一种用于调控测量信号强度的方法与流程

文档序号:11457871阅读:435来源:国知局
一种用于调控测量信号强度的方法与流程

本发明涉及地球物理勘查技术,更具体地,涉及一种用于调控测量信号强度的方法。



背景技术:

从天然源电磁法发展到人工源电磁法,人工源的引入增强了信号质量,提高了信噪比,减少了信号的随机性。电偶极子和磁偶极子为常用的发射场源。

在电偶极子方面,通常选用一个水平电偶源,采用简便、经济的标量测量。由于水平电偶源长度通常达到1-2km,布置正交的水平电偶源难度较大。针对发射源大都为单电偶极子源,理论计算的辐射花样图表明,电磁场各分量在360度张角范围内都存在一定的弱区。为了保证数据质量,测量区域有着严格的限制,一般要求在发射偶极中垂线两侧各45°和轴向两侧各30°张角范围内测量,收发距一般为10~15km。崎岖的山区,有时很难满足这些苛刻条件,从而无法进行正常的测量工作,即使勉强工作,也很难保证数据质量。

在磁偶极子方面,垂直磁偶源的形式决定其无法布置两个正交的场源,难以实现张量测量。水平磁偶源发射的信号衰减较快,较小的收发距即可满足远区条件,正交水平磁偶源布置方便,容易开展快速的浅层探测,但是正交水平磁偶源所产生的电磁场测量仍然存在信号微弱区域,不能满足全区测量。

无论是在电场强度还是在磁场强度的测量过程中,均存在信号衰减快,其在待测位置产生的反馈信号强度弱,测量准确性受到限制等问题。并且,电流发生装置或待测位置接收装置的布设需要满足特定的要求,增加了施加作业难度。



技术实现要素:

本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的用于调控测量信号强度的方法,以解决测量信号衰减快、不能满足全区测量的技术问题。

根据本发明的一个方面,提供一种用于调控测量信号强度的方法,分析两个不同电流、不同夹角、不同长度的场源合成后的各电磁场分量的分布规律,通过调整两个场源电流之间的初始相位角之差,得到合适的两个场源电流之间初始相位角差,加强待测量区域电磁场强度,或扩大待测量区域信号的有效值,包括:

步骤s1、采用两个发射场源,分别向待测位置发送电流信号;

步骤s2、所述待测位置对所述两个发射场源的电流信号反馈而分别形成两个不同的电磁场,基于所述两个不同的电磁场的场强分量,以构建第一关系函数;

步骤s3、基于所述第一关系函数,获取由所述两个不同的电磁场叠加后形成的叠加场强的最优值。

进一步地,所述叠加场强为电场强度或磁场强度。

进一步地,骤s1中所述两个发射场源间的夹角范围为0°-360°。

进一步地,步骤s2中所述两个不同的电磁场的场强分量,具体包括:所述两个发射场源包括第一发射场源和第二发射场源,以所述第一发射场源与第二发射场源的交点为坐标原点,

以所述第一发射场源为x1轴建立第一直角坐标系,并由所述第一发射场源的反馈信号在所述待测位置的径向场强分量和切向场强分量,计算得到所述第一发射场源在所述待测位置沿x1轴和/或y1轴的第一场强分量;

以所述第二发射场源为x2轴建立第二直角坐标系,并由所述第二发射场源的反馈信号在所述待测位置的径向场强分量和切向场强分量,计算得到所述第二发射场源在所述待测位置沿x2轴和/或y2轴的第二场强分量。

进一步地,所述第二场强分量通过坐标轴旋转的方法被转换成在所述第一直角坐标系中沿x1轴和/或y1轴的第三场强分量。

进一步地,所述坐标轴旋转的具体内容为:将所述x2轴/y2轴对应旋转至与所述x1轴/y1轴重合,所述第二直角坐标系中的坐标与所述坐标在第一直角坐标系中对应的新坐标之间建立对应关系。

进一步地,步骤s2中构建所述第一关系函数的具体内容包括:

步骤s21、以所述第一发射场源为x轴,建立与所述第一直角坐标系重合的第三直角坐标系;

步骤s22、由所述第一场强分量和第三场强分量,得到所述第一发射场源和第二发射场源在所述待测位置叠加形成的叠加场强分量,所述叠加场强分量为在第三直角坐标系中沿x轴和/或y轴的场强分量,以形成第一关系函数。

进一步地,步骤s3中基于所述第一关系函数,获取由所述两个不同的电磁场叠加后形成的叠加场强的最优值,具体包括:

步骤s31、建立所述第一发射场源的第一电流与所述第二发射场源的第二电流之间关于相位差的第二关系函数;

步骤s32、基于所述第一关系函数和第二关系函数,取不同的相位差值,计算得到不同的叠加场强值,直至获取所述叠加场强的最优值。

进一步地,步骤s31中所述相位差的范围为0°-360°。

进一步地,所述第一关系函数表示为:

ex=ex1+e′x1=ex1+ex2cosθ-ey2sinθ

ey=ey1+e′y1=ey1+ex2sinθ+ey2cosθ

hx=hx1+h′x1=hx1+hx2cosθ-hy2sinθ

hy=hy1+h′y1=hx1+hx2sinθ+hy2cosθ

式中,ex、ey分别为叠加电场强度沿x轴/y轴的分量,ex1、ey1分别为第一电场强度沿x1轴/y1轴的分量,e′x1、e′y1分别为第三电场强度沿x1轴/y1轴的分量,ex2、ey2分别为第二电场强度沿x2轴/y2轴的分量;hx、hy分别为叠加磁场强度沿x轴/y轴的分量,hx1、hy1分别为第一磁场强度沿x1轴/y1轴的分量,h′x1、h′y1分别为第三磁场强度沿x1轴/y1轴的分量,hx2、hy2分别为第二电磁场强度沿x2轴/y2轴的分量;θ为第一发射场源与第二发射场源间的夹角。

本发明提出的一种用于调控测量信号强度的方法,其有益效果主要如下:

(1)发射场源采用两个,并基于所构建的第一关系函数,以获取叠加场强的最优值,增强待测位置的反馈信号强度,提高测量准确性和可靠性;

(2)两个发射场源间的夹角是任意的,降低了发射场源的布设难度;

(3)通过引入两个发射场源的电流信号间的相位差值,消除两个发射场源所产生的信号微弱区域,提高测量可靠性,并且,仅通过调节该相位差值,便可调节反馈信号的强度,调控方式简单、有效。

附图说明

图1为根据本发明实施例的一种用于调控测量信号强度的方法的流程示意图;

图2为根据本发明实施例的一种用于调控测量信号强度的方法的坐标轴旋转的示意图;

图3为根据本发明实施例的一种用于调控测量信号强度的方法的第三直角坐标系的流程示意图;

图4a为根据本发明实施例的一种用于调控测量信号强度的方法的未进行相位差值调节时的电场强度分量、磁场强度分量的辐射花样图;

图4b为根据本发明实施例的一种用于调控测量信号强度的方法的进行相位差值调节后的电场强度分量、磁场强度分量的辐射花样图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。

参见图1所示,一种用于调控测量信号强度的方法,分析两个不同电流、不同夹角、不同长度的场源合成后的各电磁场分量的分布规律,通过调整两个场源电流之间的初始相位角之差,得到合适的两个场源电流之间初始相位角差,加强待测量区域电磁场强度,或扩大待测量区域信号的有效值。其包括:

步骤s1、采用两个发射场源,分别向待测位置发送电流信号;

步骤s2、所述待测位置对所述两个发射场源的电流信号反馈而分别形成两个不同的电磁场,基于所述两个不同的电磁场的场强分量,以构建第一关系函数;

步骤s3、基于所述第一关系函数,获取由所述两个不同的电磁场叠加后形成的叠加场强的最优值。

在野外实际测量过程中,由于地理位置和地质环境的影响,某些区域的电、磁响应信号较弱,采用两个发射场源,增强对待测位置发出的电流信号,以达到增强待测位置响应信号的目的,从而提高对待测位置大地电磁分布规律的分析准确性。

两个发射场源发送的电流信号,在待测位置会分别形成的不同的电磁场,两个不同的电磁场在待测位置叠加而形成叠加场强。通过两个不同的场强为基础,构建得到第一关系函数。第一关系函数反映两个发射场源单独所形成的场强与两个发射场源叠加后形成的叠加场强间的关系。

基于该第一关系函数以获取该待测位置的叠加场强,通过调整第一关系函数所涉及的参量或者由该第一关系函数进一步关联相关参量,以调整叠加后的叠加场强的强度。通过对两个能量发射场强的叠加性能的优化,以调控在待测位置最终形成的信号强度,以弥补单信号源信号强度难以大幅提升的问题。

在一个具体的实施例中,两个发射场源向待测位置发送电流信号,待测位置分别对该两个电流信号产生反馈信号,由所产生的两个反馈信号形成两个不同的电磁场。根据用于接收该场强信号的设备的不同,该场强可以是电场强度,也可以是磁场强度。

具体地,当用于接收场强信号的设备是电位差测量仪器时,所接收到的反馈信号所形成的两个不同的场强为电场强度,相应地,由该两个不同的场强信号叠加后形成的叠加场强为电场强度;当用于接收场强信号的设备是磁传感器时,所接收到的反馈信号所形成的两个不同的场强为磁场强度,相应地,由该两个不同的场强信号叠加后形成的叠加场强为磁场强度。

针对同一组发射场源,采用不同的信号接收设备,即可用于大地待测目标区域的电磁场分布规律的研究。以下以不同的实施例,对所接收的反馈信号为电场强度和磁场强度分别进行说明。

实施例1

在另一个具体的实施例中,两个发射场源分别向待测位置发送电流信号,两个发射场源间的夹角为0°-360°。也就是,在实际测量过程中,两个发射场源的位置可以随意布设,相互之间没有特殊的、相对的位置要求,极大的降低了发射场源的布设难度,提高了作业效率。

在另一个具体的实施例中,两个发射场源包括第一发射场源和第二发射场源,以第一发射场源和第二发射场源的交点或其延长线的交点为坐标原点,分别建立直角坐标系。其中,待测位置与坐标原点的连线记为第一连线。

具体地,以第一发射场源为x1轴建立第一直角坐标系。待测位置对第一发射场源的第一电流信号产生反馈信号,该反馈信号在待测位置形成第一电场强度信号,由该第一电场强度信号在待测位置的径向电场强度分量和切向电场强度分量,计算得到该第一电场强度信号沿x1轴和/或y1轴的第一电场强度分量。

关于该第一电场强度信号在待测位置的径向电场强度分量er1和切向电场强度分量的计算表述如下:

式中,i1为第一发射场源的第一电流,ρ为均匀半空间电阻率,r为待测位置到坐标原点的距离,k为波数,a为第一发射场源电偶源的长度,φ为第一连线与第一发射场源间的夹角。

由第一电场强度信号在待测位置的径向电场强度分量er1和切向电场强度分量获取第一电场强度信号沿x1轴和/或y1轴的第一电场强度分量的具体计算公式为:

式中,ex1为第一电场强度沿x1轴的分量,ey1为第一电场强度沿y1轴的分量,er1、分别为第一电场强度在待测位置的径向电场强度分量和切向电场强度分量,φ为第一连线与第一发射场源间的夹角。

具体地,以第二发射场源为x2轴建立第二直角坐标系。待测位置对第二发射场源的第二电流信号产生反馈信号,该反馈信号在待测位置形成第二电场场强信号,由该第二电场场强信号在待测位置的径向电场强度分量和切向电场强度分量,计算得到该第二电场强度信号沿x2轴和/或y2轴的第二电场强度分量。

关于该第二电场强度信号在待测位置的径向电场强度分量er2和切向电场强度分量的计算表述如下:

式中,i2为第二发射场源的第二电流,ρ为均匀半空间电阻率,r为待测位置到坐标原点的距离,k为波数,b为第二发射场源电偶源的长度,θ为第二发射场源与第一发射场源间的夹角,φ为第一连线与第一发射场源间的夹角。

由第二电场强度信号在待测位置的径向电场强度分量er2和切向电场强度分量获取第二电场强度信号沿x2轴和/或y2轴的第二电场强度分量的具体计算公式为:

式中,ex2为第二电场强度沿x2轴的分量,ey2为第二电场强度沿y2轴的分量,er2、分别为第二电场强度在待测位置的径向电场强度分量和切向电场强度分量,θ为第二发射场源与第一发射场源间的夹角,φ为第一连线与第一发射场源间的夹角。参见图2所示,在另一个具体的实施例中,为便于计算第一电场强度与第二电场强度叠加而形成的叠加电场强度,将第二直角坐标系通过旋转的方式,使原第二直角坐标系的x2轴与第一直角坐标系的x1轴重合,原第二直角坐标系的y2轴与第一直角坐标系的y1轴重合。第二电场强度分量在第二直角坐标系旋转后,被转换为第三电场强度分量。

具体地,第二直角坐标系旋转至与第一直角坐标系重合后,原第二直角坐标系中的位置关系均不发生变动,也就是,仅只是直角坐标系的旋转。

在另一个具体的实施例中,第二电场强度分量被转换为第三电场强度分量后,第二电场强度分量在第二直角坐标系中的原坐标被转换为在第一直角坐标系中的新坐标,且该新坐标与原坐标之间存在对应关系,即第三电场强度分量与第二电场强度分量之间存在对应关系。

具体地,第二电场强度分量在第二直角坐标系中的原坐标表示为沿x2轴/y2轴的分量,分别为ex2、ey2,第二电场强度被转换为第三电场强度后,第三电场强度分量在第一直角坐标系中的坐标表示为沿x1轴/y1轴的分量e'x1、e'y1。

该第三电场强度分量与第二电场强度分量间的对应关系表述如下:

式中,e′x1、e′y1为第三电场强度分量在第一直角坐标系中沿x1轴/y1轴的分量,ex2、ey2为第二电场强度分量在第二直角坐标系中沿x2轴/y2轴的分量,θ为第二发射场源与第一发射场源间的夹角。

参见图3所示,在另一个具体的实施例中,步骤s2中以第一电场强度分量和第二电场强度分量为基础,以构建第一关系函数。构建该第一关系函数的步骤为:

步骤s21、以所述第一发射场源为x轴,建立与所述第一直角坐标系重合的第三直角坐标系;

步骤s22、由所述第一电场强度分量和第三电场强度分量,得到所述第一发射场源和第二发射场源在所述待测位置叠加形成的叠加电场强度分量,所述叠加电场强度分量为在第三直角坐标系中沿x轴和/或y轴的分量,以形成第一关系函数。

所建立的第三直角坐标系与第一直角坐标系重合,以用于表述叠加电场强度。

第一电场强度和第二电场强度在待测位置处叠加,形成叠加后的叠加电场,以增强电流信号在待测位置处的信号强度。因此,基于该第一电场强度和第二电场强度,能够得到关于待测位置的叠加电场强度。相应地,由第一电场强度分量和第二电场强度分量能够得到关于待测位置的叠加电场强度的分量,即形成用于计算该叠加电场强度分量的第一关系函数。

在另一个具体的实施例中,关于用于计算该叠加电场强度分量的第一关系函数具体表述如下:

式中,ex、ey分别为叠加电场强度沿x轴/y轴的分量,ex1、ey1分别为第一电场强度沿x1轴/y1轴的分量,e′x1、e′y1分别为第三电场强度沿x1轴/y1轴的分量,ex2、ey2分别为第二电场强度沿x2轴/y2轴的分量,θ为第一发射场源与第二发射场源间的夹角。

在另一个具体的实施例中,步骤s3中,构建得到用于表述叠加电场强度的第一关系函数后,基于该第一关系函数,能够获取得到叠加电场强度的最优值,其具体步骤包括:

步骤s31、建立所述第一发射场源的第一电流与所述第二发射场源的第二电流之间关于相位差的第二关系函数;

步骤s32、基于所述第一关系函数和第二关系函数,取不同的相位差值,计算得到不同的叠加电场强度分量,直至获取所述叠加电场强度分量的最优值。

实际测量过程中,当向待测位置发送电流信号时,用以调节反馈信号强度的一个重要方面,即是通过调节发射场源提供的电流信号的属性,该属性包括电流的大小和方向。当发射场源的发生设备确定后,电流大小的调节较为不便,而调整电流发生设备输送电流的相位的方法,则容易得以实现。

采用两个发射场源时,通过调整其对应的第一电流和第二电流之间的相位差值,以调整第一电场强度和第二电场强度在待测位置叠加后的叠加电场强度至最优值,从而达到消除微弱信号区的目的,使最终得到的叠加电场强度信号强度高。

只通过调整第一电流和第二电流间的相位差,即能优化待测位置反馈信号的强度,大大提高了发射场源的布设灵活性,降低了发射场源选址和布设难度,能够根据实际地质环境,避开不利地形,提高野外工作效率和施工的灵活性,同时,也提高了测量的准确性和可靠性。

在另一个具体的实施例中,第一电流和第二电流之间关于相位差的第二关系函数具体表述如下:

式中,i2为第二发射场源的第二电流,i1为第一发射场源的第一电流,λ为不为0的实数,为第一电流与第二电流的相位差值,i为虚数单位。

可以理解的是,也可将公式(7)表示为i1关于i2的关系函数,即式中,λ'为不为0的实数,为第一电流与第二电流的相位差值,i为虚数单位。

具体地,分别取不同的相位差值,基于公式(6)和(7),能够计算得到不同的ex、ey值。每一个相位差值即对应一组ex、ey值。在所得到的数组ex、ey值中,选取最优或数值最大的一组ex、ey值,此时所对应的值即为最优相位差值。

在另一个具体的实施例中,相位差值的取值范围为0°-360°。由于电流相位的变化表现在数值上时,存在一定的重复性,因此,在实际操作过程中,相位差值的取值范围限定在0°-90°即可。即在0°-90°范围内依次取不同的相位差值,通过公式(6)和(7)计算得到对应的ex值、ey值,直至获取最优或最大的叠加电场强度值。

可以理解的是,在实际操作过程中,当确定第一发射场源、第二发射场源和待测位置后,在布设好两个发射场源时,其第一电流的大小、第一发射场源的电偶源的长度、半空间电阻率、待测位置到第一直角坐标系原点的距离是已知量;与此同时,第二电流的大小、第二发射场源的电偶源的长度、半空间电阻率、待测位置到第二直角坐标系原点的距离是已知量;此外,两个发射场源间的夹角,以及待测位置与第一发射场源间的夹角也是已知量,即,仅输入不同的相位差值,便可计算得到对应的ex值、ey值,从而获取最优相位差值。获取该最优相位差值后,将第一发射场源和第二发射场源的实际相位差调整为该最优相位差值,即能够在实际测量过程中,在待测位置获得信号状态良好的反馈信号,从而提高测量准确性和可靠性。

此外,可以理解的是,通过公式(6)和(7),以及取不同的相位差值,得到数组对应的ex值、ey值,在进行选择最优的ex值、ey值的同时,也能够选择具有特定特征的ex值、ey值,以进行相应的分析。

实施例2

在另一个具体的实施例中,两个发射场源分别向待测位置发送电流信号,两个发射场源间的夹角为0°-360°。也就是,在实际测量过程中,两个发射场源的位置可以随意布设,相互之间没有特殊的、相对的位置要求,极大的降低了发射场源的布设难度,提高了作业效率。

在另一个具体的实施例中,两个发射场源包括第一发射场源和第二发射场源,以第一发射场源和第二发射场源的交点或其延长线的交点为坐标原点,分别建立直角坐标系。其中,待测位置与坐标原点的连线记为第一连线。

具体地,以第一发射场源为x1轴建立第一直角坐标系。待测位置对第一发射场源的第一电流信号产生反馈信号,该反馈信号在待测位置形成第一磁场强度信号,由该第一磁场强度信号在待测位置的径向磁场强度分量和切向磁场强度分量,计算得到该第一电磁场强度信号沿x1轴和/或y1轴的第一磁场强度分量。

关于该第一磁场强度信号在待测位置的径向磁场强度分量hr1和切向磁场强度分量的计算表述如下:

式中,i1为第一发射场源的第一电流,r为待测位置到坐标原点的距离,k为波数,a为第一发射场源电偶源的长度,φ为第一连线与第一发射场源间的夹角,i为虚数单位,分别以为宗量的第一和第二类虚宗量贝塞尔函数,i0、i1、k0和k1的下标“0”或“1”表示贝塞尔函数的阶数。

由第一电磁场强度信号在待测位置的径向磁场强度分量hr1和切向磁场强度分量获取第一电磁场强度信号沿x1轴和/或y1轴的第一电磁场强度分量的具体计算公式为:

式中,hx1为第一磁场强度沿x1轴的分量,hy1为第一磁场强度沿y1轴的分量,hr1、分别为第一磁场强度在待测位置的径向磁场强度分量和切向磁场强度分量,φ为第一连线与第一发射场源间的夹角。

具体地,以第二发射场源为x2轴建立第二直角坐标系。待测位置对第二发射场源的第二电流信号产生反馈信号,该反馈信号在待测位置形成第二磁场强度信号,由该第二磁场强度信号在待测位置的径向磁场强度分量和切向磁场强度分量,计算得到该第二磁场强度信号沿x2轴和/或y2轴的第二磁场强度分量。

关于该第二磁场强度信号在待测位置的径向磁场强度分量hr2和切向磁场强度分量的计算表述如下:

式中,i2为第二发射场源的第二电流,r为待测位置到坐标原点的距离,k为波数,b为第二发射场源电偶源的长度,θ为第二发射场源与第一发射场源间的夹角,i为虚数单位,分别以为宗量的第一和第二类虚宗量贝塞尔函数,i0、i1、k0和k1的下标“0”或“1”表示贝塞尔函数的阶数。

由第二磁场强度信号在待测位置的径向磁场强度分量hr2和切向磁场强度分量获取第二磁场强度信号沿x2轴和/或y2轴的第二磁场强度分量的具体计算公式为:

式中,hx2为第二磁场强度沿x2轴的分量,hy2为第二磁场强度沿y2轴的分量,hr2、分别为第二磁场强度在待测位置的径向磁场强度分量和切向磁场强度分量,θ为第二发射场源与第一发射场源间的夹角,φ为第一连线与第一发射场源间的夹角。

参见图2所示,在另一个具体的实施例中,为便于计算第一磁场强度与第二磁场强度叠加而形成的叠加磁场强度,将第二直角坐标系通过旋转的方式,使原第二直角坐标系的x2轴与第一直角坐标系的x1轴重合。第二磁场强度分量在第二直角坐标系旋转后,被转换为第三磁场强度分量。

具体地,第二直角坐标系旋转至与第一直角坐标系重合后,原第二直角坐标系中的位置关系均不发生变动,也就是,仅只是直角坐标系的旋转。

在另一个具体的实施例中,第二磁场强度分量被转换为第三磁场强度分量后,第二磁场强度分量在第二直角坐标系中的原坐标被转换为在第一直角坐标系中的新坐标,且该新坐标与原坐标之间存在对应关系,即第三磁场强度分量与第二磁场强度分量之间存在对应关系。

具体地,第二磁场强度分量在第二直角坐标系中的原坐标表示为沿x2轴/y2轴的分量,分别为hx2、hy2,第二磁场强度被转换为第三磁场强度后,第三磁场强度分量在第一直角坐标系中的坐标表示为沿x1轴/y1轴的分量h'x1、h'y1。

该第三磁场强度分量与第二磁场强度分量间的对应关系表述如下:

式中,h'x1、h'y1为第三磁场强度分量在第一直角坐标系中沿x1轴/y1轴的分量,hx2、hy2为第二磁场强度分量在第二直角坐标系中沿x2轴/y2轴的分量,θ为第二发射场源与第一发射场源间的夹角。

参见图3所示,在另一个具体的实施例中,步骤s2中以第一磁场强度分量和第二磁场强度分量为基础,以构建第一关系函数。构建该第一关系函数的步骤为:

步骤s21、以所述第一发射场源为x轴,建立与所述第一直角坐标系重合的第三直角坐标系;

步骤s22、由所述第一磁场强度分量和第三磁场强度分量,得到所述第一发射场源和第二发射场源在所述待测位置叠加形成的叠加磁场强度的分量,所述叠加磁场强度分量为在第三直角坐标系中沿x轴和/或y轴的分量。

所建立的第三直角坐标系与第一直角坐标系重合,以用于表述叠加磁场强度。

第一磁场强度和第二磁场强度在待测位置处叠加,形成叠加后的磁场强度,以增强电流信号在待测位置处的信号强度。因此,基于该第一磁场强度和第二磁场强度,能够得到关于待测位置的叠加磁场强度。相应地,由第一磁场强度分量和第二磁场强度分量能够得到关于待测位置的叠加磁场强度的分量,即形成用于计算该叠加磁场强度分量的第一关系函数。

在另一个具体的实施例中,为保持一致性,使计算叠加电场强度和叠加磁场强度的关系函数均表述为第一关系函数。关于用于计算该叠加磁场强度分量的第一关系函数具体表述如下:

式中,hx、hy分别为叠加磁场强度沿x轴/y轴的分量,hx1、hy1分别为第一磁场强度沿x1轴/y1轴的分量,h'x1、h'y1分别为第三磁场强度沿x1轴/y1轴的分量,hx2、hy2分别为第二磁场强度沿x2轴/y2轴的分量,θ为第一发射场源与第二发射场源间的夹角。

在另一个具体的实施例中,步骤s3中,构建得到第一关系函数后,基于该第一关系函数,能够获取得到叠加磁场强度的最优值,其具体步骤包括:

步骤s31、建立所述第一发射场源的第一电流与所述第二发射场源的第二电流之间关于相位差的第二关系函数;

步骤s32、由所述第一关系函数和第二关系函数,取不同的相位差值,计算得到不同的叠加磁场强度分量,直至获取所述叠加磁场强度分量的最优值。

现场实际测量过程中,当向待测位置发送电流信号时,用以调节反馈信号强度的一个重要方面,即是通过调节发射场源提供的电流信号的属性,该属性包括电流的大小和方向。当发射场源的发生设备确定后,电流大小的调节较为不便,而调整电流发生设备输送电流的相位的方法,则容易得以实现。

采用两个发射场源时,通过调整其对应的第一电流和第二电流之间的相位差值,以调整第一磁场强度和第二磁场强度在待测位置叠加后的叠加磁场强度至最优值,从而达到消除微弱信号区的目的,使最终得到的叠加磁场强度信号强度高。

只通过调整第一电流和第二电流间的相位差,即能优化待测位置反馈信号的强度,大大提高了发射场源的布设灵活性,降低了发射场源选址和布设难度,能够根据实际地质环境,避开不利地形,提高野外工作效率和施工的灵活性,同时,也提高了测量的准确性和可靠性。

在另一个具体的实施例中,第一电流和第二电流之间关于相位差的第二关系函数参见公式(7)。具体地,分别取不同的相位差值,通过公式(13)和(7)即可计算得到数组沿x轴和/或y轴的分量hx、hy。每一个相位差值即对应一组hx值、hy值。在所得到的数组hx值、hy值中,选取最优或数值最大的一组hx值、hy值,此时所对应的值即为最优相位差值。

在另一个具体的实施例中,相位差值的取值范围为0°-360°。由于电流相位的变化表现在数值上时,存在一定的重复性,因此,在实际操作过程中,相位差值的取值范围限定在0°-90°即可。即在0°-90°范围内依次取不同的相位差值,通过公式(13)和(7)计算得到对应的hx、hy值,直至获取最优或最大的叠加磁场强度值。

可以理解的是,在实际操作过程中,当确定第一发射场源、第二发射场源和待测位置后,在布设好两个发射场源时,其第一电流的大小、第一发射场源的电偶源的长度、半空间电阻率、待测位置到第一直角坐标系原点的距离是已知量;与此同时,第二电流的大小、第二发射场源的电偶源的长度、半空间电阻率、待测位置到第二直角坐标系原点的距离是已知量;此外,两个发射场源间的夹角,以及待测位置与第一发射场源间的夹角也是已知量,即,仅输入不同的相位差值,便可计算得到对应的hx、hy值,从而获取最优相位差值。获取该最优相位差值后,将第一发射场源和第二发射场源的实际相位差调整为该最优相位差值,即能够在实际测量过程中,在待测位置获得信号状态良好的反馈信号,从而提高测量准确性和可靠性。

此外,可以理解的是,通过公式(13)和(7),以及取不同的相位差值,得到数组对应的hx、hy值,在进行选择最优的hx、hy值的同时,也能够选择具有特定特征的hx、hy值,以进行相应的分析。

本发明的一种用于调控测量信号强度的方法,采用互成角度的两个发射场源,向待测位置发送电流信号,通过调节两个发射场源的电流信号间的相位差值,消除了微弱信号区,以增强待测位置形成的两个反馈信号叠加而形成的叠加场强信号,从而提高测量的准确性和可靠性。同时,两个发射场源的夹角以及待测位置之间相对位置关系没有特殊要求,极大的降低了测量时的布设难度,提高了施工效率。

参见图4所示,分别为调整电流信号间相位差值前后的对比图,图4a为未进行相位差值调节时的电场强度分量、磁场强度分量的辐射花样图,图4b为进行相位差值调节后的电场强度分量、磁场强度分量的辐射花样图。

最后,本发明的方法仅为较佳的实施方案,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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