[发明专利]一种可控源张量大地电磁系统及其控制计算方法

权利要求书

1.一种可控源张量大地电磁系统，其特征在于：包括发射端和接收端，所述接收端设置在以发射端为中心的周围；

所述发射端包括一个发射机、第一至第四发射电极和电源，所述发射机分别与所述第一至第四发射电极、电源连接；其中，所述第一与第三发射电极设置在第一水平线的两端，第二与第四发射电极设置在第二水平线的两端，第一水平线和第二水平线相互垂直；所述发射机包括控制器、GPS、电流采集器、霍尔传感器和H桥，所述控制器分别与所述GPS、电流采集器和H桥连接，所述H桥通过连接线分别与所述第一至第四发射电极连接，其中，任一发射电极的连接线通过所述霍尔传感器连接所述电流采集器；GPS接收信号并发出时间信号给控制器，控制器根据所述时间信号发出双波控制信号控制H桥导通，所述H桥产生同频率的高压大电流信号给任意两个发射电极，电流采集器通过霍尔传感器采集所述任意两个发射电极的电流反馈至控制器；H桥产生同频率的高压大电流信号给其他两两发射电极的组合，所述两两发射电极包括第一与第二发射电极、第二与第三发射电极、第三与第四发射电极、第四与第一发射电极、第一与第三发射电极、第二与第四发射电极；逐次启动两两发射电极，接收端依次接收到六次不同的自功率谱、互功率谱、电场强度和磁场强度；电流采集器依次采集六次的电流反馈至控制器；

所述接收端包括一个或多个接收机，每个接收机有四个接收电极，四个接收电极以接收机为原点分布在X轴和Y轴的正负坐标轴上。

2.根据权利要求1所述的一种可控源张量大地电磁系统，其特征在于：所述电源为串联的蓄电池或发电机与整流器的串联结构。

3.根据权利要求1所述的一种可控源张量大地电磁系统，其特征在于：所述每个接收机与两个磁探头连接。

4.根据权利要求1所述的一种可控源张量大地电磁系统，其特征在于：所述发射机和四个发射电极均处于同一平面内。

5.根据权利要求1所述的一种可控源张量大地电磁系统，其特征在于：所述接收机和四个接收电极均处于同一平面内。

6.一种可控源张量大地电磁控制计算方法，基于权利要求1-5任一项所述的可控源张量大地电磁系统，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将发射机的任意两个发射电极设置于第一水平线的两端，将发射机的另外两个发射电极设置于第二水平线的两端，第一水平线与第二水平线相互垂直；

S2、在发射机周围设置一个或多个接收机；

S3、根据现有频率表，找到当前UTC时间对应的工作频率；

S4、逐次启动两两发射电极，接收端依次接收到六次不同的自功率谱、互功率谱、电场强度和磁场强度，将所述六次的自功率谱和互功率谱进行叠加，并计算得到标量电阻率和张量电阻率。

7.根据权利要求6所述的一种可控源张量大地电磁控制计算方法，其特征在于，步骤S3中所述根据现有频率表，找到当前UTC时间对应的工作频率的具体步骤如下：

S3.1、假定需要测量的频率值一次为f₁，f₂，……，f_N，N为频点数；

S3.2、根据N个频点的采样率和采样长度分配相应的测量时间，依次为t₁，t₂，……，t_N，N个频点的频率测量时间的总和即为扫描周期T；

S3.3、以GNSS提供的UTC时间为准，制作时间分配表，根据所述时间分配表依次循环分配N个频点的测量时间。

8.根据权利要求6所述的一种可控源张量大地电磁控制计算方法，其特征在于，所述步骤S2中，接收机设置好以后，在接收机周围水平放置两个磁探头。

9.根据权利要求6所述的一种可控源张量大地电磁控制计算方法，其特征在于，所述步骤S4计算得到标量电阻率和张量电阻率具体为：

其中，所述计算标量电阻率的方法为：

其中，ρ_x、ρ_y为标量电阻率，freq为频率，E为电场强度，H为磁场强度；

其中，所述计算张量电阻率的方法为：

其中，的值为互功率谱，是由EH实部和虚部形成的复数值；的值为自功率谱，是一实数值。