時(shí)頻電磁勘探數(shù)據(jù)空中采集裝置及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)涉及地球物理勘探技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種時(shí)頻電磁勘探數(shù)據(jù)空中采集 裝置及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 地球物理勘探方法主要有地震法、直流電法、磁法、重力法和電磁法等勘探方法。 其中電磁法又稱"電磁感應(yīng)法"，根據(jù)巖石或礦石的導(dǎo)電性和導(dǎo)磁性的不同，利用電磁感應(yīng) 原理進(jìn)行找礦勘探的方法，統(tǒng)稱為電磁法。
[0003] 傳統(tǒng)的電磁法利用天然場(chǎng)源，因此不需要考慮場(chǎng)源的布設(shè)。目前廣泛應(yīng)用的可控 源聲頻電磁勘探方法和長(zhǎng)偏移瞬變電磁勘探方法都只布設(shè)一個(gè)激發(fā)場(chǎng)源，只能在場(chǎng)源附件 一定范圍內(nèi)接收，當(dāng)一個(gè)場(chǎng)源的激發(fā)能量不能滿足接收點(diǎn)信號(hào)的信噪比要求時(shí)，才選擇合 適位置重新布設(shè)場(chǎng)源。單一激發(fā)場(chǎng)源的信號(hào)存在一系列問(wèn)題：首先，由于地下構(gòu)造的復(fù)雜 性，不同位置或方位的激發(fā)場(chǎng)由于電磁場(chǎng)傳輸過(guò)程不同在接收點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生明顯差異；第二，離 場(chǎng)源遠(yuǎn)近不同，通過(guò)地面、空中和地下到達(dá)接收點(diǎn)的場(chǎng)信號(hào)成分差別很大，因此，接收點(diǎn)得 場(chǎng)源特性存在差異，比如近區(qū)，主要為地下直達(dá)波場(chǎng)，而遠(yuǎn)區(qū)主要為從地面或空中傳播的平 面波，因此，接收到的信號(hào)嚴(yán)重受非勘探目標(biāo)影響，在近區(qū)和遠(yuǎn)區(qū)之間還存在過(guò)渡區(qū)，其電 磁場(chǎng)特性更為復(fù)雜；因此，傳統(tǒng)可控源電磁法勘探常常因?yàn)閳?chǎng)源效應(yīng)不能很好消除其應(yīng)用 效果大打折扣，甚至產(chǎn)生錯(cuò)誤結(jié)果。
[0004] 此外，目前電磁法所用的采集設(shè)備都是布設(shè)在地面上的，在地形復(fù)雜通行困難的 地表?xiàng)l件下，采集設(shè)備的布設(shè)施工困難，從而不利于地震數(shù)據(jù)的采集。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本申請(qǐng)實(shí)施例的目的在于提供一種可降低地震電磁聯(lián)合勘探的場(chǎng)源效應(yīng)，且便于 地震數(shù)據(jù)采集的時(shí)頻電磁勘探數(shù)據(jù)空中采集裝置及系統(tǒng)。
[0006] 為達(dá)到上述目的，一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種時(shí)頻電磁勘探數(shù)據(jù)空中采集 裝置，包括：
[0007] 時(shí)頻電磁數(shù)據(jù)采集站，用于采集多個(gè)電磁場(chǎng)激發(fā)源激發(fā)而生成的地震數(shù)據(jù)；
[0008] 用于吊載所述時(shí)頻電磁數(shù)據(jù)采集站的飛行器；
[0009] 若干組相互正交的電場(chǎng)傳感器，其通過(guò)對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)數(shù)據(jù)通道與所述時(shí)頻電磁數(shù)據(jù) 采集站的控制器相連，用于采集勘探目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的二分量或三分量電場(chǎng)數(shù)據(jù)；
[0010] 三分量的磁場(chǎng)傳感器，其通過(guò)對(duì)應(yīng)的電磁數(shù)據(jù)通道與所述制器相連，用于采集所 述勘探目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的三分量磁場(chǎng)數(shù)據(jù)。
[0011] 另一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例還提供一種時(shí)頻電磁勘探數(shù)據(jù)空中采集系統(tǒng)，其包括若 干個(gè)時(shí)頻電磁勘探數(shù)據(jù)空中采集裝置，以及若干個(gè)按預(yù)設(shè)分布規(guī)則分布于勘探目標(biāo)區(qū)域內(nèi) 的地面長(zhǎng)極距可控電磁場(chǎng)激發(fā)源；其中，每個(gè)時(shí)頻電磁勘探數(shù)據(jù)空中采集裝置包括：
[0012] 時(shí)頻電磁數(shù)據(jù)采集站，用于采集因所述地面長(zhǎng)極距可控電磁場(chǎng)激發(fā)源激發(fā)而生成 的地震數(shù)據(jù)；
[0013] 用于吊載所述時(shí)頻電磁數(shù)據(jù)采集站的飛行器；
[0014] 若干組相互正交的電場(chǎng)傳感器，其通過(guò)對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)數(shù)據(jù)通道與所述時(shí)頻電磁數(shù)據(jù) 采集站的控制器相連，用于采集所述勘探目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的二分量或三分量電場(chǎng)數(shù)據(jù)；
[0015] 三分量的磁場(chǎng)傳感器，其通過(guò)對(duì)應(yīng)的電磁數(shù)據(jù)通道與所述制器相連，用于采集所 述勘探目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的三分量磁場(chǎng)數(shù)據(jù)。
[0016] 本申請(qǐng)的時(shí)頻電磁數(shù)據(jù)空中采集裝置具有多個(gè)電磁場(chǎng)數(shù)據(jù)采集通道實(shí)現(xiàn)一個(gè)設(shè) 備同時(shí)具備三分量電場(chǎng)數(shù)據(jù)采集和三分量磁場(chǎng)數(shù)據(jù)采集的集成，可以對(duì)地下地質(zhì)目標(biāo)進(jìn)行 全方位發(fā)發(fā)射和激勵(lì)，因而可以降低由單一激發(fā)場(chǎng)源造成的場(chǎng)源效應(yīng)，并且本申請(qǐng)的時(shí)頻 電磁數(shù)據(jù)空中采集裝置不需要在地面布設(shè)無(wú)線時(shí)頻電磁數(shù)據(jù)采集站，不極化電極對(duì)和三分 量磁場(chǎng)傳感器，避免了因地形復(fù)雜分布而帶來(lái)的問(wèn)題，非常便于數(shù)據(jù)的采集。此外，本申請(qǐng) 的時(shí)頻電磁數(shù)據(jù)空中采集裝置在空中移動(dòng)非?？旖莺?jiǎn)便，極大地提高了生產(chǎn)效率。
【附圖說(shuō)明】
[0017] 此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)實(shí)施例的 一部分，并不構(gòu)成對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例的限定。在附圖中：
[0018] 圖1為本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施例的時(shí)頻電磁勘探數(shù)據(jù)空中采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖2為本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施例的時(shí)頻電磁勘探數(shù)據(jù)空中采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖3a~3c為本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施例的時(shí)頻電磁勘探數(shù)據(jù)空中采集系統(tǒng)中的電容式電 場(chǎng)傳感器的電阻率測(cè)量等效電路模型；
[0021 ] 圖4a~4c為本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施例的時(shí)頻電磁勘探數(shù)據(jù)空中采集系統(tǒng)中的電容式電 場(chǎng)傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖5為本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施例的時(shí)頻電磁勘探數(shù)據(jù)空中采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法的 流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 為使本申請(qǐng)實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例和附 圖，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。在此，本申請(qǐng)實(shí)施例的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于 解釋本申請(qǐng)實(shí)施例，但并不作為對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例的限定。
[0024] 下面結(jié)合附圖，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0025] 參考圖1所示，本申請(qǐng)實(shí)施例的時(shí)頻電磁勘探數(shù)據(jù)空中采集裝置包括：
[0026] 無(wú)線時(shí)頻電磁數(shù)據(jù)采集站，用于采集多個(gè)電磁場(chǎng)激發(fā)源激發(fā)而生成的地震數(shù)據(jù)， 比如按照二維測(cè)線或三維測(cè)網(wǎng)的坐標(biāo)位置上定點(diǎn)采集三分量時(shí)頻電磁數(shù)據(jù)；
[0027] 用于吊載所述無(wú)線時(shí)頻電磁數(shù)據(jù)采集站的飛行器，這種無(wú)線時(shí)頻電磁數(shù)據(jù)采集站 布置在空中，可有避免地形因素的影響，從而便于地震數(shù)據(jù)的采集；
[0028] 若干組相互正交的電場(chǎng)傳感器，其通過(guò)對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)數(shù)據(jù)通道與所述無(wú)線時(shí)頻電磁 數(shù)據(jù)采集站的控制器相連，用于采集勘探目標(biāo)區(qū)域（陸上勘探目標(biāo)區(qū)域）內(nèi)的二分量或三 分量電場(chǎng)數(shù)據(jù)；例如具兩組或三組相互正交的電容式不極化電極對(duì)（EX、EY或EZ)，每對(duì)電 容式不極化電極對(duì)的長(zhǎng)度在10米左右（一般不小于10米），其通過(guò)對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)數(shù)據(jù)通道與 無(wú)線時(shí)頻電磁數(shù)據(jù)采集站的控制器相連，用于采集勘探目標(biāo)區(qū)域的二分量（ΕΧ、ΕΥ)或三分 量（ΕΧ、ΕΥ、EZ)電場(chǎng)數(shù)據(jù)；
[0029] 三分量的磁場(chǎng)傳感器，其通過(guò)對(duì)應(yīng)的電磁數(shù)據(jù)通道與所述制器相連，用于采集所 述勘探目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的三分量磁場(chǎng)數(shù)據(jù)。
[0030] 本申請(qǐng)實(shí)施例中，三分量的磁場(chǎng)傳感器可以為三只相互正交的磁場(chǎng)傳感器（ΗΧ、 ΗΥ、ΗΖ)構(gòu)成三分量磁場(chǎng)傳感器，其通過(guò)對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)通道與無(wú)線時(shí)頻電磁數(shù)據(jù)采集站的 控制器相連，用于采集所述勘探目標(biāo)區(qū)域的三分量磁場(chǎng)數(shù)據(jù)。
[0031] 本申請(qǐng)實(shí)施例中，飛行器可以為直升機(jī)或無(wú)人直升機(jī)。
[0032] 為方便控制，上述無(wú)線時(shí)頻電磁數(shù)據(jù)采集站優(yōu)選無(wú)線遙控時(shí)頻電磁數(shù)據(jù)采集站， 其包含一個(gè)GPS接收天線，一個(gè)無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)天線（例如WiFi或藍(lán)牙等）。
[0033] 本申請(qǐng)實(shí)施例中，上述每個(gè)電磁數(shù)據(jù)通道均由一個(gè)高靈敏度、低噪音、低漂移、低 功耗的前置放大器，一個(gè)32位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，一個(gè)存儲(chǔ)器（閃存卡），和保證每個(gè)電磁數(shù)據(jù)通 道正常工作的獨(dú)立的供電電源組成。其中：
[0034] 前置放大器，用于將對(duì)應(yīng)的