一种估计大地电磁参数的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及大地电磁测深技术领域，特别涉及一种估计大地电磁参数的方法和装 置。
【背景技术】
[0002] 大地电磁法（Magnetotelluricmehtod，简称MT)是利用天然电磁场作场源，在地 面布设仪器测量电磁场信号并进行分析处理，进而探知地下物质电性特征的方法。
[0003] 目前一般采用最小二乘法选取迭代的初值，根据电磁场信号进行若干次迭代，确 定电磁场信号的功率谱和阻抗，进而推断出不同深度的大地电阻率（用来表示大地电阻特 征的物理量），探知到地下物质电性特征。
[0004] 在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：
[0005] 采用最小二乘法选取迭代的初值时，不能去除初值中的噪声，会对迭代结果产生 不利影响，造成对功率谱估计的准确性较差。
【发明内容】
[0006] 为了解决现有技术对功率谱估计的准确性较差的问题，本发明实施例提供了一种 估计大地电磁参数的方法和装置。所述技术方案如下：
[0007] -方面，本发明实施例提供了一种估计大地电磁参数的方法，所述方法包括：
[0008] 获取四个分量的电磁场频域信号，所述四个分量包括x方向电场、y方向电场、x方 向磁场、y方向磁场，各个分量的电磁场频域信号均包括多个电磁场频域信号，所述多个电 磁场频域信号是相应分量的电磁场时域信号在时域分成多段后的信号分别进行快速傅里 叶变换得到的；
[0009] 确定所述四个分量的电磁场频域信号的功率谱，所述功率谱包括各个分量的电磁 场频域信号各自的自功率谱和四个分量的电磁场频域信号两两之间的互功率谱，同一个分 量的电磁场频域信号具有多个自功率谱，相同两个分量的电磁场频域信号具有多个互功率 谱，所述多个自功率谱和所述多个互功率谱是分别根据相应分量的多个电磁场频域信号得 到的；
[0010] 采用中值滤波算法，分别根据所述四个分量的电磁场频域信号，确定阻抗的迭代 初值和导纳的迭代初值；
[0011] 采用所述阻抗的迭代初值和所述导纳的迭代初值开始对所述功率谱进行若干次 迭代，得到所述功率谱的均值、以及更新后的所述阻抗和所述导纳；
[0012] 将所述功率谱的均值、以及更新后的所述阻抗和所述导纳作为大地电磁参数输 出。
[0013] 在本发明一种可能的实现方式中，所述确定所述四个分量的电磁场频域信号的功 率谱，包括：
[0014] 按照如下公式计算各个分量的第i个电磁场频域信号的功率谱s^:
[0015] ；
[0016] 其中，（A# )表示求A1的共轭复数，1彡i彡I且i为整数，I为各个分量的电磁场 信号的个数，A%E 或者H/，E 或者H/，C为x方向第i个电场频 域信号，E/为y方向第i个电场频域信号，H/为x方向第i个磁场频域信号，H/为y方向 第i个磁场频域信号，当f=B1时，S^为一个分量的第i个电磁场频域信号的自功率谱， 当B1时，S^为两个分量的第i个电磁场频域信号的互功率谱。
[0017] 在本发明另一种可能的实现方式中，所述采用中值滤波算法，分别根据所述四个 分量的电磁场频域信号，确定阻抗的迭代初值和导纳的迭代初值，包括：
[0018] 采用如下公式计算针对各个分量的各个电磁场频域信号的阻抗和导纳：
【主权项】
1. 一种估计大地电磁参数的方法，其特征在于，所述方法包括： 获取四个分量的电磁场频域信号，所述四个分量包括X方向电场、y方向电场、x方向磁 场、y方向磁场，各个分量的电磁场频域信号均包括多个电磁场频域信号，所述多个电磁场 频域信号是相应分量的电磁场时域信号在时域分成多段后的信号分别进行快速傅里叶变 换得到的； 确定所述四个分量的电磁场频域信号的功率谱，所述功率谱包括各个分量的电磁场频 域信号各自的自功率谱和四个分量的电磁场频域信号两两之间的互功率谱，同一个分量的 电磁场频域信号具有多个自功率谱，相同两个分量的电磁场频域信号具有多个互功率谱， 所述多个自功率谱和所述多个互功率谱是分别根据相应分量的多个电磁场频域信号得到 的； 采用中值滤波算法，分别根据所述四个分量的电磁场频域信号，确定阻抗的迭代初值 和导纳的迭代初值； 采用所述阻抗的迭代初值和所述导纳的迭代初值开始对所述功率谱进行若干次迭代， 得到所述功率谱的均值、以及更新后的所述阻抗和所述导纳； 将所述功率谱的均值、以及更新后的所述阻抗和所述导纳作为大地电磁参数输出。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述四个分量的电磁场频域信 号的功率谱，包括： 按照如下公式计算各个分量的第i个电磁场频域信号的功率谱SABS Sab1 =B(A1*)； 其中，（A，表示求A1的共轭复数，1 <i<I且i为整数，I为各个分量的电磁场信号 的个数，AAE，、E/、H，或者H/，BAE，、E/、H，或者H/，E，为x方向第i个电场频域 信号，E/为y方向第i个电场频域信号，H/为x方向第i个磁场频域信号，H/为y方向第 i个磁场频域信号，当f=B1时，S^为一个分量的第i个电磁场频域信号的自功率谱，当 A1#B1时，S^为两个分量的第i个电磁场频域信号的互功率谱。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述采用中值滤波算法，分别根据所 述四个分量的电磁场频域信号，确定阻抗的迭代初值和导纳的迭代初值，包括： 采用如下公式计算针对各个分量的各个电磁场频域信号的阻抗和导纳：
其中，4/为根据第j个电磁场频域信号和第i个电磁场频域信号得到的X方向对X方向的阻抗，zx/为根据第j个电磁场频域信号和第i个电磁场频域信号得到的x方向对 y方向的阻抗，Zy/为根据第j个电磁场频域信号和第i个电磁场频域信号得到的y方向 对x方向的阻抗，Zy/为根据第j个电磁场频域信号和第i个电磁场频域信号得到的y方 向对y方向的阻抗，Yx/为根据第j个电磁场频域信号和第i个电磁场频域信号得到的x 方向对x方向的导纳，Y!/为根据第j个电磁场频域信号和第i个电磁场频域信号得到的x 方向对y方向的导纳，Yy/为根据第j个电磁场频域信号和第i个电磁场频域信号得到的y 方向对x方向的导纳，Yy/为根据第j个电磁场频域信号和第i个电磁场频域信号得到的 y方向对y方向的导纳，EJ/为x方向第j个电场频域信号，E^为x方向第i个电场频域信 号，E/为y方向第j个电场频域信号，E/为y方向第i个电场频域信号，H，为x方向第j 个磁场频域信号，W为x方向第i个磁场频域信号，为y方向第j个磁场频域信号，H/ 为y方向第i个磁场频域信号，j辛i，1 <j<I且j为整数，1 <i<I且i为整数，I为 各个分量的电磁场信号的个数； 采用中值滤波算法，从计算出的所有X方向对X方向的阻抗中确定X方向对X方向的 阻抗的迭代初值，从计算出的所有X方向对y方向的阻抗中确定x方向对y方向的阻抗的 迭代初值，从计算出的所有y方向对x方向的阻抗中确定y方向对x方向的阻抗的迭代初 值，从计算出的所有y方向对y方向的阻抗中确定y方向对y方向的阻抗的迭代初值，从计 算出的所有X方向对X方向的阻抗中确定X方向对X方向的导纳的迭代初值，从计算出的 所有X方向对y方向的阻抗中确定x方向对y方向的导纳的迭代初值，从计算出的所有y 方向对x方向的阻抗中确定y方向对x方向的导纳的迭代初值，从计算出的所有y方向对 y方向的阻抗中确定y方向对y方向的导纳的迭代初值。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述采用所述阻抗的迭代初值和所述 导纳的迭代初值开始对所述功率谱进行若干次迭代，得到所述功率谱的均值、以及更新后 的所述阻抗和所述导纳，包括： 每次迭代时，依次按照如下公式计算功率谱的均值、阻抗和导纳： |Exi_(Zxx*Hxi+Zxy* Hyi) |2; e2E；= ^/-(Z^+Z^H；) |2；
其中，1彡i彡I且i为整数，I为各个分量的电磁场频域信号的个数，e为x方向 第i个电场频域信号的残差，"#为7方向第i个电场频域信号的残差，为x方向 第i个磁场频域信号的残差，e切/为y方向第i个磁场频域信号的残差，E^为x方向第i 个电场频域信号，E/为y方向第i个电场频域信号，Hxi为x方向第i个磁场频域信号，H/ 为y方向第i个磁场频域信号，1 <i<I且i为整数，I为各个分量的电磁场信号的个数， Zxx为x方向对x方向的阻抗，Zxy为x方向对y方向的阻抗，Z7!￡为y方向对x方向的阻抗， Zyy为y方向对y方向的阻抗，Yxx为x方向对x方向的导纳，Yxy为x方向对y方向的导纳， YyxSy方向对x方向的导纳，Yyy为y方向对y方向的导纳，5J为x方向对y方向第i个 电磁场频域信号归一化后的残差，S:为y方向对x方向第i个电磁场频域信