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      海底大地電磁探測數(shù)據(jù)畸變校正方法的研究

      時間:2024-08-10 03:02:58 理工畢業(yè)論文 我要投稿
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      海底大地電磁探測數(shù)據(jù)畸變校正方法的研究

      摘要:研究了海底大地電磁探測技術中數(shù)據(jù)畸變校正的有關方法,介紹了方位校正和振動校正的原理,并給出了校正結果。

      在海底大地電磁探測技術中,傳感器系統(tǒng)的方位及水平狀態(tài)直接影響著大地電磁場分量的觀測結果。因此,在觀測的過程中,必須隨時準確地測定系統(tǒng)分布的方位角和水平分量傳感器的水平狀態(tài),以便對觀測的數(shù)據(jù)進行方位畸變校正。另外,當測量電磁場分量的傳感器系統(tǒng)放入海底時,由于海水的各種各樣的運動,傳感器系統(tǒng)在正常工作的同時,會產(chǎn)生振動,造成電場分量和磁場分量的測量數(shù)據(jù)不精確。因此要設法對測量的數(shù)據(jù)進行校正。設計上,傳感器系統(tǒng)的振動對電場分量數(shù)據(jù)的影響是很小的,這種影響常常被忽略;但是這些振動對磁場分量數(shù)據(jù)的影響是很大的,必須進行正確的振動畸變校正,才能得到準確的磁場分量數(shù)據(jù)。

      1 方位校正原理

      對于方位角和傾角所引起的干擾,校正依據(jù)的是“圖形的幾何變換”原理。電場只有兩具分量,可以依據(jù)“二維圖形的幾何變換”原理。

      二維圖形變換的一般公式為:

      其中,為二維變換矩陣。

      三維圖形變換的一般公式為:

      其中,為三維變換矩陣。

      在海底大地電磁探測技術中,由于在海底大地測量系統(tǒng)中的5個探頭滿足右手坐標系原理,因而可以利用實驗測得的電場和磁場的5個分量以及所測的傾角和對于北向的方位角進行方位和水平校正。基本坐標系如圖1所示。

      設在海底測得的電場和磁場的5個分量分別用Ex、Ey、Hx、Hy、Hz表示,設探頭測得的X分量對于北向的夾角為α,對于立不的傾角為xt,設探頭測得的Y分量對于水平面的傾角為yt,設校正后的5個分量分別為Ex'、Ey'、Hx'、Hy'、Hz',則有:

      其中,T1為電場的變換矩陣,

      T2為磁場的變換矩陣,

      將T1和T2分別代入上式后,可以求出校正后的Ex'、Ey'、Hx'、Hy'、Hz',即校正后電磁場分量的值。

      2 振動校正原理

      對于探頭振動所引起的干擾磁場,可以通過先求出探頭振動所引起的干擾磁場,然后再濾波的辦法進行校正。

      在大地的某一點上的電場強度E為大地電場在這一點上的值E0與二次電場Es的疊加,即:E=E0 Es。在大地的某一點上的磁場強度B為大地磁場B0與二次磁場Bs的疊加,即:B=B0 Bs。

      實際測量的是電場的水平方向上的兩個分量,即Ex和Ey。由于二次場Es的存在,則有:

      Ex=Ex' Esx,Ey=Ey' Esy

      其中,Es為由于長探頭振動所產(chǎn)生的二次電場(Es=Esx Esy)。

      探頭的振動是不規(guī)則的,但可以將其分為兩部分:

      (1)長探頭在垂直于磁場的方向上運動,切割磁力線,產(chǎn)生的感生電動勢為Es1(實際中,由于探頭很長,達到5m左右,因此,又可以將其視為長螺線管)。

      (2)探頭以某一角速度旋轉,造成穿過探頭線圈的磁通量發(fā)生變化,所產(chǎn)生的感生電動勢為Es2。

      由于探頭在海底放置,因此其旋轉的角速度很小,由此造成的Es2可以忽略不計。而Es1=BLVsinβ,B、L、V為已知量。其中,B即為測量點的大地磁場B0和二次磁場

      海底大地電磁探測數(shù)據(jù)畸變校正方法的研究

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