CN111624668B - 一种用于频分电法的谐波校正方法 - Google Patents

一种用于频分电法的谐波校正方法 Download PDF

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Abstract

一种用于频分电法的谐波校正方法。本方法是基于频分电法的特殊供电和接收模式，采用接收信号中的奇次谐波信号，采用特殊插值公式获取不同测点的相同频率的电场信息，从而提高频分电法的勘探精度。该方法能有效地提高频分电法的勘探效果，保持频分电法的高效率特性，从而有助于进一步提高频分电法的适用范围和扩大其应用领域。

Description

一种用于频分电法的谐波校正方法
技术领域
本发明涉及一种勘查地球物理领域的提高频分电法勘探效果的校正方法。
背景技术
在电法勘探中有一个专利“一种多频电阻率勘探方法”(专利号ZL201710974753.6)的技术，该技术方法后期被命名为频分电法。该方法步骤包括：1)采用能发射n个相互独立、不同频率的电流信号的电法发送机通过n个供电电极和1个无穷远供电电极分别发送不同频率的电流信号；2)在待测目标区通过电法接收机采集两个测量电极之间的n个不同频率的电场总信号，并对电场总信号进行频率分离，获得n个频率的电位差数据；3)采集供电电极和测量电极位置的三维坐标；4)开展不同频率的电位差数据与视电阻率数据之间的换算；6)对所有视电阻率数据开展反演处理，获取待测目标区的真实电阻率分布特征；7)基于真实电阻率分布特征，分析待测目标区的地质特征。该方法有助于提高电法勘探的野外工作效率和勘探效果、降低电法勘探成本。
该专利提出了新的方法思路能提高电法勘探的效率，但在勘探精度上有所损伤，故需要对频分电法的勘探精度问题上开展进一步研究。
发明内容：
基于现有频分电法技术的问题，提出一种用于频分电法的谐波校正方法。
一种用于频分电法的谐波校正方法，其具体步骤如下：
a)不同供电点同时发射，每个供电点发射的波形为方波，同时供电的每个供电点发射的方波的频率不同，在测点同时获取不同供电点发射的方波的所有奇次谐波的电场数据U(xp)；其中xp为方波的p次谐波的频率值，p为方波的奇次谐波的频率值与相同方波的基波的频率值的比值，p为奇数；由于奇次谐波的信号强度随着频率增加，呈下降趋势，故基于信噪比考虑，优先选择获取相应方波的1次谐波的电场数据U(x1)、相应方波的3次谐波的电场数据U(x3)和相应方波的5次谐波的电场数据U(x5)进行计算；优先选择不同供电点同时发射的不同方波频率之间的频比设置为2；优先选择供电点发射的方波频率值范围为[0.001,10000]赫兹；
b)选择所有测点中的所有方波中某个方波的某个奇次谐波频率值为基准频率x；
c)按照公式(1)、(2)、(3)求取某个测点上某个方波的校正后的电场数据U(x)；
一阶差商计算公式为(1)：
Figure BDA0002551500940000021
n阶差商计算公式为(2)，其中n为自然数，且m/2>n≥2：
Figure BDA0002551500940000031
其中m属于区间[3,p]的奇数值；计算出各阶差商后，将各阶差商代入公式(3)，获得校正后的电场数据U(x)，其中x为基准频率；
U(x)＝U(x1)+f[x1,x3](ln(x)-ln(x1))+f[x1,x3,x5](ln(x)-ln(x1))(ln(x)-ln(x3))+……+f[x1,x3,……xm](ln(x)-ln(x1))(ln(x)-ln(x3))……(ln(x)-ln(xm-2))(3)，
d)重复步骤c)，对该测点的其他方波和其他测点的所有方波的电场数据进行校正，获取校正后的电场数据U(x)；完成所有测点所有方波的电场数据校正；
e)对上述所有校正后的电场数据U(x)进行电阻率计算并开展反演处理，获取待测目标区的真实电阻率分布特征；
f)基于真实电阻率分布特征，分析勘探区的地质特征。
附图说明：
图1为本发明的一种用于频分电法的谐波校正方法流程图；
图2为采用本发明的技术计算的一个案例结果图；
图2中黑色空心圆代表相应频率值的归一化后的电位值；带实心黑色三角形的实心曲线代表采用本发明技术求取的相应频率值的电场值。
具体实施方式：
以下参照图1、图2结合具体实施方式对本发明做进一步说明。
采用本发明所提出的一种用于频分电法的谐波校正方法开展频分电法的数据校正，其具体步骤如下：
a)在3个供电点同时发射，每个供电点发射的波形为方波，3个供电点发射的方波的频率分别为1/2/4赫兹，在测点同时获取3个供电点发射的方波的奇次谐波的电场数据U(xp)，其中xp为方波的奇次谐波的频率值，p为方波的奇次谐波的频率值与相同方波的基波的频率值的比值；选择获取相应方波的1次谐波的电场数据U(x1)、相应方波的3次谐波的电场数据U(x3)和相应方波的5次谐波的电场数据U(x5)进行计算；
b)选择所有测点中的所有方波中2赫兹方波的1次谐波频率值为基准频率x，即x＝2赫兹；
c)按照公式(4)、(5)、(6)、(7)求取某个测点上1赫兹方波的校正后的电场数据U(x)；
由于每个方波选择了3个谐波，故一阶差商计算公式有2个，分别为(4)和(5)：
Figure BDA0002551500940000041
Figure BDA0002551500940000042
有1个二阶差商计算公式，即公式(6)：
Figure BDA0002551500940000051
计算出各阶差商后，将各阶差商代入公式(7)，获得1赫兹方波校正后的电场数据U(x)；
U(x)＝U(x1)+f[x1,x3](ln(x)-ln(x1))+f[x1,x3,x5](ln(x)-ln(x1))(ln(x)-ln(x3))(7)。
d)重复步骤c)，对该测点上的4赫兹方波的电场数据进行校正，对所有测点上的1赫兹和4赫兹方波的电场数据进行校正；由于2赫兹为基准频率，则所有测点上的2赫兹的电场数据无需进行校正；
e)对上述所有校正后的电场数据U(x)进行电阻率计算并开展反演处理，获取待测目标区的真实电阻率分布特征；
f)基于真实电阻率分布特征，分析勘探区的地质特征。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明内。

Claims (4)

1.一种用于频分电法的谐波校正方法，其具体步骤如下：
a)不同供电点同时发射，每个供电点发射的波形为方波，同时供电的每个供电点发射的方波的频率不同，在测点同时获取不同供电点发射的方波的所有奇次谐波的电场数据U(xp)；其中xp为方波的p次谐波的频率值，p为方波的奇次谐波的频率值与相同方波的基波的频率值的比值，p为奇数；
b)选择所有测点中的所有方波中某个方波的某个奇次谐波频率值为基准频率x；
c)按照公式(1)、(2)、(3)求取某个测点上某个方波的校正后的电场数据U(x)；
一阶差商计算公式为(1)：
Figure FDA0003030011870000011
n阶差商计算公式为(2)，其中n为自然数，且m/2>n≥2：
Figure FDA0003030011870000012
其中m属于区间[3,p]的奇数值；计算出各阶差商后，将各阶差商代入公式(3)，获得校正后的电场数据U(x)，其中x为基准频率；
U(x)＝U(x1)+f[x1,x3](ln(x)-ln(x1))+f[x1,x3,x5](ln(x)-ln(x1))(ln(x)-ln(x3))+……+f[x1,x3,……xm](ln(x)-ln(x1))(ln(x)-ln(x3))……(ln(x)-ln(xm-2))(3)，
d)重复步骤c)，对该测点的其他方波和其他测点的所有方波的电场数据进行校正，获取校正后的电场数据U(x)；
e)对上述所有校正后的电场数据U(x)进行电阻率计算并开展反演处理，获取待测目标区的真实电阻率分布特征；
f)基于真实电阻率分布特征，分析勘探区的地质特征。
2.如权利要求1所述的一种用于频分电法的谐波校正方法，其特征在于：优先选择获取相应方波的1次谐波的电场数据U(x1)、3次谐波的电场数据U(x3)和5次谐波的电场数据U(x5)进行计算。
3.如权利要求1所述的一种用于频分电法的谐波校正方法，其特征在于：优先选择不同供电点同时发射的不同方波频率之间的频比为2。
4.如权利要求1所述的一种用于频分电法的谐波校正方法，其特征在于：优先选择供电点发射的方波频率值范围为[0.001,10000]赫兹。
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