Способ измерения сигналов становления электромагнитного поля при геоэлектроразведке
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 1698867
Авторы: Богуславский, Морозов, Ремизов, Харченко, Элбакидзе
Текст
СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 ц 5 с 01 ч 3/ НИЯ СТАГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт радиотехники и электроники АН СССР(56) Авторское свидетельство СССР й 1437821, кл, С 01 7 3/08, 1987.Авторское свидетельство СССР К 1117557, кл, С 0 1 7 3/08, 1983.(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СИГНАЛОВНОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ ПРИГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКЕ(57) Изббретение относится к геоэлектроразведке методом становленияэлектромагнитного поля и может бытьприменено при поисках месторожденийнефти и газа. Цель изобретенияповышение точности измеренийПроводят синхронные измерения сигналовкомпонент магнитотеллурического поляв базовом и каждом полевом пунктахна профиле на интервале времени Т .Приводят синхронные измерения сигналов компонент поля искусственного источника и магнитотеллурического поляв базовом и каждом полевом пунктахна интервалах времени Т. Дополнительно проводят синхронное измерениев интервале времени Т после выключения тока в источнике. Измеряютспектр мощности собственных шумовизмерительных каналов. По результатам измерений методом накопления сигнала в базовом пункте выделяют сигнал, соответствующий электромагнитному полю искусственного источника,2Для каждого измерения в базовом пункте производят вычитание соответст- Рвующего указанного сигнала искусственного источника определяют сигналы магнитотеллурического поля в базовом пункте. Формируют сигнал компенсации магнитотеллурического поля в полевой точке путем выдеяения комплексных спектральных амплитуд быстрого преобразо" вания Фурье сигналов магнитотеллурического поля в интервалах времени Т и Тз в базовом и полевых пунктах,комплексные спектральные амплитудь разбивают на спектральные группы,содержащие по крайней мере однуспектральную составляющую Фурье,в каждой из указанных групп по совокупности комплексных спектральныхамплитуд и спектра собственных шумовопределяют функцию надежности 0 ипороговую функцию 0 ; формируют весовые коэффициенты компенсации дляспектральных групп, на которых О)-" 0 ,умножением комплексных спектральных амплитуд магнитотеллурического поля в базовом пункте на интервале Т 2 на весовые коэффициенты компенсации Формируют комплексные спектральные амплитуды компенсирующегосигнала, выполняют обратное преобразование Фурье для комп;.нсирующегосигнала, Формируют результат накопления суммарного сигнала искусственного источника и магнитотеллурического Фона во временном окне преобразования Фурье, вычитают из результата накопления компенсирующий сигнал, получая таким образом величинусигнала становления электромагнитногополя. 1 з.п. Ф-лы.1 б 988Изобретение относится к геоэлектроразведке методом становления электромагнитного поля и может быть приме 11 ено при поисках месторождений нефти и газа.Известен способ измерения сигналов становления электромагнитногоПоля при геоэлектроразведке, в котором на полевых точках наблюдения изМеряют и регистрируют сигналы становЛения поля, создаваемые на площадиисследования закрепленным источником,и находят характеристики связи поляна полевых точках с током в источнике, по которым выделяют полезные сигналы на исследуемой площади,Недостатком этого способа является невысокая производительность из,мерений, связанная с необходимостью,накопления большого количества отсчетов для подавления помех, обусловленных магнитотеллурическим полем.Известен также способ измерениясигналов становления поля, в которомсинхронно измеряют регистрирующимиканалами с датчиками, расположен,ными в базовой и полевых точках, сигналы компонент магнитотеллурическо-.го поля в интервале времени Т и сум;му сигналов компонент искусственногоисточника и магнитотеллурического;поля в интервале времени Т при воз- .буждении электромагнитного поля последовательностью импульсов токав этом источнике, выделяют в базовой,точке методом накопления сигнал отискусственного источника, вычитаютего из суммарного сигнала, измеренного в базовой точке в интервале времени Т), находят линейные частотнонезависимые связи компонент поля помехи на базовой и полевых точках,используя которые формируют компенсирующие сигналы магнитотеллурического поля, а о величине сигналовстановления путем судят по разностисуммарных сигналов в полевых точкахи сформированных компенсирующих сигналов,Недостатком этого способа является низкая точность измерений сигналов становления поля, обусловленная недостаточной степенью подавления помех магнитотеллурического поля, которое изменяется во времени по случайному закону. 67ЬЦелью изобретения является повышение точности измеренийСущность предложенного способазаключается в следующем,При закрепленных на профиле источнике поля и базовой точке для каждойполевой точки проводят синхроннуюрегистрацию исследуемой компонентыполя геомагнитного Фона (Гф) в полевой точке и компенсирующих компонентполя Гф в базовой точке на интервалах времени Т и Т непосредственно перед и после интервала активногозондирования Т,Разнесение базовой и полевых точек выбирают таким, чтобы оно непревышало Ь.г по меридиану и 6 тсрпо широте, где наиоольшее разнесениепунктов 6 Г 0 (р и возможная при этОм1разнесении глубина подавления помехи,ограниченная неоднородностью первичного поля Гф нв уровне)001,связаны соотношением затухающейволны:.1 ф /1-ехр(-к Аг)(,рргде К - комплексный волновой вектор волны Гф в горизонтальном направлев нии с компонентами (К , Кц, индексы 6 и Ц) соответствуют направлениям по меридиану и по широте соответственно;/г - вектор измерительной базы (бвзовая точка - полевая точка) с компонентами (Ьтр, 6 тр).Наиболее сильные изменения первичный волновой пакет ГФ испытывает в направлении по меридиану, для действительной и мнимой компонент волнового вектора Гф в меридиональном направлении КеКд и Т К 0 имеем2 п 211К К- е 8 = 0 ч 0(т) т где фазовая с корост ь в направлении по меридиану (магнитному) Чв (Т) изменяется от Ч 0 (5-10) км/с для Т 50 с до Ч 0 (50-100) км/с для Т л; 15-30 с, Т - временной период % р - длина волны, коэффициент затухания волны ГФ по меридиану (3(т) составляет 110-20дБ/1000 км, затухание волны Гф по широте значительно меньше.В направлении по широте фазовая скорость Гф Ч(т) значительно боль 1 о 383 о 7ше (примерно на поряцок), соответственно и вариации первичного поляГФ по широте значительно меньше.Поэтому лимитирующим здесь является разнесение полевой и базовой5точек по меридиану: так, при характерных параметрах волны Гф типа РсЗнеоднородность поля Гф на базе Агал 10 км может составить " (5-10) 10и, следовательно, возможны волновыепакеты Гф, которые только за счет неоднородности первичного поля Гф набазет 10 км могут дать неском-"пенсированный ост-ток помехи на уровне (5-10) 1 от исходного.В расчете на подавление амплитудыпомехи полевой точке в 10-20 раз(т,е. на 20-26 дБ) и более выбираютразнесение базовой и полевых точект 0 6 км. Поверочным расчетом с учетом .типичных параметров короткопериодных колебаний (КПК) геомагнитного поля типа РсЗ (Т = 50-15 с) приходим в этом случае к оценке неоднородности первичного поля ГФ на оазеполевая точка - базовая точкас 510 (это значение соответствует периоду Т 30 с, Чц л 40 км/с, ( "20 дБ/1000 км) . Такая неоднород- З 0ность может ограничить нескомпенсированный остаток помехи на уровне 53,что во многих случаях вполне достаточно для четкого выделения сигналастановления,По тому же механизму разнесение базовой и полевых точек по широте может быть на порядок. больше; в данном случае допустимо Ьгцг о 0 км, Далее 40 на полевой и базовой точках формируют синхронные последовательности отсчетов компонент поля сигнала и помех на интервале активного зондирования Т и поля помех на интерва лах обучения Т и Т непосредственно перед и после интервала активного зондирования Т, при этом регистрируются исследуемая компонента поля в полевой точке и компенсирующие Н и Е - компоненты поля в базовой точке. Эти последовательности отсчетов компонент поля сигнала и/или помех разбивают на сегменты длительности Тс каждый, соцержащие целое число периодов повторения Т импульсов тока в источнике, причем соседние сегменты могут перекрываться,На синхронных сегментах интервалов обучения выделяют комплексные амплитуды спектральных дискретов поля помехи в базовой и полевых точкахРна частотах Г = . кратных частотеяповторения активного сигнала, РТп1Р гре Р =- ЬСтакт" щаУ такт иэмеоений компоненты поля, Для этого проводят комплексное быстрое преобразование Фурье (БПФ) - преобразование последовательности отсчетов на отрезках длительности Т, взве,шенных на длительности сегмента Тс временным окном В (с), сглаживающим краевые эффекты, и госледующим сумми рованием на каждой частоте т БПФГ амплитуд, найденных цля отрезков длительности Тп данного сегмента.По каждому сегменту интервала облучения на каждой частоте Г, фор" мируют комплексную корреляционную матрицу К р (Г) спектральных амплитуд исследуемой компоненты полевой точки и компенсирующих компонент базовой точки (корреляционную матрицу комплексных амплитуд поля помехи для частоты Г на 1-м сегменте облучеРния) .Формируют усредненную корреляционную матрицу 1-го сегм"нта в с -й группе частот и е (2), и затем - усредненную по сегментам корреляционную матрицу ь -й группы частот Т (ь,); полоса ь -й группы частот Г р Ж )л1: р (ь) и число таких полос б=/1поопределяется неоднородностью геоэлектрицеского разреза и местами размещения базовой и полевых точек (Р, Р - номера спектральных гармоник). Длительность сегмента То определяется необходимой узкополосностью формирования весбвых векторов компенсации, в первую очередь это относится к небольшим номерам спектральных гармоник (Р, Р ( 5-10), тогда как всего исследуется значительно большее число гармоник: вполне реально Р,-(1-2)х10 э ф число спектральных полос (групплчастот)может составлять несколько десятков ( Й,о, 10-30), разбиение гармоник по группам частот определяется как характерными неоднородностями спектрального состава компонент геомагнитного фона, так и неоднородностью исследуемого гео 16988 о 7электрического разреза , может оказаться целесообразным такое разбиение гармоник по группам частот,при, котором в одну группу вклюйают 5ся частоты, отличающиеся не более чемна о, 3 (о 10-20), при условии,что число частот в группе не менеенекоторого числа ЬР (Р 2-),По диагональным элементам матрицы К (с) судят о достаточной надежности обучения в ,-й группе частот. Для этого эти диагональные элеМенты приводят к одному сегменту иодной частоте, эти приведенные вели,чины сравнивают с пороговыми уровнями,достаточной надежности Р; Й) где- номер компоненты поля, определяемыи номером регистрирующего канала; 2 - номер группы частотпри 6компонентных измерительных пунктах д;может принимать значения от 1 до 12в каждой паре полевая точка - базоваяточка.Уровни достаточной надежности 251-го регистрирующего канала в с -йгруппе частот Р;формируют поизмерениям спектральной плотностисобственных шумов измерительных каналов при совмещенных датчиках. Дляэтого на базовой точке совмещают.датчики горизонтальных компоненти датчики вертикальных компонент соответственно, и путем адаптивной почастоте компенсации внешних помехна выходе регистрирующих каналов совмещенных датчиков находят спектр собственных шумов регистрирующих каналов, оцениваемый по среднему квадра ту амплитуды нескомпенсированного 40остатка в , -й группе частот, привефденный к одной частоте и одному сегменту,Изложенное показывает первую частьпоследовательности операций при формировании искомых весовых коэффициентов адаптивной спектральной компенсации помехи в исследуемой компоненте частоты Е в полевой точке понаблюдениям компенсирующих компонентполя помехи в базовой точке.Аналогично, но при участии лишьпар идентичных (одноименных) регистрирующих каналов находят весовые коэффициенты адаптивной спектральнойкомпенсации геомагнитного фона дляоценки собственных шумов регистрирующих каналов. Для этого совмещают одноименные датчики (например датчик Н измерительного комплекса полевойточки с датчиком Н измерительногокомплекса базовой точки) и для каждой такой пары каналов находят комлпенсирующие множители в-й группечастот Й (,)11 - индекс компенсирующего канала йри оценке собственных шумов.Цалее находят среднеквадратичныеамплитуды Ь нескомпенсированных остатков на каждой частоте Г по всемсегментам.При Формировании матрицы К (Ф)вводят промежуточную нумерацию каналов по которой индекс= 1 приписанисследуемому каналу полевой точки,= 2.д , 1 - компенсирующимканалам базовой точки. Тогда элементы усредненной матрицы К С) можнообозначить К (л,); где д1, По матрице К (о ) вычеркиванием в ней первого столбцаи первой строки формируют укороченную (1-1) х (1-1) матрицу К( )и систему уравнений для искомогокомплексного весового вектора компенсации в Г -ой группе частот Ы Ф :1,элементов первого столбца матрицытК (,); (ККз. , К (1л= КТ - знак транспонирования,индексами 1 и ук обозначен первыйстолбец укброченной матрицы К(с).-Ю 4 рВесовые векторы У Ь) имеют своими компонентами комплексные весовые множители компенсирующих каналов Ы(сс,) ( = 2, 3 1) еисследуемом канале, при этом У;Я:-=И =11Ф лВесовые векторы Ы (с) определяютописанным образом лишь по тем группам частот, где ооеспечены условиядостаточно надежного обучения: вгруппах частот, где эти условия невыполнены, весовые множители компенсирующих каналов полагают равными нулю, т.е. в этих группах частот компенсацию не производят. Величины среднеквадратичных амплитудЬь (Ер)усредняют по частотам в Й-й группе частот (Ер, (с ) Г р Й и находят усредненную по частотам и сегментам оценку средне 1 б 983 о 7квадратичной амплитуды шумового остатка в , -й группе частот А, (с)/,нормированную к одной частоте и одному сегменту,По величинам средних квадратовамплитуд шумовых остатков ; 1 сформируют пороговые уровни ростаточлной надежности обучения К поР , ,К,; (Т) = С; (Х) Ь, (3)(,где С;- некоторый коэффициентпорядка нескольких единиц ( 1-10). 10 сигналнию с исходным отношениевпомеха тех группах частот, где не имелось 45достаточно надежных данных для проведения компенсации, На этом заканчиваются действия этапа обучения,Включают источник зондирующих сигналов и в течение интервала времени Т регистрируют синхронные отсчеты исследуемой и компенсирующих компонент поля в базовой и каждой полевой точках при неподвижном положении источника и базовой точки и последовательном размещении полевой измерительной станции в каждой из полевых точек. 50 5Сравнивают диагональные элементыкорреляционной матрицы обучениялКнормированнойк одной частоте и одному сегменту, с их пороговыми уровнями достаточной надежЛности В. и г,В группах частот,где на этапе обучения было зафиксировано Й(с ) ( К (с ) по исследуемому либо компенсирующим каналам, компенсацию не производят: в 25этой группе частот весовые компенсирующие множители У, (с) (- 2, 3,., 1) полагают равными нулю, в остальных группах частот сохраняют найденные при обучении весовые множители Ч; (с,) (з. = 2 1), Ы(ь) при этом всегда равен 1лТаким образом формируют окончательные спектральные весовые множителиЧкомпенсирующих каналов Ы;учиты 35в ающие надежност ь да нных обу ча юще йвыборки, Реально этим обеспечивается значительное улучшение отношениясигналв тех группах частот, где помеха40зафиксирована достаточная надежностьобучения, и не ухудшенное по сравнеДалее выделяют последовательность отсчетов внешней помехи (геомагнитного фона) в базовой точке.Это становится возможным при многократной повторной регистрации сигнала становления в базовой точке синхронно с его регистрацией в каждой из и полевых точек, при нескольких десятках (и = о 0-80) полевых точек точность выделения сигнала становления в базовой точке возрастает благодаря усреднению в -п - 3-9 раз по сравнению с однократной реализацией.,длительности Т . Это позволяет полагать, что сигнал становления в базовой точке известен достаточно точно, что позволяет вычесть его из наблюдений базовой точки и найти ход помех геомагнитного фона на любом сегменте интервала Т, в базовой точке.Для этого выполняют БПФ-преобразование выделенных вычитанием сигнала компенсирующих компонент помехи в базовой точке на очередном сегменте длительности Т интервала активного зондирования Т , Результатом этойоперации являются комплексные спектральные амплитуды спектра Фурье компенсирующих компонент помехи на чачастотах Г , во временном сглажиН2ва ющем окне В (с) вида з п (-;) ссдлительности ТсВ каждом сегмент - интервала Т формируют комплекснье спектральные амплитуды компенсирующего колебания(иомп)помехи А (Г ), для этого сумми=(руют комплексные амплитуды исходных спектров Фурье компенсирующих каналов с весами Й, (ЕР), учитывающими надежность данных обучающей выборки,. напомним, что здесь исследуемому каналу соответствует х=1 компенсирующим -= 2 , 1.На каждом сегменте интервала Т обратным БПФ-преобразованием спектра(ком 3А;, (К) (Р=1, р ) находят действительное компенсирующее колебание помехи для исследуемого из" мерительного канала данной полевой точки для данного сегмента во вре(моп)менной облэсти - Л (с)1Т 1индекс Т я указывает, что длительность этого компенсирующего колеба"ния равна длительности периода повторения сигнала Т.Наконец, находят искомый временной ход сигнала становления поЛяЬ)А (с)1 на длительности периода1,повторения сигнала Т для очередногосегмента Тс интервала Т суммированием компенсирующего колебания(комо)Л (с) т с результатом сммМхронного накопления сигнала и поме,хи на последовательных периодах пов,торения сигнала во временном окне1 В (с) данного сегмента ТОтметим, что при этом сигнал непроходит через прямое и обратноепреобразование Фурье (прямое и об,ратное БПФ) и, следовательно, процесскомпенсации сам по, себе не вызывает,каких-либо искажений сигнала в исследуемой записи (при достаточно точ-ном устранении сигнала из смеси сигч,нала и помехи в базовои точке примногократных повторениях сигнала).Поскольку сигнал становления,представляет собой последовательность идентичных знакочередующихсяимпульсов, то спектр его практически не содержит энергии в окрестности1 гРчастот четных гармоник (1 -.= ,ТР = 2, 4, б Р) . Поэтому спектральные амплитуды четных гармоникна интервале компенсации практическисвободны от сигнала становления имогут быть использованы для выработ;ки весовых компенсирующих множите,лей так же, как и на интервале обу,чения. По этим данным вырабатываетсясглаженная (по частоте) зависимостьвесовых компенсирующих множителей отчастоты, а по ней - необходимые значения компенсирующих множителей нанечетных гармониках.Такой подход позволяет уже не ограничивать интервал обучения обязательным условием отсутствия сигналовстановления и позволяет вести работус перекрывающимися временными интервалами обучения и компенсации.Уровень геомагнитного Фона наэтапе обучения в различных участках.спектра сильно варьирует и в отдельных участках спектра может оказатьсянедостаточным для точного решениясистем уравнений, по которым находятся их весовые компенсирующие мно 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 жители, В этом случае лучшие результаты достигаются при отказе от полного описания поля геомагнитного фона (шести компонент) в базовой точке с переходом к компенсации помехи лишь по каналам с достаточно высоким уровнем надежности. Например при низком уровне помехи в канале вертикальные компоненты Н базовой точки на этапе обучения в качестве компенсирующих для канала Н полевой точки используются лишь каналы горизонтальных компонент Н Нц.Наконец, возможно провести дополнительное обучение после проведения активного зондирования при недос - таточной надежности данных .обучения в области частот, содержащих на интервале активного зондирования большую часть энергии помехи.,Цлительность обучения при этом наращивается на К= 1,1 1/2, 2, 2 1/2 сегментов, поскольку перекрытие сегментов обучения на 50/ при используемом временном окне вида яа( в ) сИ позволяет рассматривать их результаты как практически независимые.Способ может быть реализован с помощью штатных электроизмерительных станций ЦЭСили им подобных многоканальных измерительных станций следующим образом.На площади работ располагается питающий источник в виде электрической линии (электрический диполь) или горизонтальной незаземленной рамки (магнитный диполь), выбирается местоположение базовой точки, удаленной от промышленных объектов, на базовой точке располагаются. датчики электрических компонент Ех, Е в виде заземленных линий длиной 100 м параллельно и перпендикулярно направлению профиля (ось Х), датчики горизонтальных магнитных компонент Нх, Н в виде ортогональных многовитковых индукционных датчиков и датчик компоненты Н-р в виде многовитковой индукционнои петли со стороной квадрата аяц 100 м, эквивалентные площади индукционных датчиков Яв бО 1 Озм 2, индукционной петли Э в 25 10 м 2, собственные шумы усилителей ЦЭС менее 0,3 мкВ в полосе 0-бО Гц. Здесь указан полный комплект датчиков ЦЭС; для эффективной компенсации помехи в исследуемом канале полевой точкиможет оказаться достаточной часть этих датчиков. Например, для компенсации помехи в Н - компоненте полеЕвой точки может оказаться достаточным измерений Н и Н - компонент в базовой точке,Далее проводят синхронную регистрацию исследуемой компоненты поля10 геомагнитного фона в полевой точке и компенсирующих компонент в базовой точке для каждой полевой точки исследуемого района (профиля). Измерения компонент ведут с тактом у15 в полосе частот, ограниченной сверху1частотой Р С в в ; частота среза6 2 Дсзадается фильтром нижних частот. Синхронную регистрацию геомагнитного фо 20 на проводят на интервалах обучения Т и Тнепосредственно перед и после интервала активного зондирования Т, Интервалы Т, Т, Т согдержат целое число периодов повторения сигнала Т 11, практически интервалы Т 1 5 выбираются так, что Т(4-10) Т, а Т 20 Тп, реальные значения 1 = (16-24) Т, Т,т 50 Т30На интервалах Т, Т, Т.5 выделяют синхронные сегменты длительности Т каждый, содержащие целое число Спериодов повторения сигнала Т; практически Т = (1-10) Тя и определяс35 ется необходимой разрешающей спосооностью спектрального анализа при формировании весовых коэффициентов компенса ции помехи, сосед ни е сегменты могут перекрываться.На каждом сегменте обучения БПФ преобразованием в сглаживающем временном окне В (С) вида эмап(Т-) формируют комплексные спектральные амплитуды геомагнитного фона в исследуемом и компенсирующих каналахРна частотах Гр = в в , Р = 1 ррРвахр3 М ПР = 2 где а - целое, практиках50 чески Ррх = 512-2048, в наших измерениях Р,= -" = 1024. На каждойтахчастоте с формируют корреляционную матрицу сйектральных амплитуд данно 55 го сегмента обучения и усредияют эти матрицы по сегментам обучения и час- тотам а группах частот тр, Ф - Г тр), с - 1см формм- а л -"руют усредненную матрицу К Ь); чис-,лло групп частотдх выбирается дос-таточно большим, цтобы условия обучения и компенсации мало изменялисьв пределах одной группы частот, практически целесообразно ,р - 10-50;наши измерения проводились при/су , =30.По усредненной матрице в каждойгруппе частот формируют систему линейных уравнений и из нее находятвесовые коэффициенты компенсирующих каналов У;(первичныевесовые коэффициентй).Далее в каждой группе частот формируют весовые коэффициенты У; (с),учитывающие уровень надежности обучения следукщим образом: значения определенных выше первичных весовыхкоэффициентов М; (ь) сохраняются,если уровень надежности их обучающих выборок достаточно высок (К; (с)"= Я;(р при недостаточной надежности обучения в -й группе частоткомпенсации в этой группе частот непроизводится (У= 0( ,)аУровень надежности, обучения определяют, сравнивая диагональные элементы К (Й корреляционной матрицыГ (С) с порогами надежности Кодля -го измерительного канала. По,роги надежности определяют из оценкисредних квадратов спектральных амплитуд собственных шумов измерительных каналов для каждой группы частот.,лля этого предварительно или вдругой удобный отрезок времени набазовой точке проводят синхроннуюрегистрацию компонент геомагнитногофона на интервале Т )(3-5) Т присовмещенных одноименных датчиках ЦЭС.В этих измерениях в каждой паре датчиков один датчик играет роль полевой, дру гой оа зовой. Повторя ют действия при разнесенных датчиках и находят весовые коэффициенты компенсации геомагнитного фона при совмещенных датчиках и по ним - средниеквадраты амплитуды собственных шумовканала в с -й группе частот. Сами полроги надежности Кпогпринимают вС; Ю) раз выше среднего квадратаспектральной амплитуды шумов -гоизмерительного канала в с -й группечастот,Затем выделяют сигнал становления в базовой точке по и 60-80 сеансам работы (один сеанс с каждым из15 1698867и полевых пунктов), вычитают его изотсчетов базовой точки и находят отсчеты компонент геомагнитного фонакомпенсирующих каналов по каждому5сегменту интервала Т,Формируют спектральные амплитудыкомпенсирующих каналов на частотахЙ, взяв эти амплитуды с весамиИ; Щ), находя т Фур ь е-с пе кт р ком,пенсирующего колебания для исследуемого канала,Обратным БПФ-преобразованиемспектральных амплитуд компенсирующего колебания находят отсчеты компенсирующего колебания во временной,области на длине периода повторе ния Тп, Проводят синхронное на копление отсчетов сигнала и помех исследуемой компоненты полевой точки наданном (очередном) сегменте интер, вала Т 2 на последовательных периодахповторения, взятых с множителями; сглаживающего временного окна В (с)длительности Тс, Результат синхронного накопления сигнала и помех скла ,дывают с компенсирующим колебаниемво временной области и получают искомую зависимость сигнала становления на длительности периода пов- ЗОторения Тп,при скомпенсированной геомагнитной помехе.Благодаря адаптивной по частотекомпенсации помехи достигается расширение области применимости компенсационного подавления геомагнитнойпомехи в полевой точке по результа.там регистрации компонент поля геомагнитной помехи в базовой точке нагоризонтально-неоднородные геоэлект О, рические разрезы, и повышается точность выделения сигнала становления в случае горизонтально-однородных разрезов благодаря более глубокому подавлению помех геомагнитного 45фона при компенсации геомагнитныхпомех со значительными перепадамиспектральной плотности в рабочемдиапазоне частот. 16 50 55 Формула и зобрет ения 1. Способ измерения сигналов становления электромагнитного поля йри геоэлектроразведке, в котором синхронно измеряют регистрирующими каналами с датчиками, расположенными в базовой и полевых точках, сигналы компонент магнитотеллурического поля в интервале времени Т возбуждают электромагнитное поле в земле последовательностью импульсов тока на интервале времени, Т, измеряют в этоминтервале времени сумму сигналов компонент магнитотеллурического поля истановления электромагнитного поля,выделяют в базовой точке методом на-копления сигнал становления поля,вычитают из его суммарного сигнала,измеренного в базовой точке в интер.вале времени Т, Формируют из полученного раэностного сигнала компенсирующие сигналы магнитотеллурического поля для полевых точек, а о величине сигналов становления электромагнитного поля судят по разностисуммарных сигналов в полевых точкахи сформированных компенсирующих сигналов, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности измерений, дополнительно синхронно измеряют в базовой и полевых точках послевыключения тока сигналы компонентмагнитотеллурического поля в интервале времени Т, длительность которого выбирают кратной периоду повторения импульсов тока, дополнительноизмеряют также спектр мощности собственных шумов регистрирующих каналов, а формирование компенсирующихсигналов магнитотеллурического поляосуществляют путем выделения комплек-.сных спектральных амплитуд быстрогопреобразования фурье сигналов магнитотеллурического поля в интервалахвремени Т и Т в базовой и полевых точках, разбиения этих амплитуд наспектральные группы, определения вкаждой из полученных групп по сово;купности комплексных спектральныхамплитуд и спектра мощности собственных шумов регистрирующих каналов функции надежности и пороговой функции, вычисления массовых коэффициентов компенсации для спектральных групп, в которых функция надежности превышает пороговую функцию, определения комплексных спектральных амплитуд компенсирующих сигналов умножением комплексных спектральных амплитуд магнитотеллурического поля в базовой точке на интервале времени Т на соответствующие массовые коэффициенты и выполнения обратного преобразования Фурье для этого приведения, причем суммарные сигналы в базовой и полевых точкахЗаказ 4396 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул.Гагарина, 101 формируют путем их накопления во временном окне преобразования Фурье.2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности при использовании крупногабаритных датчиков, измерение спектра мощности собственных шумов измерительных каналов с датчиками выполняют путем попарного совме О щения датчиков одноименных компонент поля базовой и полевых точек, синхронных измерений сигналов магнитотеллурического поля в течение интервала наблюдений Т Ь Т, разбиения интервала Т на сегменты с длительностью, равной длительности временного окна преобразования фурье, Формирования на каждом сегменте ком.плексных спектральных амплитуд фурье сигналов магнитотеллурического поля и. разбиения их на спектральные группы, формирования массовых коэффициентов компенсации сигналов в одноименных каналах для выделенных спектральных групп и компенсирующих сигналов в спектральной области умноже.нием спектральных амплитуд на полученные массовые коэффициенты, вычитания компенсирующего сигнала для каждой спектральной амплитуды на каждом сегменте в парах каналов одноименных датчиков й определениясреднего квадратичного значения амплитуды нескомпенсированного сигнала .накоплением по всем сегментам для каждой спектральной группы.1
СмотретьЗаявка
4737696, 15.09.1989
ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ АН СССР
МОРОЗОВ ВЛАДИМИР АЛЕКСАНДРОВИЧ, ЭЛБАКИДЗЕ АНДРЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ, РЕМИЗОВ ЛЕВ ТИМОФЕЕВИЧ, БОГУСЛАВСКИЙ АРКАДИЙ НИКОЛАЕВИЧ, ХАРЧЕНКО СЕРГЕЙ ПАНТЕЛЕЕВИЧ
МПК / Метки
МПК: G01V 3/08
Метки: геоэлектроразведке, поля, сигналов, становления, электромагнитного
Опубликовано: 15.12.1991
Код ссылки
<a href="https://patents.su/9-1698867-sposob-izmereniya-signalov-stanovleniya-ehlektromagnitnogo-polya-pri-geoehlektrorazvedke.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ измерения сигналов становления электромагнитного поля при геоэлектроразведке</a>
Предыдущий патент: Способ вертикальных электрических зондирований при геоэлектроразведке
Следующий патент: Способ мониторирования генератора быстрых нейтронов и устройство для его осуществления
Случайный патент: Способ очистки теплообменника от накипи