多通道瞬变电磁探测技术

《多通道瞬变电磁探测技术》介绍了一种新的瞬变电磁方法——多通道瞬变电磁（MTEM），主要内容包括该方法的基本原理、仪器装备研发、资料处理解释及实际应用等。多通道瞬变电磁核心技术包括大功率接地源编码发射、多道观测、解码接收和类地震资料处理等。该方法具有大深度、高精度探测的优势，为探测石油、金属矿提供了一种全新装备技术。

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 常规瞬变电磁法 1
1.1.1 回线源瞬变电磁法 1
1.1.2 电性源长偏移瞬变电磁法 2
1.1.3 电性源短偏移瞬变电磁法 3
1.2 多道瞬变电磁法 4
1.2.1 多道瞬变电磁法工作原理 4
1.2.2 多道瞬变电磁法发展历史 6
1.3 多道瞬变电磁法装备简介 8
1.3.1 常规瞬变电磁法装备简介 8
1.3.2 多道瞬变电磁法装备简介 9
1.4 研究展望 10
参考文献 10
第2章 MTEM基础 14
2.1 电磁场理论基础 14
2.1.1 1D频率域电磁场响应 14
2.1.2 1D时间域电磁场响应 15
2.1.3 电偶源激发下多维模型的电磁场响应 16
2.1.4 电磁感应物理机制分析 19
2.1.5 发射码特性分析 26
2.1.6 数字信号处理基本理论 39
2.2 MTEM关键技术 44
2.3 MTEM技术特点 46
参考文献 48
第3章 伪随机编码大功率电磁信号发射机 50
3.1 大功率电磁信号发射机的现状与原理 50
3.1.1 大功率电磁信号发射机现状 50
3.1.2 大功率电磁信号发射机原理 53
3.1.3 伪随机编码大功率MTEM发射机方案选择 56
3.2 伪随机编码技术 57
3.2.1 高精度大地脉冲响应提取方法 57
3.2.2 数值模拟与辨识效果 60
3.2.3 编码参数选择讨论 63
3.3 伪随机编码大功率电磁信号发射机的实现 65
3.3.1 MTEM电磁发射机的拓扑结构设计 65
3.3.2 MTEM电磁发射机的软开关技术 66
3.3.3 MTEM电磁发射机的关键器件选型 70
3.3.4 MTEM电磁发射机的设计与实现 75
参考文献 83
第4章 分布式伪随机电磁数据采集站与主控系统实现 84
4.1 电磁数据采集站原理 84
4.1.1 多通道采集架构 84
4.1.2 采集基本组成 86
4.1.3 采集系统指标 87
4.2 磁场数据采集站研究现状 87
4.2.1 国外研究现状及水平 88
4.2.2 国内研究现状及水平 90
4.3 分布式伪随机电磁信号采集站实现 91
4.3.1 MTEM采集站总体方案与设计原则 91
4.3.2 采集站硬件系统设计与实现 93
4.3.3 采集站软件设计与实现 96
4.3.4 采集站结构设计 99
4.4 主控系统设计与实现 100
4.4.1 主控系统总体方案与设计原则 100
4.4.2 主控系统硬件设计 101
4.4.3 主控系统软件设计 101
4.4.4 主控系统结构设计 107
4.5 采集站与主控系统数据质量保证 108
4.5.1 采集站频率响应标定和时间同步性测试 108
4.5.2 脉冲响应准实时提取 110
参考文献 111
第5章 MTEM数据传输与控制系统 113
5.1 地球物理勘探数据传输原理 113
5.1.1 地球物理勘探中的数据传输的发展 113
5.1.2 地球物理勘探中的数据传输现状 114
5.1.3 MTEM数据传输的特点 115
5.1.4 低功耗地球物理勘探数据传输问题分析 116
5.1.5 低功耗地球物理勘探专用数据传输设计方案 120
5.2 MTEM高速低功耗数据传输实现 122
5.2.1 采集站接口 123
5.2.2 电源站 134
5.2.3 交叉站 140
5.2.4 基于FPGA的高速可靠数据传输 145
5.2.5 系统软件设计 148
5.2.6 系统设计小结 151
参考文献 152
第6章 MTEM数据处理 154
6.1 MTEM电磁数据预处理 154
6.1.1 噪声去除方法 154
6.1.2 地表一致性校正 167
6.1.3 大地脉冲响应时间剖面计算 168
6.1.4 峰值时刻视电阻率计算 168
6.2 应用实例 172
参考文献 177
第7章 MTEM响应模拟 181
7.11DMTEM数值模拟 181
7.1.1 基本公式 181
7.1.2 1D介质中的大地脉冲响应 182
7.1.3 伪随机编码源下的信号合成 183
7.2 2D MTEM数值模拟 186
7.2.1 2D有限元正演模拟方法的实现 186
7.2.2 2D瞬变电磁脉冲响应 192
7.2.3 多通道瞬变电磁法数值模拟 193
7.3 MTEM野外实际观测数据仿真 199
7.4 3D MTEM数值模拟 200
7.4.1 3D有限差分法 201
7.4.2 3D有限体积法 213
参考文献 229
第8章 MTEM数据反演成像 233
8.1 MTEM 1D反演方法 233
8.1.1 基本理论 233
8.1.2 数值验证 235
8.1.3 应用实例 238
8.2 MTEM 3D反演方法 241
8.2.1 目标函数构建 241
8.2.2 高斯牛顿法反演 243
8.2.3 MTEM 3D反演数值算例 248
8.3 MTEM 2D及3D偏移成像方法 255
8.3.1 扫时波场变换技术 255
8.3.2 2D及3D偏移成像基本理论 258
8.4 MTEM偏移成像软件系统介绍 261
8.4.1 MTEM偏移成像软件系统开发原理 261
8.4.2 MTEM偏移成像软件系统成像检验 263
8.4.3 MTEM数据成像效果 266
8.5 MTEM数据管理及结果可视化 267
8.5.1 软件简介 268
8.5.2 应用结果 269
参考文献 272
第9章 MTEM系统整体设计及集成优化与方法试验 276
9.1 系统集成 276
9.1.1 分系统功能设计 277
9.1.2 硬件接口和数据传输协议 279
9.1.3 系统集成与室内测试 281
9.2 方法试验 283
9.2.1 内蒙古兴和县曹四夭钼矿区MTEM系统集成试验 283
9.2.2 河北省任丘油田MTEM系统集成试验 289
9.2.3 内蒙古兴安盟MTEM系统集成试验 298
第10章 MTEM系统总述 306
10.1 MTEM系统仪器硬件和实测剖面成果 306
10.2 MTEM系统性能指标 306
10.2.1 发射机子系统 307
10.2.2 接收机子系统 308
10.2.3 数据传输及传感器子系统 308
10.2.4 资料处理与偏移成像软件 309
10.3 MTEM系统总体设计及集成优化与方法试验 309
附录：部分专有名词 310