连接，用于将相应电流输出通路输出的信号 发射出去，满足各发射线圈发射相同的频率时，在精度要求的范围内，具有相同的发射磁 矩。
[0020] 三轴接收线圈包括三组接收线圈_RX，Ry，Rz。该三组接收线圈-R x，Ry，艮分别与上 述发射线圈-τχ，Ty，T z的轴向相同，且在精度要求范围内满足以下条件：
[0021] (1)接收线圈Rx与发射线圈1\的高度和，接收线圈Ry与发射线圈1\的高度和，以 及接收线圈R z与发射线圈T 2的高度和相等；
[0022] (2)接收线圈Rx与发射线圈T ,的收发距（中心水平距离），接收线圈R 7与发射线 圈1；的收发距，以及接收线圈R z与发射线圈T z的收发距相等，其中，〇 t\= r为收发距；
[0023] (3)相正交的接收线圈、发射线圈（如接收线圈Rx，发射线圈Tz)的高度和，与相应 对称正交的接收线圈、发射线圈（即接收线圈R z、发射线圈Tx)的高度和相等；
[0024] (4)相正交的接收线圈、发射线圈（如接收线圈Rx，发射线圈Tz)的收发距与相应 对称正交的接收线圈、发射线圈（即接收线圈R z、发射线圈Tx)的收发距相等。
[0025] 其中，三组发射线圈和三组接收线圈通过连接杆刚性连接，位置相对固定。关于精 度要求，例如：精度要求在百分之一范围内，在这种情况下，航空频率域电磁法线圈的悬挂 高度为60m，则接收线圈R x与发射线圈T x的高度和误差60cm也是在该精度要求范围内。
[0026] ?目号米集模块，包括独立的二路?目号米集通路-X ?目号米集通路、y ?目号米集通路 和Z信号采集通路，分别与相应的接收线圈相连接，按照频率表及同步控制模块的指令实 现对三组接收线圈所接收模拟信号的同步调理与采集。
[0027] 信号处理模块与信号采集模块相连接，按照频率表及同步控制模块的指令，实现 将频率表中各个频率在三种结构（如图2所示）下所获得的，相同频率下的二次场信号求 和，可获得频率表中各个频率下的张量旋转不变量，再将获得的张量旋转不变量进行反演 研宄，实现对大地电阻率的成像。
[0028] 表一为频率表及同步控制模块中所存储的频率表。其中，电流输出模块连接三轴 发射线圈，在任意的时间At内按照表1所定义的频率发射，满足在同一时刻各轴发射线圈 所发射的频率不同，信号处理模块可以利用该规律，按照与发射线圈相同轴向，相同的频率 表处理接收线圈所接收到的二次场信号，从而分别获得频率表中各个频率在层状大地电阻 率模型下HCP结构，VCP结构，VCA结构发生姿态旋转后的二次场信号。
[0029] 表一频率表
[0030]
【主权项】
1. 一种获取张量旋转不变量的频率域电磁法系统，其特征在于，包括： 频率表及同步控制模块，其存储有频率表； 电流输出模块，包括独立的三路电流输出通路-X电流输出通路、y电流输出通路和z电 流输出通路； 三轴发射线圈，包括三组相互正交的发射线圈_TX，Ty，T z，分别与相应的电流输出通路 相连接，其中，该三组发射线圈在发射相同的频率时，具有相同的发射磁矩； 三轴接收线圈，包括三组接收线圈_RX，Ry，Rz，该三组接收线圈分别与相应的发射线圈 的轴向相同； f目号米集模块，包括独立的二路彳目号米集通路_x/[目号米集通路、y彳目号米集通路和z {目 号采集通路，分别与相应的接收线圈相连接；以及 信号处理模块，与所述信号采集模块相连接，用于对三路信号采集通路所采集的信号 进行处理，获取张量旋转不变量； 其中，每一电流输出通路从所述频率表中提取相应的频率，生成信号，并由相应的发射 线圈发射；每一信号采集通路按照相同的频率表从相应的接收线圈中采集信号。
2. 根据权利要求1所述的频率域电磁法系统，其特征在于，满足： 在同一时间内，一电流输出通路生成信号的频率与相应的信号采集通路采集信号的频 率相同；且 一电流输出通路输出频率表中全部频率信号的总持续时间内，三轴发射线圈和三轴接 收线圈在精度要求范围内姿态不变。
3. 根据权利要求1所述的频率域电磁法系统，其特征在于，所述发射线圈和接收线圈 满足： (1) 接收线圈氏、发射线圈1\的高度和，与接收线圈Rp发射线圈L的高度和相等； (2) 接收线圈氏、发射线圈1\的收发距，与接收线圈R」、发射线圈1的收发距相等； (3) 接收线圈氏、发射线圈L的高度和，与相应的接收线圈发射线圈的高度和相 等； (4) 接收线圈氏、发射线圈1的收发距，与相应的接收线圈R」、发射线圈的收发距相 等； 其中，i = x、y、z，j = x、y、z，且 i 乒 j〇
4. 根据权利要求3所述的频率域电磁法系统，其特征在于，在不同的At时间内： 由发射线圈Tx发射频率为fh的一次场信号，接收线圈Rx接收频率为f h的二次场信号 H' sx(fh)，S卩VCA结构下的二次场信号； 由发射线圈Ty发射频率为fh的一次场信号，接收线圈Ry接收频率为f h的二次场信号 H' sy (fh)，即VCP结构下的二次场信号； 由发射线圈Tz发射频率为fh的一次场信号，接收线圈Rz接收频率为f h的二次场信号 H' sz (fh)，即HCP结构下的二次场信号； 其中，fh为频率表中其中之一的频率，求得张量旋转不变量为(f h)= H，sx(fh)+H，sy(fh)+H， sz(fh)。
5. 根据权利要求4所述的频率域电磁法系统，其特征在于，所述频率表中的频率为一 个或多个。
6. 根据权利要求5所述的频率域电磁法系统，其特征在于，所述频率表中的频率为四 个-f\、f2、f3、f 4,由相应的I (f\)、I (f2)、I (f3)、I (f4)实现对大地电阻率的成像。
7. 根据权利要求1至6中任一项所述的频率域电磁法系统，其特征在于，所述三轴发射 线圈采用单频发射模式或多频发射模式。
8. 根据权利要求7所述的频率域电磁法系统，其特征在于，所述三轴发射线圈采用多 频发射模式，且在同一时刻，不同电流输出通路生成信号的频率不同。
9. 根据权利要求1至6中任一项所述的频率域电磁法系统，其特征在于，所述发射线圈 和接收线圈为：圆形线圈、方形线圈或六边形线圈。
10. 根据权利要求1至6中任一项所述的频率域电磁法系统，其特征在于，所述三组发 射线圈共心或非共心，所述三组接收线圈共心或非共心。
【专利摘要】本发明提供了一种基于三轴正交发射，三轴正交接收，可获取张量旋转不变量的频率域电磁法系统。在该频率域电磁法系统中，即使在测量的过程中出现姿态的旋转，也能够实现对张量旋转不变量的测量，从而不需要测量系统的姿态信息再进行校正，通过反演，可精确的获取大地电导率信息，可以广泛应用于地质普查，矿物勘探，UXO探测，考古等领域中。
【IPC分类】G01V3-10
【公开号】CN104597510
【申请号】CN201510047075
【发明人】李德治, 李光, 渠晓东, 方广有, 黄玲
【申请人】中国科学院电子学研究所
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年1月29日