[发明专利]一种大地电磁阻抗的估算方法

权利要求书

1.一种大地电磁阻抗的估算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将从观测站所测的时间域大地电磁信号进行傅里叶变换，变换到频率域；

步骤二、利用最小二乘法估算初始阻抗并得出初始残差；

步骤三、对残差能量和输入信号能量进行聚类，区分出n类噪声，n取大于等于1的自然数；

步骤四、对每一类噪声进行线性拟合，得到线性函数f_i(x)，i＝1,2,...,n；将磁场能量带入线性关系，通过下式得出对应磁场归一化的权重值W：

W＝diag[1/f₁(B₁),1/f₂(B₂),...,1/f_n(B_n)]；

其中：diag表示对角矩阵，它的对角项都为w(r_i)；B₁、B₂、…、B_n为每一类噪声的磁场值；f_i(B_i)每一类噪声关于磁场的线性函数，i＝1,2,...,n；

步骤五、结合步骤四所得权重值W，通过下式得到估算出的大地电磁阻抗并衡量噪声是否接近高斯噪声的参数的数值；

其中：E为傅里叶变换后的电场信号，B为傅里叶变换后的磁场信号，B^H为B的共轭转置矩阵；

步骤六、进行判断，若迭代次数满足要求或参数的数值满足要求，则进入下一步，否则，取n＝n+1，返回步骤三；

步骤七、将参数取值最优的一次的阻抗进行输出。

2.根据权利要求1所述的大地电磁阻抗的估算方法，其特征在于，所述步骤一具体是：将实地采集的大地电磁时间序列依次通过预白、重叠、加窗和快速傅里叶变换，将时间域序列转换为频率域；

所述预白采用一阶差分或自回归模型；

所述重叠具体是：将信号分成多段，但相邻段与段之间是有重叠部分；

所述加窗采用Hamming窗口或Blackman窗口；

加上噪声后电场和磁场的关系采用下式表示：

E＝ZB+ε；

其中：E为傅里叶变换后的电场信号，Β为傅里叶变换后的磁场信号，ε为噪声。

3.根据权利要求2所述的大地电磁阻抗的估算方法，其特征在于，所述步骤二具体是：利用下式所示的最小二乘法公式计算得到初始的大地电磁阻抗Z：

Z＝EB^H(BB^H)^-1；

采用下式计算残差r：

r＝E-ZB。

4.根据权利要求1所述的大地电磁阻抗的估算方法，其特征在于，所述步骤三中：采用kmeans方法进行聚类，根据欧氏距离来寻找聚类的中心点；n取大于等于1且小于等于20的自然数。

5.根据权利要求1所述的大地电磁阻抗的估算方法，其特征在于，所述步骤四中：线性拟合采用最小二乘法回归或稳健回归。

6.根据权利要求1所述的大地电磁阻抗的估算方法，其特征在于，所述步骤五中：用于衡量噪声是否接近高斯噪声的参数，是稳定分布中的α参数，α参数的取值越接近2，说明噪声越接近高斯分布。