时间域航空电磁数据的Tau域分析与研究

【摘要】航空电磁法(AirborneElectromagnetic,AEM)是以电磁感应定律为基础，以飞机为运载工具的一种航空物探测量方法。它具有飞行速度快，覆盖面积大，效率高，成本低，通用性好等优势，尤其在地形比较复杂的山区、无人区等。但仍存在一些不足，比如由不同发射电流波形接收的电磁数据不具有同一的时间特性；使得后续的类查表法电导率深度成像不具有通用性；数据量大导致的处理解释速度缓慢等问题。本文以航空电磁法经典理论知识为基础，对时间域航空电磁数据在Tau域里进行了分解；并基于此分析，研究了多种大地模型电磁数据的电导极限与电阻极限，分析了其影响因素；研究了Tau域分析在航空电磁探测里的应用；设计并实现了Tau域分析电磁数据的软件平台，本文主要内容及结论如下：首先，由麦克斯韦方程组出发，给出了任意发射电流的一维正演计算；利用奇异值分解法分解了航空电磁数据，说明了Tau域分解参数A与的意义；描述了Tau域分解的特征向量，最后对多种大地模型的航空电磁数据在Tau域里进行了分析。模型的仿真研究表明，随着大地电导率的增大，电磁数据在Tau域里分解的系数A分布向Tau值较大的方向移动，并且幅值降低，能量分散。其次，基于Tau域分析，从频域和时域给出电导极限与电阻极限的概念，研究了多种大地模型电磁数据的电导极限和电阻极限，分析了电导极限和电阻极限的影响因素。通过薄板大地模型的电导极限与电阻极限研究，可以看到，电导极限只与目标体的几何形状有关，与目标体的电导率无关；电阻极限只与目标体的电导率有关，并且随其电导率的增大而增大，而与目标体的几何形状无关，这一规律为快速近似反演提供了理论依据。再次，研究了Tau域分析在电磁探测中的应用。利用Tau域分解进行解卷积计算，去除发射电流对电磁数据的影响。利用Tau域分解的特征向量来分析发射电流的脉宽、波形对系统探测能力的影响，对合理设计发射电流具有一定意义。分析了Tau域的特征向量与发射波形脉宽的关系，研究结果表明，当发射电流脉宽增大时，特征向量整体向Tau值较大的方向移动，说明发射电流脉宽增大可以增强对电导率大的异常体的分辨能力，因此在实际探测中，可根据目标体的电导率设计相应的发射电流脉宽，从而提高航空电磁探测的有效性。最后，设计并实现了电磁数据Tau域分析的软件平台。根据Matlab与C++的混合编程，并基于GUI的人机交互功能，将电磁数据Tau域分析的流程模块化，使其操作更加简便。通过该平台对实测数据进行Tau域分析，研究结果表明，分解系数A的成像与测线剖面结果一致，利用电导极限与电阻极限成像可以降低电力线的干扰，判断出异常体的准确位置。
【作者】王亚冉；
【导师】朱凯光；
【作者基本信息】吉林大学，测试计量技术及仪器，2014，硕士
【关键词】时间域航空电磁法；Tau域分解；解卷积；电导极限；电阻极限；

【参考文献】
[1]郝文羲.“限定”与“超越”[D].中央美术学院,美术学,2013,硕士.
[2]金碚.稳中求进的中国工业经济[J].中国工业经济,2013,08:5-17.
[3]朱建旭.冷轧机辊缝热源及带钢非稳态温度场研究[D].燕山大学,重型装备设计理论及其数字化技术,2014,硕士.
[4]曹开铭.网上银行PKI数据构建及管理的研究[D].重庆大学,计算机技术,2003,硕士.
[5]高莎.“三道弯”体态形成的文化背景与地域特征分析[D].西安音乐学院,舞蹈学,2013,硕士.
[6]赵新霞.栾川地名的语言文化研究[D].华中师范大学,语言学及应用语言学,2013,硕士.
[7]唐新军.丹参酮ⅡA磺酸钠注射液治疗冠心病心绞痛（血瘀证）的临床研究[D].北京中医药大学,中医学,2014,硕士.
[8]张存,陈磊,陈少华.自坍塌碳纳米管间的黏附[A].北京力学会.北京力学会第19届学术年会论文集[C].北京力学会:,2013:2.
[9]许安兵.情绪调制感觉通道信息加工和注意资源的神经机制[D].西南大学,基础心理学,2014,硕士.
[10]何鹏祥.岩溶区桥梁桩基施工技术及设计方法研究[D].湖南大学,2002.
[11]赵雅丽.中职学生心理健康教育心理剧的作用研究[D].华中师范大学,心理健康教育,2014,硕士.
[12]孙立华.航空公司（海航）信息系统安全保障体系研究[D].四川大学,电子与通信工程,2003,硕士.
[13]王守业,曹喜营.我国耐火原料现状及发展趋势[A].中国耐火材料行业协会.新形势下全国耐火原料发展战略研讨会论文集[C].中国耐火材料行业协会:,2014:21.
[14]周大海.液压滑阀节流槽温度特性研究[D].西南交通大学,机械工程,2014,硕士.
[15]胡静.不同类型肌肉松驰药对乳癌改良根治术患者麻醉诱导期应激反应的影响[D].山东大学,麻醉学（专业学位）,2012,硕士.
[16]许红静.计算机辅助夹具设计系统的研究与开发[D].天津大学,机械制造及其自动化,2004,硕士.
[17]谷圣美.基于同步辐射X射线的乳腺癌微血管成像研究[D].复旦大学,肿瘤学,2012,硕士.
[18]薛鹏举.人髓核细胞体外培养及冻存的实验研究[D].遵义医学院,骨外科学,2014,硕士.
[19]刘郁娜.田间配置对杏棉间作棉花生态生理的影响研究[D].新疆农业大学,生态学,2012,硕士.
[20]王若愚.离子液体用于环境激素类物质萃取和富集的研究[D].北京化工大学,化学,2013,硕士.
[21]窦祥国.关联规则评价方法研究[D].合肥工业大学,2005.
[22]张义兵.基于DSP单相串联混合型有源电力滤波器设计研究[D].湖南大学,电路与系统,2003,硕士.
[23]崔晟.山西省专利产出与区域经济增长关系的实证研究[D].中北大学,技术经济及管理,2014,硕士.
[24]杨娟,于升学,阎兴斌,薛群基.利用铜基底增强化学镀法制备金纳米颗粒/石墨烯复合薄膜[J].化工新型材料,2011,03:44-46.
[25]桂芳.孟子和墨子“义”思想比较研究[D].湖北大学,中国哲学,2012,硕士.
[26]黄飞,王晓茹,董雪源,王睿.基于EPOCHS平台的智能配电网通信系统仿真[J].电力系统自动化,2013,11:81-86.
[27]郑通涛,蒋有经,陈荣岚.东南亚汉语教学年度报告之二[J].海外华文教育,2014,02:115-133.
[28]杨廷.90后大学生思想政治教育创新研究[D].南昌大学,思想政治教育,2012,硕士.
[29]陈致水.连锁经营超市物流配送现代化的研究[D].中南林学院,机械设计及理论,2003,硕士.
[30]张伟.四足机器人液压驱动单元负载模拟系统多余力抑制研究[D].燕山大学,机械电子工程,2013,硕士.
[31]唐媛媛,苏英锋,关庆捷,刘迎曦,孙秀珍.鼻腔结构异常者有限元数值模型建立及气流场特征分析[J].中国医科大学学报.
[32]徐娜.医院安全氛围对护士锐器伤的影响研究[D].山西医科大学,护理学,2013,硕士.
[33]朱涵娴.低频磁脉冲处理Fe（Co）-Hf-B-Cu非晶合金的热稳定性与软磁性能研究[D].东北大学,材料物理与化学,2010,硕士.
[34]许卫凡.档案馆档案管理信息系统的设计与实现[D].东北大学,计算机技术,2011,硕士.
[35]董红召,张飞,季行健.公交车发动机舱室内自燃火灾检测预警系统设计[J].机电工程,2013,02:240-244.
[36]何水英.内蒙古自治区乡土地理教材研究[D].内蒙古师范大学,教育（专业学位）,2013,硕士.
[37]董健.一维微结构光栅辐射特性的反设计方法[D].哈尔滨工业大学,工程热物理,2013,硕士.
[38]冯宏佳,李健,耿延松.大功率交流调速系统在某舰炮上的应用[J].一重技术.2002(Z1)
[39]陈邦.酒店门锁管理与视频监控[D].华侨大学,电子与通信工程（专业学位）,2014,硕士.
[40]江洪,王钦敏,汪小钦,陈崇成.基于RS和GIS的福建省耕地、林地分布情况及其利用效益的分析[J].福州大学学报(自然科学版),2004,03:275-279.
[41]韩显男.我国证券投资基金最优管理费率的测定[D].天津财经大学,统计学,2012,硕士.
[42]陈微微.中学生厌学行为矫正社会工作介入的个案研究[D].河北大学,社会工作,2014,硕士.
[43]王忠立,赵杰,蔡鹤皋.大规模环境下基于图优化SLAM的图构建方法[J].哈尔滨工业大学学报,2015,01:75-85.
[44]高金勇.视觉通道下呈现方式对中学生认知效果影响研究[D].南京师范大学,教育技术学,2012,硕士.
[45]李哲.中国远洋风险控制维度研究[D].大连海事大学,工商管理,2014,硕士.
[46]张兴洁.两晋南朝山水游记研究[D].广西师范大学,中国古代文学,2013,硕士.
[47]王文凤.意外情境下交互记忆系统对创业团队的影响[D].华中科技大学,技术经济及管理,2012,硕士.
[48]任映雪.论危险责任理论视野下我国产品召回法律制度的完善[D].天津大学,经济法学,2013,硕士.
[49]本报记者姚运　李红梅.华丽家族资本再腾挪[N].中国房地产报,2013-03-04A08.
[50]程英超.基于热分析方法的PTT和PET纤维定性鉴别及其混纺产品定量分析方法研究[D].苏州大学,纺织工程,2014,硕士.