[发明专利]人工场源频率域全梯度电磁测量方法

权利要求书

1.一种人工场源频率域全梯度电磁测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、根据实际的探测任务和目标，确定人工场源发射机和测区的位置，并且按照特定测网布置规则在测区内对测线和测点进行布置；

B、人工场源发射不同频率的电磁波，通过测量单元，完成测区内所有测点上对应发射频率f下电磁场信号E的测量，其中电磁场信号E的采集与人工场源电磁波的发射保持同步；

C、根据测区内相邻测点上的电磁场信号E，采用差分的方式求取相关测点的电磁场梯度信号ΔE，其中相邻测点上的电磁场信号E采用特定方式获取，为同步测量的同一时间段的数据；

D、根据测得的电磁场梯度信号ΔE，结合人工源发射电磁波的频率f，对地下介质的电磁梯度信息进行反演，实现对地下目标体的勘探。

2.按照权利要求1所述的人工场源频率域全梯度电磁测量方法，其特征在于，步骤A中所述的特定测网布置规则包括：

——在测区内建立平面直角坐标系，沿测线方向为x方向，测线偏移的方向为y方向，x方向与y方向互相垂直；

——每条测线的起始点为0列测点，沿x方向增大，终点为n列测点，每条测线等间隔分布n+1个测点，相邻测点间的距离l_x根据需要设置，一般为20m～200m之间的某一特定值；

——测区内第一条测线为0号测线，沿y方向增大，最后一条测线为m号测线，测区内等间隔布置m+1条测线，相邻测线的偏移距离l_y根据需要设置，一般为20m～200m之间的某一特定值。

3.按照权利要求1所述的人工场源频率域全梯度电磁测量方法，其特征在于，步骤B中所述的电磁波发射频率f为一系列不同发射频点的集合，集合中某一发射频点f_k对应的趋肤深度为其中ρ为大地电阻率，发射频率f由所需探测深度和纵向分辨率确定。

4.按照权利要求1所述的人工场源频率域全梯度电磁测量方法，其特征在于，步骤B中所述的电磁场信号E包括x方向的电场信号Ex，y方向的电场信号Ey，x方向的磁场信号Hx，y方向的磁场信号Hy和垂直于大地平面的z方向的磁场信号Hz共5个分量，实际测量中根据实际情况对5个电磁场信号分量进行选择性测量，测区内第i条测线上第j列测点的在发射电磁波频率为f_k时5个分量中的任意分量电磁场信号用E（j，i，f_k）表示。

5.按照权利要求1所述的人工场源频率域全梯度电磁测量方法，其特征在于，步骤C中所述的测区内相关测点的电磁场梯度信号ΔE包括沿测线x方向的电磁场梯度ΔxE，垂直于测线y方向的电磁场梯度ΔyE，以及垂直于大地平面的z方向的准梯度ΔzE，电磁场梯度信号ΔE包括Ex、Ey、Hx、Hy和Hz在内的x、y方向上的10个电磁场梯度信号和z方向的5个准梯度信号，实际应用中根据具体要求选择对需要的ΔE分量进行测量，其中：

——沿x方向的第m号测线上的测点没有y方向的电磁场梯度ΔyE，测区内第i条测线上第j列测点在电磁波发射频率为f_k时y反向的电磁场梯度ΔyE（j，i，f_k）=[E（j，i+1，f_k）-E（j，i，f_k）]/l_y；

——所有测线上沿y方向的第n列测点没有x方向的电磁场梯度ΔxE，测区内第i条测线上第j列测点在电磁波发射频率为f_k时x反向的电磁场梯度ΔxE（j，i，f_k）=[E（j+1，i，f_k）-E（j，i，f_k）]/l_x；

——测区内所有测点在最后一个发射频点上没有z方向的准梯度ΔzE，测区内第i条测线上第j列测点在电磁波发射频率为f_k时z方向的电磁场准梯度ΔzE（i，j，f_k）=[E（i，j，f_k+1）-E（i，j，f_k）]/[logf_k+1-logf_k]。

6.按照权利要求1所述的人工场源频率域全梯度电磁测量方法，其特征在于，步骤C中所述的获取相邻测点上电磁场信号E采用的特定方式包括：

——分布式测量，采用（n+1）×（m+1）个采集单元覆盖测区内所有的测点，对测区内所有测点电磁场信号实施一次性同时测量，保证相邻测点上采集到的电磁场信号E为同步测量的同一时间段的信号；

——阵列滚动式测量，由少量的采集单元组成测量阵列，对测区内所有测点的电磁场信号E进行逐次滚动式测量，相邻两个测量阵列中第一个测量阵列的末端电磁场信号和第二个测量阵列的首端电磁场信号进行重复交叉测量，以保证求取电磁场梯度时相邻两个测点的电磁场信号为同步测量的同一时间段的信号，其中，每个测量阵列中x方向至少包含2个测量单元，y方向至少包含2个测量单元，每个测量阵列中所有的测量单元同步采集电磁场信号。