近年来，随着经济的发展，堰塞坝作为一种新兴的水利工程项目得以大力发展，其由于低廉的成本而逐渐得到人们的重视。由于堰塞坝内部结构复杂，故普遍存在渗漏通道等安全隐患；且由于其形成地形复杂，常常存在施工安全问题。因此，对渗漏通道的探查一直是解决堰塞坝安全问题的重点和难点。

现阶段，电法勘探是进行渗漏通道探测的有效技术手段，但由于堰塞坝多发生于地质条件差、地形险峻的山区，传统的地面电法探测工作往往难以展开，且由于电信号随深度衰减过快，其勘探精度往往不能满足工程需要。

航空电磁勘探技术工作效率高，可无视地形带来的影响，同时可保障工作人员的安全问题，是进行堰塞坝坝体渗漏探测的最佳选择，拥有广阔的发展前景。然而，磁力仪极易受外界噪声影响，故无人机设备的信噪比会降低，对探测结果产生影响。因此，传统的航空电磁勘探技术精度往往难以满足要求。

总之，地面电磁勘探技术难以满足堰塞坝发生区的地质条件，而传统的航空电磁勘探技术信噪比太低，其精度难以满足工程要求。为解决上述问题，本发明提供了一种新型的堰塞坝抗干扰空-地无人机电磁勘探方法，本方案将无人机探测技术用于电磁勘探，并根据磁电阻率值的极差勘探渗漏通道的位置。

发明内容

本发明的发明目的是针对上述背景技术的不足，提供了一种堰塞坝渗漏通道抗干扰空-地无人机电磁勘探方法，使用无人机平台搭载磁场测量系统，具有精度高、抗干扰能力强、可用于各种地质条件的优点，解决了地面电磁勘探技术难以满足堰塞坝渗漏发生区地质条件以及传统航空电磁勘探技术信噪比低的技术问题。

本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：

一种抗干扰空-地无人机电磁勘探方法，该方法包括无人机系统与地面系统两部分，并用伪随机电磁勘探技术代替传统的磁场测量系统。使用无人机搭载平台可完全无视地形的影响，保障施工安全，工作效率高；伪随机电磁勘探技术可提高信噪比，使勘探的精度与深度大大提高。

测量时将两个电极分别置于堰塞坝坝体上游与下游，将供电电缆布置成“U”字型并尽量远离大坝测量区域；利用伪随机电流发射机通过电场电极棒向地下注入随机交变电流，在坝体内部形成交变电场，进而在空间范围内生成磁场；地面站通过遥控通讯装置对无人机的飞行状态进行监测及控制；无人机平台所搭载的磁通门磁力仪对空间磁场进行实时测量并将测量数据转化为电信号输入伪随机码接收机，伪随机码接收机负责将测量所得磁场数据与输入电流进行互相关计算，得到磁场H。

一种利用上述装置的堰塞坝空-地无人机抗干扰渗漏通道探测方法，它包括如下步骤：

步骤1：将伪随机电流发射系统布置在待测区域内，与大地系统构成回路；两电极分别布置在大坝两侧，电极距为坝体宽度的两倍，方向垂直于坝体走向；沿坝体走向布置测线、测点，测线间隔为20m，测点间隔为5～10m；

步骤2：打开无人机，检查无人机机体状态并确定无人机飞行控制传感器与地面遥控通讯装置之间通信正常，并在控制平台上对其飞行速度、飞行轨迹、飞行高度等进行设置；