[发明专利]一种基于等效采样的航空电磁浅层数据相关辨识方法

说明书

本发明涉及一种基于等效采样的航空电磁浅层数据相关辨识方法，属于时间域航空电磁资料处理技术领域，该方法包括：录入高频伪随机发射电流以及以高频伪随机发射电流，激发地下良导体产生的航空电磁数据；以发射机工作频率最大偏差值计算最佳重构周期数目；对单周期航空电磁数据分数倍采样；判断是否达到相应重构周期数目；将单周期航空电磁数据分数倍采样得到的数据进行多周期数据重构；对多周期数据重构的航空电磁数据进行时间域相关辨识确定数据间卷积关系；将卷积关系得到的数据矩阵化；迭代求解最优化结果得到大地电磁响应，能够精确的获得浅层的大地电磁响应数据，解决分数倍采样数据辨识效果差的问题，并大幅度降低探测成本。

技术领域

本发明涉及一种航空电磁数据获取大地浅层信息的处理方法，特别涉及一种基于等效采样的航空电磁浅层数据相关辨识方法，属于时间域航空电磁资料处理技术领域。

背景技术

时间域航空电磁法(ATEM)是一种基于机载平台，发射-接收系统及其他辅助信息采集装置，建立在电磁感应原理上，获取大地信息的一种地球物理探测方法，可广泛应用于勘查海洋、极地、高峰等复杂地形含有的金属矿产和油气资源，具有节约成本，保护生态环境等优点。通过时间域航空电磁法探测到早期地表附近的感应电流中，50KHz以上频率的能量在频谱总能量中占主要成分，可以反映大地的浅层信息。但由于发射机的发射波形、关断时间，以及关断后接收机采样频率等因素会使探测结果在地下20-50米内存在一定的盲区，因此解决地下盲区的高分辨率探测理论和技术是航空电磁浅层数据获取方法研究的关键问题。增强浅层大地信息的获取可以通过高速ADC对航空电磁数据进行采样，但会大大增加采样重建系统的成本以及信号采样的数据量，导致数据处理传输与存储的压力过大。因此通过等效采样的方法可以大大提高等效采样率，来获取航空电磁浅层数据，得到早期大地电磁响应。

中国专利CN109061742A公开了“一种航空瞬变电磁接收信号增益自动控制电路”。该方法将接收信号分别输入低通滤波电路和运动噪声去除电路，采用实时识别和去除低频运动噪声的方法来提高二次场信号的灵敏度和精确度。该方法利用硬件电路去除低频运动噪声获取浅层数据，并未涉及等效采样并应用时间域相关辨识方法压制噪声。

根据长期的观察和资料，一般方法都通过硬件电路获取早期的航空电磁浅层数据，如陈文斌(2010)和马江峰(2011)提出了“双ADC线性拟合的模数转换技术”来提高系统内置ADC的分辨率，对早期信号进行高速采样，对中、晚期信号进行低速采样，达到浅层探测的目的。本发明提出了一种航空电磁浅层数据获取的方法，到目前为止，尚未发现有关于应用数字信号处理手段进行等效采样重构数据方法的报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于等效采样的航空电磁浅层数据相关辨识方法，能够精确的获得浅层的大地电磁响应数据，解决分数倍采样数据辨识效果差的问题，并大幅度降低探测成本。

本发明是这样实现的，

一种基于等效采样的航空电磁浅层数据相关辨识方法，该方法包括：

a、录入高频伪随机发射电流以及以高频伪随机发射电流，激发地下良导体产生的航空电磁数据；

b、以发射机工作频率最大偏差值计算最佳重构周期数目；

c、对单周期航空电磁数据分数倍采样；

d、判断是否达到相应重构周期数目，否，返回到步骤c，是，则进行下一步；

e、将单周期航空电磁数据分数倍采样得到的数据进行多周期数据重构；

f、对多周期数据重构的航空电磁数据进行时间域相关辨识确定数据间卷积关系；

g、将步骤f的卷积关系得到的数据矩阵化；

h、迭代求解最优化结果得到大地电磁响应。