一种任意位置高精度接收器响应的计算方法、装置和设备制造方法及图纸

本申请涉及一种任意位置高精度接收器响应的计算方法、装置和设备。所述方法包括：构建内部包含勘探目标的三维异常体模型；分别计算电场控制方程的系数矩阵和右端向量，确定三维异常体模型对应的电场控制方程；通过人机交互界面获取每个接收器的坐标位置，确定接收器所处的长方体单元，并进一步确定长方体单元各个顶点的电场分量，得到电场对角矩阵；计算接收器所在长方体单元各个顶点的总权重值；根据电场对角矩阵和总权重值确定接收器上的电场计算量，若电场计算量精确，输出接收器响应，否则，细化三维长方体模型的网格剖分并重新计算。本发明专利技术可以避免主流方法存在的目标函数复杂和参数求解繁琐等问题，且计算精度高。且计算精度高。且计算精度高。

【技术实现步骤摘要】
一种任意位置高精度接收器响应的计算方法、装置和设备


[0001]本申请涉及数值模拟领域，特别是涉及一种任意位置高精度接收器响应的计算方法、装置和计算机设备。

技术介绍

[0002]大地电磁测深法是以天然交变电磁场为源，假设平面波垂直入射大地，通过测量地表电磁场来研究地下电性结构的一种地球物理方法。利用宽频带的天然电磁场作为场源来探测地下介质的电性变化，具有探测深度范围大和深部高导结构非常敏感的优势。
[0003]大地电磁测深正演模拟就是通过解析或者数值模拟的方法，在给定地下介质分布及激发源的情况下，计算相应的地球物理响应的过程。我们可以基于地球物理正演来研究不同物理模型下的响应的分布规律，从而可以指导实际勘探工作。
[0004]通过正演求解有限差分形成的线性方程组后，可以得到剖分网格各棱边上的电场分量值。但为了获得任意接收器位置的电场，通常还需要在选定区域内进行插值。由于实际研究的地质环境比较复杂，如：复杂的地形、电阻率的剧烈变化和各向异性介质等。目前，比较常用的是移动最小二乘法进行插值，这种方法精度比较高，使用比较广泛，但是存本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种任意位置高精度接收器响应的计算方法，其特征在于，所述方法包括：构建内部包含勘探目标的三维长方体模型，对所述三维长方体模型进行网格剖分，形成若干个长方体单元，给每个长方体单元的电阻率赋值，得到三维异常体模型；根据所述三维长方体模型网格剖分参数和预设的频率参数得到电场控制方程的系数矩阵；根据所述三维长方体模型网格剖分参数和所述频率参数得到所述三维异常体模型边界面上的电场，根据三维大地电磁场源和边界条件得到电场控制方程的右端向量；根据所述系数矩阵和所述右端向量确定所述三维异常体模型对应的电场控制方程；以所述三维长方体模型为坐标原点进行坐标转换，确定每个长方体单元的坐标，通过人机交互界面获取每个接收器的坐标位置，根据每个长方体单元的坐标和接收器的坐标位置确定接收器所处的长方体单元，并进一步根据所述电场控制方程确定所述长方体单元各个顶点的电场分量，得到电场对角矩阵；根据接收器的坐标位置和接收器所在长方体单元的坐标，确定接收器测量点x、y和z三个方向棱边长度的权重值，并进一步确定接收器所在长方体单元各个顶点的总权重值；根据所述电场对角矩阵和所述总权重值确定接收器上的电场计算量，若所述电场计算量在周围点电场最小值和最大值之间，则判定接收器的响应是精确的，输出接收器响应，否则，细化所述三维长方体模型的网格剖分并重新计算，直到能够判定接收器的响应是精确的，输出接收器响应。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述三维长方体模型网格剖分参数和预设的频率参数得到电场控制方程的系数矩阵，包括：根据所述三维长方体模型网格剖分参数确定双旋度算子；根据所述双旋度算子和预设的频率参数得到电场控制方程的系数矩阵为：其中，A表示系数矩阵，表示旋度算子，表示双旋度算子，ω表示角频率，通过ω＝2πf求取，f表示给定的频率，μ表示磁导率，其值为4π
×
10
‑7，ρ表示每个长方体单元的电阻率。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述三维长方体模型网格剖分参数和所述频率参数得到所述三维异常体模型边界面上的电场，根据三维大地电磁场源和边界条件得到电场控制方程的右端向量，包括：当三维大地电磁场源X极化时，空气层顶部x方向的电场E
x
为场源，取其电场值E
x
＝1，通过二维正演控制方程求取三维异常体模型所在区域的左侧面、右侧面的边界条件，此时前侧面和后侧面边界上的电场取0，通过插值左右两测边界最底下的电场值得到底面边界条件；其中，表示对应长方体单元y方向长度值Δy，表示对应长方体单元z方向长度值Δz；当三维大地电磁场源Y极化时，空气层顶部y方向的电场E
y
为场源，取其电场值E
y
＝1，通
过二维正演控制方程求取三维异常体模型所在区域的前侧面、后侧面的边界条件，此时左侧面和右侧面边界上的电场取0，通过插值前后两测边界最底下的电场值得到底面边界条件；其中，表示对应长方体单元x方向长度值Δx；由所述三维大地电磁场源和边界条件构成电场控制方程的右端向量。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述系数矩阵和所述右端向量确定所述三维异常体模型对应的电场控制方程，包括：根据所述系数矩阵和所述右端向量确定所述三维异常体模型对应的电场控制方程为：AE＝b其中，b表示右端向量，E表示电场。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述确定所述长方体单元各个顶点的电场分量，得到电场对角矩阵，包括：确定所述长方体单元各个顶点的电场分量，其中，沿x方向的电场为确定所述长方体单元各个顶点的电场分量，其中，沿x方向的电场为和沿y方向的电场沿y方向的电场和沿z方向的电场沿z方向的电场和得到电场对角矩阵f
x
,f
y
,f
z
。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据接收器的坐标位置和接收器所在长方体单元的坐标，确定接收器测量点x、y和z三个方向棱边长度的权重值，并进一步确定接收器所在长方体单元各个顶点的总权重值，包括：根据接收器的坐标位置和...

【专利技术属性】
技术研发人员：李健，柳建新，郭荣文，王旭龙，范平阳，徐菁道，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：