一种基于线性磁化的任意多面体模型的磁信号响应解析方法及其系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于线性磁化的任意多面体模型的磁信号响应解析方法及其系统，所述方法包括：构建多面体模型，并确定多面体模型的位置、磁化矢量的方向、线性磁化强度函数和观测点位置；构建观测点的磁信号响应函数，所述磁信号响应为磁位、磁场、磁梯度；采用将体积分转化为所有多边形面的面积分之和、将面积分转换为多边形面上所有边上线积分之和的逻辑，将磁信号响应函数进行积分转化处理得到观测点上的磁信号响应的解析解。本发明专利技术提供了一种线性磁化强度矢量的任意多面体的磁信号响应解析方法，能够计算出任意多面体在任意观测点处产生的磁势、磁场、磁梯度张量的响应，模拟实际地质环境中存在的线性磁化的情形，进一步保证解析结果的精度。证解析结果的精度。证解析结果的精度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于线性磁化的任意多面体模型的磁信号响应解析方法及其系统


[0001]本专利技术属于勘探地球物理领域，具体涉及一种基于线性磁化的任意多面体模型的磁信号响应解析方法及其系统，其为地面高精度磁测、航空磁测、卫星磁测等都提供了一种高精度磁信号响应计算方法，适用于线性磁化的任意多面体模型，可以计算多面体模型在任意测量点产生的磁势、磁场、和/或磁梯度张量响应，进而还可以基于剖分的多面体的响应叠加得到整体的磁信号响应。

技术介绍

[0002]磁法勘探是通过观测地壳内岩、矿石间的磁性差异所引起的磁场(或磁梯度)的变化，进而研究地下地质构造和寻找矿产资源的一种重要的地球物理勘探手段。多年来，由于其简便高效、工作成本低、工作范围广的优势，被广泛应用于地球深部结构研究、油气与金属矿产资源的勘查、地质填图、水文地质勘查、考古、工程和环境调查及目标体的定位等领域。目前磁法勘探技术已经发展为地面磁测、航空磁测、海洋磁测、井中磁测和卫星磁测几类。
[0003]为定量估计异常体更为精确的大小、形状、位置和密度分布等信息，需要对磁法测量数据进行反演解释。而反演和解本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于线性磁化的任意多面体模型的磁信号响应解析方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1：构建多面体模型，并确定所述多面体模型的位置、磁化矢量的方向、线性磁化强度函数和观测点位置，所述多面体模型用于模拟目标区域或目标区域的局部；其中，基于磁化矢量的磁化方向、线性磁化强度函数确定所述多面体模型的磁化强度矢量的表达；步骤S2：基于步骤S1中的所述多面体模型的磁化强度矢量构建观测点的磁信号响应函数，所述磁信号响应为磁位、和/或磁场、和/或磁梯度；步骤S3：采用将所述多面体模型的体积分转化为所有多边形面的面积分之和、将多边形面的面积分转换为多边形面上所有边上线积分之和的逻辑，将步骤S2中磁信号响应函数进行积分转化处理，得到观测点上的磁信号响应的解析解。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：基于磁化矢量的磁化方向、线性磁化强度函数的所述多面体模型的磁化强度矢量M表示为：其中，M
e
＝(M
x
,M
y
,M
z
)表示磁化方向，分别表示笛卡尔坐标系三分量单位向量，r表示多面体模型上任意点的位置向量(x,y,z)，L
T
表示线性磁化矢量模的系数向量(a,b,c)，d表示磁化强度的振幅函数λ＝ax+by+cz+d中常量部分的系数；式中，L
T
·
r
·
M
e
表示线性磁化强度的函数，dM
e
表示常量磁化强度。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤S3中积分转换后，观测点上磁信号响应的解析表达式包括下述公式及其等价变形公式；其中，所述磁信号响应为磁位U时，对应解析表达式包含如下公式及其等价变形公式：其中，所述多面体模型由N个面构成，表示多面体模型上的第i个面，为第i个面上的外向法向量，C＝μ0/4π，其表示一个常量，μ0表示真空环境中的磁导率；且表示观测点r'(x',y',z')距多面体模型上任意点r(x,y,z)的距离；ds表示面积分，h
i
表示观测点r'(x',y',z')到面上的垂直距离；所述磁信号响应为磁场B时，对应解析表达式包含如下公式及其等价变形公式：其中，C
ij
表示面上的第j条边，M
i
表示一个面上的边数，表示第j条边C
ij
上的外法向单位向量，dl表示线积分；所述磁信号响应为磁梯度T时，对应解析表达式包含如下公式及其等价变形公式：
其中，表示梯度张量算子。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤S3中是通过使用矢量恒等式、高斯梯度定理，将所述多面体模型的体积分转化为所有多边形面的面积分之和，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张远磊，任政勇，汤井田，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：