專利名稱：一種stratagem大地電磁測(cè)量系統(tǒng)阻抗張量的穩(wěn)健估算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種地球物理數(shù)據(jù)處理方法，具體涉及一種STRATAGEM大地電磁測(cè)量 系統(tǒng)阻抗張量的穩(wěn)健估算方法。
背景技術(shù)：
STRATAGEM(EH4)大地電磁測(cè)量系統(tǒng)是上世紀(jì)末期引入我國(guó)的先進(jìn)大地電磁(音 頻)測(cè)量設(shè)備。該設(shè)備目前在國(guó)內(nèi)有一百余套，在尋找地下水、資源勘探中有廣泛的用途。 但是該系統(tǒng)所配的數(shù)據(jù)處理軟件(IMAGEM)仍然采用較原始的大地電磁阻抗估算方法一最 小二乘方法。由于個(gè)別時(shí)段的干擾信號(hào)影響最小二乘估算結(jié)果，不同時(shí)段組合運(yùn)算所得到 的阻抗曲線可能有較大差異，從而導(dǎo)致兩個(gè)方面結(jié)果(1)阻抗運(yùn)算結(jié)果飛點(diǎn)數(shù)量多；(2)阻抗運(yùn)算結(jié)果不穩(wěn)定。而調(diào)整系統(tǒng)阻抗估算流程，并融合穩(wěn)健統(tǒng)計(jì)方法所計(jì)算出的阻抗曲線則可以有效 地抑制這種情況的發(fā)生，為大地電磁資料的解釋提供較為可靠的依據(jù)，是長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)廣大 用戶迫切希望解決的實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有大地電磁阻抗估算方法的缺陷，提供一種STRATAGEM 大地電磁測(cè)量系統(tǒng)阻抗張量的穩(wěn)健估算方法，以提高估算的可靠性。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種STRATAGEM大地電磁測(cè)量系統(tǒng)阻 抗張量的穩(wěn)健估算方法，包括如下步驟(1)讀取原始時(shí)間序列數(shù)據(jù)，獲取單個(gè)測(cè)點(diǎn)的多次獨(dú)立觀測(cè)時(shí)間序列原始結(jié)果；(2)用FFT變換方法，實(shí)現(xiàn)由時(shí)間域到頻率域的轉(zhuǎn)化，得到每個(gè)頻點(diǎn)多次獨(dú)立觀測(cè) 的頻譜值；(3)采用最大似然估計(jì)的方法，對(duì)同一頻點(diǎn)的多個(gè)獨(dú)立觀測(cè)結(jié)果給出不同的權(quán) 重；(4)進(jìn)行原始頻點(diǎn)譜的疊加，實(shí)現(xiàn)由FFT變換得到的原始頻點(diǎn)到阻抗頻點(diǎn)的疊加；(5)由每個(gè)阻抗頻點(diǎn)疊加頻譜值計(jì)算不同測(cè)量場(chǎng)的互功率譜；(6)通過(guò)融合標(biāo)定使測(cè)量場(chǎng)轉(zhuǎn)化為地球物理單位意義的電磁場(chǎng)數(shù)值，從而計(jì)算出 阻抗值。進(jìn)一步，如上所述的STRATAGEM大地電磁測(cè)量系統(tǒng)阻抗張量的穩(wěn)健估算方法，步 驟(3)中所述的最大似然估計(jì)的方法包括如下步驟①用最小二乘法計(jì)算同一頻點(diǎn)的多個(gè)獨(dú)立觀測(cè)結(jié)果的初始阻抗；②計(jì)算初始尺度估計(jì)參數(shù)；③計(jì)算權(quán)函數(shù)w (r)，并計(jì)算迭代更新電場(chǎng)值數(shù)據(jù)；
④采用最小二乘法計(jì)算同一頻點(diǎn)的多個(gè)獨(dú)立觀測(cè)結(jié)果的新的阻抗張量與誤差尺 度；⑤判斷殘差是否達(dá)到設(shè)定值以及是否達(dá)到設(shè)定的迭代次數(shù)；如果否，則返回步驟 ③，如果是則進(jìn)行后續(xù)的阻抗計(jì)算。更進(jìn)一步，如上所述的STRATAGEM大地電磁測(cè)量系統(tǒng)阻抗張量的穩(wěn)健估算方法， 步驟⑤中殘差r的表達(dá)式采用如下形式
權(quán)利要求
1.一種STRATAGEM大地電磁測(cè)量系統(tǒng)阻抗張量的穩(wěn)健估算方法，包括如下步驟(1)讀取原始時(shí)間序列數(shù)據(jù)，獲取單個(gè)測(cè)點(diǎn)的多次獨(dú)立觀測(cè)時(shí)間序列原始結(jié)果；(2)用FFT變換方法，實(shí)現(xiàn)由時(shí)間域到頻率域的轉(zhuǎn)化，得到每個(gè)頻點(diǎn)多次獨(dú)立觀測(cè)的頻 譜值；(3)采用最大似然估計(jì)的方法，對(duì)同一頻點(diǎn)的多個(gè)獨(dú)立觀測(cè)結(jié)果給出不同的權(quán)重；(4)進(jìn)行原始頻點(diǎn)譜的疊加，實(shí)現(xiàn)由FFT變換得到的原始頻點(diǎn)到阻抗頻點(diǎn)的疊加；(5)由每個(gè)阻抗頻點(diǎn)疊加頻譜值計(jì)算不同測(cè)量場(chǎng)的互功率譜；(6)通過(guò)融合標(biāo)定使測(cè)量場(chǎng)轉(zhuǎn)化為地球物理單位意義的電磁場(chǎng)數(shù)值，從而計(jì)算出阻抗值。
2.如權(quán)利要求1所述的STRATAGEM大地電磁測(cè)量系統(tǒng)阻抗張量的穩(wěn)健估算方法，其特 征在于步驟(3)中所述的最大似然估計(jì)的方法包括如下步驟①用最小二乘法計(jì)算同一頻點(diǎn)的多個(gè)獨(dú)立觀測(cè)結(jié)果的初始阻抗；②計(jì)算初始尺度估計(jì)參數(shù)；③計(jì)算權(quán)函數(shù)w(r)，并計(jì)算迭代更新電場(chǎng)值數(shù)據(jù)；④采用最小二乘法計(jì)算同一頻點(diǎn)的多個(gè)獨(dú)立觀測(cè)結(jié)果的新的阻抗張量與誤差尺度；⑤判斷殘差是否達(dá)到設(shè)定值以及是否達(dá)到設(shè)定的迭代次數(shù)；如果否，則返回步驟③，如 果是則進(jìn)行后續(xù)的阻抗計(jì)算。
3.如權(quán)利要求2所述的STRATAGEM大地電磁測(cè)量系統(tǒng)阻抗張量的穩(wěn)健估算方法，其特征在于步驟⑤中殘差r的表達(dá)式采用如下形式
4.如權(quán)利要求3所述的STRATAGEM大地電磁測(cè)量系統(tǒng)阻抗張量的穩(wěn)健估算方法，其特 征在于步驟③中以權(quán)函數(shù)w(r)的權(quán)，迭代后的電場(chǎng)值表示為五
全文摘要
本發(fā)明屬于一種地球物理數(shù)據(jù)處理方法，具體涉及一種STRATAGEM大地電磁測(cè)量系統(tǒng)(EH4測(cè)量系統(tǒng))阻抗張量的穩(wěn)健(Robust)估算方法。該方法把統(tǒng)計(jì)學(xué)中的最大似然估計(jì)(M估計(jì))引入到STRATAGEM系統(tǒng)的獨(dú)立觀測(cè)中，使多次獨(dú)立觀測(cè)的數(shù)據(jù)均參與最終阻抗運(yùn)算，但是每次觀測(cè)參與計(jì)算的權(quán)值(重)不同。從而避免了在最小二乘估算中某次獨(dú)立觀測(cè)影響整體計(jì)算結(jié)果的可能性，提高了估算的可靠性與穩(wěn)健性。
文檔編號(hào)G01V3/08GK102116872SQ200910216980
公開(kāi)日2011年7月6日 申請(qǐng)日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者劉祜, 張儒亮, 腰善叢 申請(qǐng)人:核工業(yè)北京地質(zhì)研究院