【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种地球物理探测，具体是涉及发现一种应用于复杂起伏地形的半航空瞬变电磁飞行方式。
技术介绍
1、半航空瞬变电磁法(semi-airborne transient electromagnetics，satem)是一种时间域的地球物理探勘方法，其通过感应瞬变电磁场，探测地下介质的电性结构及其分布情况。satem方法通过在地面铺设长导线作为发射源，并在无人机或无人飞艇上安装接收线圈作为信号接收装置来进行作业。其工作流程是利用地面铺设的长导线作为发射源，通过长导线发射的大功率瞬变电磁场，在空中采用无人机或飞艇等飞行器作为飞行载具，并且使用飞行器用搭载的接收线圈作为采集器对地底传回地面的二次场信号进行采集，并将信号传回数据处理系统中进行数据处理和反演计算，进而能够更好地了解地下地质体的结构和分布。
2、由于野外地形起伏多变，并且已有众多学者证实地形是造成瞬变电磁响应数据发生畸变的重要影响因素，故在野外实际作业的过程中不得不考虑各类复杂起伏地形对半航空瞬变电磁法所采集的数据所造成的影响。
3、对于satem中的搭载信号接收装置的飞行器工作的飞行方式主要分为两种：一种是沿着地形飞行，另一种是同一高度飞行。
4、目前主流的作业飞行器无人机是依靠电池进行供电作业的，这也使得无人机的单次作业时间和单次飞行距离均有限。由于无人机单次作业时间和单次飞行距离有限，故无人机的飞行方式的选择将在很大程度上影响作业过程的整体工作效率。
5、在飞行方式为沿着地形飞行这一情况下，若不对satem中搭载信
6、而在飞行方式为同一高度飞行这一情况下，飞行方式为同一高度飞行，则不需要对搭载信号接收装置的飞行器进行符合实际野外地形的飞行轨迹预设和前期的实际地形数据采集，仅仅需要预设飞行器的水平飞行轨迹，无需在作业途中对飞行轨迹做任何垂直方向上的改变。此外，由于飞行方式为同一高度飞行，相较于沿着地形飞行这一情况下，单次作业的有效里程将得到提升，并且无需前期大量的野外实地数据采集等工作，这都将大大提升勘探工作的整体效率。
7、目前，对于飞行器的飞行方式是沿着地形飞行所采集的数据受野外复杂起伏地形影响小，还是飞行器的飞行方式是同一高度飞行所采集的数据受野外复杂起伏地形影响更小这一问题仍有待探究。
8、在数据解释方面，多采用视电阻率成像和一维反演方法等传统电磁勘探方法对起伏地形区域的半航空瞬变电磁数据进行处理和解释，然而起伏地形区域的半航空瞬变电磁数据受到起伏地形效应影响而带来的数据畸变问题，这使得所采集的半航空瞬变电磁数据有时会在数据解释过程中出现假异常或假构造等失真的情况，从而导致难以对起伏地形下的地下电性结构和分布进行有效且合理的解释。
9、随着近年来瞬变电磁法的正反演技术和计算机软硬件的更新迭代，带地形的三维反演方法取得突破与进展，该方法能够在获得与实际地质情况相符的初始模型以及参数的情况下很好地再现起伏地形下地下异常体的真实电性结构、形态和分布等信息。但在起伏地形区域的半航空瞬变电磁数据三维反演过程中，由于纯地形的数值模拟的计算量大，导致反演的计算普遍冗长，且计算过程对计算机的硬件设施要求极高，同样对初始模型的选取要求极高，如果在反演过程中使用水平地表模型对带地形响应数据进行强制拟合，那么出现“虚假异常”的频率将大大提高，进而影响最终的反演结果。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种应用于复杂起伏地形的半航空瞬变电磁飞行方式，在起伏地形区域的仿真半航空瞬变电磁数据中在极大程度上消除了起伏地形效应所带来的地形影响，提升了半航空瞬变电磁数据的精确性、可信度和整体工作效率。
2、为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：
3、一种应用于复杂起伏地形的半航空瞬变电磁飞行方式，包括以下步骤：
4、1)按照预设的半航空瞬变电磁参数对起伏地形的目标区域进行脉冲激励，采集目标区域的半航空瞬变电磁数据，使用三维正演程序仿真试算得到半航空瞬变电磁仿真数据；
5、2)根据野外实际起伏地形特点，分别建立起伏的凹地形模型、凸地形模型和用于作为对比参考的平坦大地地形模型；起伏地形包括凹地形和凸地形；
6、3)根据预设的半航空瞬变电磁参数，分别对凹地形模型、凸地形模型和平坦大地模型进行飞行方式为沿着地形和飞行方式为同一高度情况下的半航空瞬变电磁数据的正演仿真计算，得到沿着地形飞行和同一高度飞行情况下起伏的凹地形、凸地形和平坦大地地形下的半航空瞬变电磁数据；
7、4)根据起伏的凹地形、凸地形和平坦大地地形的半航空瞬变电磁数据，使用三维正演程序进行仿真试算，得到不同分量的瞬变电磁数据，bx、by、bz、dbx/dt、dby/dt、dbz/dt，通过对不同分量的瞬变电磁数据进行数据处理并使用绘图软件绘图即可得到可视化起伏的凹地形、凸地形和平坦大地地形下的半航空瞬变电磁响应，以便于本专利技术观察和研究不同飞行方式情况下各类地形的由于起伏地形给瞬变电磁响应所带来的影响。
8、其中，bx为由地底传回地面的二次电磁场在x方向上的分量，by则是y方向上的电磁场分量，bz则是z方向上的电磁场分量；dbx/dt为二次电磁场对时间求导下，即感应电动势在x方向上的分量，dby/dt则是感应电动势在y方向上的分量，dbz/dt则是感应电动势在z方向上的分量。
9、5)将不同飞行方式下凹地形和凸地形的半航空瞬变电磁数据减去平坦大地地形的半航空瞬变电磁数据，得到不同飞行方式下的起伏地形引起的地形响应的相对误差数据；
10、6)将步骤5)得到的不同飞行方式下由起伏地形引起的地形响应进行误差对比分析，得出最佳飞行方式。
11、所述步骤3)中正演仿真计算的正演参数，具体包括：
12、确定采集目标区域的半航空瞬变电磁数据发射长导线所使用的电流大小，作为半航空瞬变电磁正演运算所设电流大小；
13、确定采集目标区域的半航空瞬变电磁数据长导线发射源与接收线圈之间的偏移距所使用的偏移距距离，作为瞬变电磁正演运算所设偏移距距离。
14、可选地，所述预设半航空瞬变电磁参数包括电阻率、相对磁导率、对介电常数、地形坡度、地形水平范围、地形高度和深度、地形电阻率以及飞行高度。
15、可选地，根据起伏地形半航空瞬变电磁数据得到起伏地形响应，所述步骤1)的半航空瞬变电磁数据采本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种应用于复杂起伏地形的半航空瞬变电磁飞行方式，其特征是，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的应用于复杂起伏地形的半航空瞬变电磁飞行方式，其特征是，所述步骤3）的三维正演仿真计算的正演参数，具体包括：
3.如权利要求1所述的应用于复杂起伏地形的半航空瞬变电磁飞行方式，其特征是，所述步骤1）中预设半航空瞬变电磁参数包括电阻率、相对磁导率和相对介电常数、地形坡度、地形水平范围、地形高度和深度、地形电阻率以及飞行高度。
4.如权利要求1所述的应用于复杂起伏地形的半航空瞬变电磁飞行方式，其特征是，所述步骤1）的半航空瞬变电磁数据采集具体包括：
5.如权利要求4所述的应用于复杂起伏地形的半航空瞬变电磁飞行方式，其特征是，
6.如权利要求1所述的应用于复杂起伏地形的半航空瞬变电磁飞行方式，其特征是，所步骤4）中得到半航空瞬变电磁响应后，对起伏地形半航空瞬变电磁数据进行抽道处理；抽道处理为在起伏地形半航空瞬变电磁数据的所有时间道中，以任意间隔为基准抽取若干条时间道；对平坦大地地形半航空瞬变电磁数据进行抽道处理。
7.
8.如权利要求1所述的应用于复杂起伏地形的半航空瞬变电磁飞行方式，其特征是，所述步骤5）的不同飞行方式下的起伏地形引起的地形响应的相对误差数据采用下公式计算：
...【技术特征摘要】
1.一种应用于复杂起伏地形的半航空瞬变电磁飞行方式，其特征是，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的应用于复杂起伏地形的半航空瞬变电磁飞行方式，其特征是，所述步骤3）的三维正演仿真计算的正演参数，具体包括：
3.如权利要求1所述的应用于复杂起伏地形的半航空瞬变电磁飞行方式，其特征是，所述步骤1）中预设半航空瞬变电磁参数包括电阻率、相对磁导率和相对介电常数、地形坡度、地形水平范围、地形高度和深度、地形电阻率以及飞行高度。
4.如权利要求1所述的应用于复杂起伏地形的半航空瞬变电磁飞行方式，其特征是，所述步骤1）的半航空瞬变电磁数据采集具体包括：
5.如权利要求4所述的应...
【专利技术属性】
技术研发人员：张莹莹，谢斌，吴新宇，吴文宇，李医滨，周钟航，刘文凯，许明，
申请(专利权)人：新疆大学，
类型：发明
国别省市：
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