[发明专利]阵列式频率域电磁探测系统数据质量监测装置及监测方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种地球物理探测仪器中的数据质量实时监测装置及方法，尤其是阵列式频率域电磁探测系统的数据质量实时监测装置及监测方法。

背景技术：

阵列式频率域电磁探测系统中，“频率域”指探测方法采用的是频率域方法，“阵列式”指系统由很多台接收机组成。

频率域电磁探测方法包括可控源音频大地电磁法、复电阻率法和频率域激电法等方法。可控源音频大地电磁法是一种通过测量高频至低频下，大地表面的电场和磁场值，探测地下介质由浅至深视电阻率的方法，通常发射频率为1Hz～10kHz。复电阻率法是一种在不同频率下，通过测量大地表面的电场值，探测地下介质电极化和导电特性的方法，通常发射频率为n×10^-2Hz～n×10²Hz。频率域激电法是一种通过测量两个不同频率点上大地表面感应的电压值，求取频散率，从而判断地下介质的极化特性的方法，通常发射频率为n×10^-1Hz～n×10¹Hz。

采用这些方法进行探测时，由于采集到的信号幅度较小，容易受到干扰，因此往往需要对采集得到的数据进行实时监测与质量评价，用以检验数据的有效性。一个良好的监测装置及方法能够提高野外工作的效率、提升数据采集的质量。

对于数据质量的实时监测，目前主要有以下几种方法：

1、采用有线电缆将各个接收机采集到的时间序列数据传送到PC机，进行监测。CN10201252A公开了“分布式多参数深部电磁断面成像系统及测量”，此种方法具有连接简单，容易实现，传输效果较好等优点；但是连接线较为笨重且使用不便，不适合阵列式系统使用。

2、采用无线基站方式传送采集到的时间序列数据。CN1137640A公开了“多功能电磁遥测系统”，此种方法具有比有线连接更轻便的优点，但该方法通过无线方式传输的数据量过于庞大，可靠性低。

3、采用无线基站方式传送频率域数据，频率域数据由快速傅立叶变换（FFT）获取。与传送时间序列数据相比，此种方法传送的数据量比较小，误码率低，但是需要在接收机中进行FFT运算，需要有专门的数学模块来处理数据，对仪器硬件有要求较高。

发明内容：

本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种阵列式频率域电磁探测系统的数据质量实时监测装置；

本发明的目的就是提供一种阵列式频率域电磁探测系统的数据质量实时监测方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

阵列式频率域电磁探测系统的数据质量实时监测装置，其特征在于，是由发射单元T与大地负载L连接，大地负载L经大地分别与接地电极1、2、3～n连接，接地电极1、2、3～n分别与接收机R1、R2、R3～Rn连接，接收机R1、R2、R3～Rn分别与监测单元M连接构成。

所述的发射单元T由可调直流稳压电源T1经发射桥路T2与大地负载L连接，GPS模块T4经发射控制器T3分别与可调直流稳压电源T1和发射桥路T2连接构成。

所述的接收机R1、R2、R3～Rn均是由数据采集模块Rx2经数字正交锁定放大模块Rx3与GPS模块Rx1连接，数字正交锁定放大模块Rx3经无线模块Rx4与监测单元M无线通讯构成。

所述的大地负载L为两个相距1km～3km的大坑，坑内埋有接地电极。

所述的监测单元M由无线模块M1与PC机M2连接构成。

一种阵列式频率域电磁探测系统的数据质量实时监测方法，包括以下步骤：

A、发射单元T在大地负载L上形成同步且幅度、频率可变的正弦波，作为阵列式频率域电磁探测的激励源；

B、在正弦波的激励下，大地表面产生携带地下信息的电压信号；

C、接地电极1～n获取携带地下信息的电压信号；

D、接收机R1、R2、R3～Rn对接地电极1、2、3～n的输出信号进行处理，形成监测数据并以电磁波的形式发送监测数据；

E、监测单元M通过无线模块M1接收监测数据并将监测数据传至PC机M2，PC机M2对监测数据进行处理，形成幅度和相位信息；

F、根据幅度和相位信息确定接收单元R中各接收机R1、R2、R3～Rn的工作状态。

步骤A所述的发射单元T在大地负载L上形成同步且幅度、频率可变的正弦波监测方法，包括以下步骤：

a、发射控制器T3读取GPS模块T4的时间信息，保证正弦波与GPS时间同步；