Способ измерения сигналов становления электромагнитного поля при геоэлектроразведке Советский патент 1991 года по МПК G01V3/08 

3169886

Изобретение относится к геоэлектше

роразведке методом становления электромагнитного поля и может быть применено при поисках месторождений нефти и газа.

Известен способ измерения сигналов становления электромагнитного поля при геоэлектроразведке, в котором на полевых точках наблюдения измеряют и регистрируют сигналы становления поля, создаваемые на площади исследования закрепленным источником и находят характеристики связи поля на полевых Точках с током в источнике, по которым выделяют полезные сигналы на исследуемой площади.

Недостатком этого способа является невысокая производительность измерений, связанная с необходимостью накопления большого количества отсчетов для подавления помех, обусловленных магнитотеллурическим полем.

Известен также способ измерения сигналов становления поля, в котором синхронно измеряют регистрирующими каналами с датчиками, расположенными в базовой и полевых точках, сигналы компонент магнитотеллурическо- го поля в интервале времени Т4 и сумму сигналов компонент искусственного источника и магнитотеллурического поля в интервале времени Т2 при возбуждении электромагнитного поля последовательностью импульсов тока в этом источнике, выделяют в базовой точке методом накопления сигнал от искусственного источника, вычитают его из суммарного сигнала,измеренного в базовой точке в интервале времени Т2, находят линейные частотно- независимые связи компонент поля помехи на базовой и полевых точках, используя которые формируют компенсирующие сигналы магнитотеллурического поля, а о величине сигналов становления путем судят по разности суммарных сигналов в полевых точках и сформированных компенсирующих CHI- налов.

Недостатком этого способа являетс низкая точность измерений сигналов становления поля, обусловленная недостаточной степенью подавления помех магнитотеллурического поля, которое изменяется во времени по случайному закону.

0

Целью изобретения является повышение точности измерений.

Сущность предложенного способа заключается в следующем.

При закрепленных на профиле источнике поля и базовой точке для каждой полевой точки проводят синхронную регистрацию исследуемой компоненты поля геомагнитного фона (ГФ) в полевой точке и компенсирующих компонент поля ГФ в базовой точке на интервалах времени It и Т, непосредственно перед и после интервала активного 5 зондирования Т.

Разнесение базовой и полевых точек выбирают таким, чтобы оно не превышало i.r по меридиану и Дгф по широте, где наибольшее разнесение пунктов Ar0 q и возможная при этом разнесении глубина подавления помехи, ограниченная неоднородностью первичного поля ГФ на уровне Ју-100%, связаны соотношением затухающей волны:

5

0

0

7

где К J /1-exp(HC-eTr)/,

комплексный волновой вектор волны ГФ в горизонтальном направлении с компонентами (К„, Кф) , индексы 0 и tf соответствуют направлениям по меридиану и по широте соответственно;

Д - вектор измерительной базы (безовая точка - полевая точка) с 5 компонентами (&гд, Агц,) .

Наиболее сильные изменения первичный волновой пакет ГФ испытывает в направлении по меридиану; для действительной и мнимой компонент волнового вектора. ГФ в меридиональном направлении ReKg и LJCg имеем

R,

Ч

T/V

2ч

i 2 и

5

/V

К

9

АЭ VQ(T).T |3(т),

где фазовая скорость в направлении по меридиану (магнитному) Vg (Т) изменяется ОТ Vg(5-10) КМ/С ДЛЯ

Тл-50 с до V6(50-100) км/с для Т 15-30 с, Т - временной период; ftg - длина волны, коэффициент затухания волны ГФ по меридиану /МТ) составляет (jO-2(f дБ/1000 км, зату- хание волны по широте значительно меньше.

В направлении по широте фазовая скорость ГФ Vo,(T) значительно боль

ше (примерно на порядок), соответственно и вариации первичного поля ГФ по широте значительно меньше.

Поэтому лимитирующим здесь является разнесение полевой и базовой точек по меридиану: так, при характерных параметрах волны ГФ типа РсЗ неоднородность поля ГФ на базе urg v10 км может составить уМБ-Ю)- 10 и, следовательно, возможны волновые пакеты ГФ, которые только за счет ноднородности первичного поля ГФ на км могут дать неском- пенсированный остаток помехи на уро не ()% от исходного.

В расчете на подавление амплитуд помехи полевой точке в 10-20 раз (т.е. на 20-26 дБ) и более выбирают разнесение базовой и полевых точек км. Поверочным расчетом с учтом типичных параметров короткопе- риодных колебаний (КПК) геомагнитного поля типа РсЗ (Т 50-15 с) приходим в этом случае к оценке неоднородности первичного поля ГФ на базе полевая точка - базовая точка Ј 5к М0(это значение соответствует периоду Т 30 с, км/с, в 20 дБ/1000 км). Такая неоднород- ность может ограничить нескомпенсированный остаток помехи на уровне 5 что во многих случаях вполне достаточно для четкого выделения сигнала становления.

По тому же механизму разнесение базовой и полевых точек по широте мжет быть на порядок больше; в данно случае допустимо &( 60 км. Далее на полевой и базовой точках формируют синхронные последовательности отсчетов компонент поля сигнала и помех на интервале активного зондирования Т и поля помех на интервалах обучения Т и T-i, непосредственно перед и после интервала активного зондирования TЈ; при этом ргистрируются исследуемая компонента поля в полевой точке и компенсирую - щие Н и Е - компоненты поля в базовой точке. Эти последовательности отсчетов компонент поля сигнала и/или помех разбивают на сегменты длительности Тг каждый,

целое число периодов повторения п

содержащие

Т, импульсов тока в источнике, причем

соседние сегменты могут перекрываться.

JQ такт

8367b

Нэ синхронных сегментах интервалов с обучения выделяют комплексные амплитуды спектральных дискретов поля помехи в базовой и полевых точках

такт

на частотах

f -- Р Т,

п

повторения активного

ma x

измеоений

,

rfie компоненты

такт

этого проводят комплексное оыстрое преобразование Фурье (БПФ) - преобразование последовательности отсчетов на отрезках длительности Т,, взвешенных на длительности сегмента TC временным окном В (t), сглаживающим краевые эффекты, и последующим суммированием на каждой частоте t

БПФ

амплитуд, найденных для отрезков длительности Тп данного сегмента.

По каждому сегменту интервала облучения на каждой частоте fp, формируют комплексную корреляционную матрицу Rg (fp) спектральных амплитуд исследуемом компоненты полевой точки и компенсирующих компонент базовой точки (корреляционную матрицу комплексных амплитуд поля помехи для

5

0

5

0

5

0

частоты fp на 1-м сегменте облучения).

Формируют усредненную корреляционную матрицу 1.,-го сегмента вЈ-й группе частот Re (Ј), и затем - усредненную по сегментам корреляционную матрицу Ј -и группы частот к (Ј); полоса С -и группы частот Јfp, (Ј) - f P2 (Ј) и число таких полос ЈЈ 1 , . . . , ь гпах определяется неоднородностью геоэлектрического разреза и местами размещения базовой и полевых точек (Рд, РQ - номера спектральных гармоник). Длительность cei- мента Т0 определяется необходимой узкополосностью формирования весб- вых векторов компенсации, в первую очередь это относится к небольшим номерам спектральных гармоник (Р, РПЈ ), тогда как всего исследуется значительно большее число гармоник: вполне реально Ртах X1 О3 ; число спектральных полос (групп частот) L ma. может составлять несколько десятков ( Ј|) 0-30) , разбиение гармоник по группам частот определяется как характерными неод- нородностями спектрального состава компонент геомагнитного фона, так и неоднородностью исследуемого гео

электрического разреза{ может оказаться целесообразным такое разбиение гармоник по группам частот, при котрром в одну группу включаются частоты,отличающиеся не более чем на (Х.% (х.10-20) , при условии, что число частот в группе не менее некоторого числа (Р .

По диагональным элементам матрицы R (Ј) судят о достаточной надежности обучения в Ј-й группе частот. Для этого эти диагональные элементы приводят к одному сегменту и одной частоте, эти приведенные величины сравнивают с пороговыми уровнями достаточной надежности D; (), где i - номер компоненты поля, определяемый номером регистрирующего канала; С - номер группы частот ,при 6 - компонентных измерительных пунктах i может принимать значения от 1 до 12 в каждой паре полевая точка - базовая точка.

Уровни достаточной надежности 1-го регистрирующего канала вЈ-й группе частот D; (Ј) формируют по измерениям спектральной плотности собственных шумов измерительных каналов при совмещенных датчиках. Для этого на базовой точке совмещают датчики горизонтальных компонент и датчики вертикальных компонент соответственно, и путем адаптивной по частоте компенсации внешних помех на выходе регистрирующих каналов совмещенных датчиков находят спектр собственных шумов регистрирующих каналов, оцениваемый по среднему квадрату амплитуды нескомпенсированного остатка в с-и группе частот, приведенный к одной частоте и одному cei- менту.

Изложенное показывает первую част последовательности операций при фор мировании искомых весовых коэффициентов адаптивной спектральной компенсации помехи в исследуемой компоненте частоты fp в полевой точке по

наблюдениям компенсирующих компонент поля помехи в базовой точке.

Аналогично, но при участии лишь пар идентичных (одноименных) регистрирующих каналов находят весовые коэффициенты адаптивной спектральной компенсации геомагнитного фона для оценки собственных шумов регистрирующих каналов. Для этого совмещают одноименные датчики (например, датчик

HX измерительного комплекса полевой точки с датчиком Нх измерительного комплекса базовой точки) и для каждой такой пары каналов находят компенсирующие множители в о -и группе

частот Wjy (Ј)ш, Jw- индекс компенсирующего канала при оценке собственных шумов.

Цалее находят среднеквадратичные амплитуды Д2 нескомпенсированных ос

0

5

0

татков на каждой частоте fp по всем сегментам.

При формировании матрицы R Ci) вводят промежуточную нумерацию каналов, по которой индекс i 1 приписан исследуемому каналу полевой точки, i 2, ..,, i ; I - компенсирующим каналам базовой точки. Тогда элементы усредненной матрицы R (Ј) можно

.(€);

12

1 ч ь, где Ј, I. По матрице R (€) выобозначить R; 1 , ... черкиванием в ней первого столбца и первой строки формируют укороченную (1-1 }х (1-1) матрицу /RuK (Ј), и систему уравнений для искомого комплексного весового вектора компенсации

-)

R

в t-ой группе частот W (t):

((J) -Т (Л,

где (1-1) - мерный вектор (Ј) представляет собой вектор-столбец из элементов первого столбца матрицы

/А- .

К W )

(RЈ{ , R31 I i Rf(I))

5

5

0

0

5

-

этом WjS

Т - знак транспонирования,

индексами 1 и ук обозначен первый столбец укброченной матрицы RaK (с).

Весовые векторы W (с) имеют своими компонентами комплексные весовые множители компенсирующих каналов W (Ј) (i 2, 3,..., I) в исслегуемом канале, при W Е 1. л

Весовые векторы W () определяют описанным образом лишь по тем группам частот, где обеспечены условия достаточно надежного обучения: в группах частот, где эти условия не выполнены, весовые множители компенсирующих каналов полагают равными нулю, т.е. в этих группах частот компенсацию не производят.

Величины среднеквадратичных амплитуд (&лш (fp)z( усредняют по частотам в Ј-й группе частот (f о ($) fp, em

Pz. частотам

находят усредненную по сегментам оценку среднеквадратичной амплитуды шумового остатка в Ј -и группе частот/А, (Ј)/2 , нормированную к одной частоте и одному сегменту.

По величинам средних квадратов амплитуд шумовых остатков (г)г 1 формируют пороговые уровни достаточной надежности обучения Rnop.i (°)

W; (Т) с ;()/&; (Л/%

где С; (Ј) - некоторый коэффициент,

порядка нескольких еди 1 ниц (М-Ю).

Сравнивают диагональные элементы корреляционной матрицы обучения R;; (Ј), нормированной к одной частоте и одному сегменту, с их пороговыми уровнями достаточной надежности Rnop.; (О . В группах частот, где на этапе обучения было зафиксировано ; (С) «С Rnop(cv) по исследуемому либо компенсирующим каналам, компенсацию не производят: в этой группе частот весовые компенсирующие множители W, С2) (i 2, 3, 1) полагают равными нулю, в остальных группах частот сохраняют найденные при обучении весовые множители W| (и1), (i 2,..., W .(Ј0 при этом всегда равен 1. Таким образом формируют окончательр in (- -) t с J

ные спектральные весовые множителидлительности Т компенсирующих каналов W; (Ј), учиты-в каждом сегменте чнтер вала Т2

вающие надежность данных обучающейформируют комплексиыз спектральные выборки. Реально этим обеспечиваамплитуды компенсирующего колебания (комп)

ется значительное улучшение отношения

сигнал

в тех группах частот, где

помеха

зафиксирована достаточная надежность обучения, и не ухудшенное по сравнесигналпомеха

тех группах частот, где не имелось достаточно надежных данных.для проведения компенсации. На этом заканчиваются действия этапа обучения.

нию с исходным отношение

в

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 по- ложении источника и базовой точки и последовательном размещении полевой измерительной станции в каждой из полевых точек.

0

Далее 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 п полевых точек , при нескольких десятках (п 60-80) полевых точек точность выделения сигнала становления в базовой точке возрастает благодаря усреднению раз по сравнению с однократной реализа5 цией.,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

0 помех геомагнитного фона на любом

сегменте интервала Т в базовой точке.

Для этого выполняют БПФ-преобра- зование выделенных вычитанием сигнала компенсирующих компонент помехи в базовой точке на очередном сегменте длительности интервала активного зондирования Т. Результатом этой операции являются комплексные спектральные амплитуды спектра Фурье

0 компенсирующих компонент помехи на ча

5

частотах f.

во временном сглажиг - -. о

II - I z

bf--

р in (- -) t с J

длительности Т в каждом сегменте чнтер вала Т2

формируют комплексиыз спектральные

амплитуды компенсирующего колебания (комп)

помехи А .

i - (

(fj, для D-; ого сумми40

50 55

руют комплексные амплитуды исходных спектров Фурье компенсирующих каналов с весами W (fp), учитывающими надежность данных обучающей выборки, напомним, что здесь исследуемому ка- 45 налу соответствует , компенсирующим - i 2, . . . , I.

На каждом сегменте интервала Тп обратным БПФ-преобрззовзнием спектра (комп

г- (ком

1А;,

(fp)j(p

1

р™х} находят действительное компенсирующее колебание помехи для исследуемого измерительного канала данной полевой точки для данного сегмента во временной области

г (комп) -I

-LA (t)Jv

индекс Тп указывает, что длителб- ность этого компенсирующего колеба11

ния равна длительности периода повторения сигнала Т.

Наконец, находят искомый временной ход сигнала становления поля

О (t

Т„

на длительности периода

повторения сигнала Тп для очередного сегмента Тс интервала Та суммированием компенсирующего колебания г (коми) т А . (t) I с результатом син1 7- - Т t

Ј- - n

хронного накопления сигнала и помехи на последовательных периодах повторения сигнала во временном окне В (t) данного сегмента Т .

Отметим, что при этом сигнал не проходит через прямое и обратное преобразование Фурье (прямое и обратное БПФ) и, следовательно, процесс компенсации сам по. себе не вызывает каких-либо искажений сигнала в исследуемой записи (при достаточно точном устранении сигнала из смеси си|- нала и помехи в базовой точке при многократных повторениях сигнала).

Поскольку сигнал становления представляет собой последовательность идентичных знакочередующихся импульсов, то спектр его практически не содержит энергии в окрестности Iг р

частот четных гармоник (f

четных гармоник 2, Ч 6

Р). Поэтому спект

ральные амплитуды четных гармоник на интервале компенсации практически свободны от сигнала становления и могут быть использованы для выработки весовых компенсирующих множителей так же, как и на интервале обучения. По этим данным вырабатывается сглаженная (по частоте) зависимость весовых компенсирующих множителей от частоты, а по ней - необходимые значения компенсирующих множителей на нечетных гармониках.

Такой подход позволяет уже не ограничивать интервал обучения обязательным условием отсутствия сигналов становления и позволяет вести работу с перекрывающимися временными интервалами обучения и компенсации.

Уровень геомагнитного фона на этапе обучения в различных участках спектра сильно варьирует и в отдельных участках спектра может оказаться недостаточным для точного решения систем уравнений, по которым находятся их весовые компенсирующие мно69086712

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 К полевой точки используются лишь каналы горизонтальных ком10

0

5

0

5

0

5

0

понент Ну, Н

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. Длительность обучения при этом наращивается

на Ксег.юп. Ь1 1/2, 2, 2 1/2

сегментов поскольку перекрытие сегментов обучения на 50% при используГемом временном окне вида

.b.Ј)t

позволяет рассматривать их результаты как практически независимые.

Спосрб может быть реализован с помощью штатных электроизмерительных станций ЦЭС-2 или 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 Еу, Ей в виде заземленных линий длиной 100 м параллельно и перпендикулярно направлению профиля (ось X); датчики горизонтальных магнитных компонент Н, Н« в виде ортогональных многовитковых индукционных датчиков и датчик компоненты Н в виде многовитковой индукционной петли со стороной квадрата

5

ИИА

100 м эквивалентные

площади

индукционных датчиков 60- 103м2 , индукционной петли 39)гв 25 10 м2, собственные шумы усилителей ЦЭС - менее 0,3 мкВ в полосе 0-60 Гц. Здесь указан полный комплект датчиков ЦЭС-2:, для эффективной компенсации помехи в исследуемом канале полевой точки

13

может оказаться достаточной часть этих датчиков. Например, для компенсации помехи в HZ - компоненте полевой точки может оказаться достаточным измерений Н и На - компонент в базовой точке.

86714

руют усредненную матрицу R С)| чис- . ло групп частот Ј max выбирается дос- таточно большим, чтобы условия обучения и компенсации мало изменялись в пределах одной группы частот , практически целесообразно . 10-50,

Изббретение относится к геоэлектроразведке методом становления электромагнитного поля .и может быть (применено при поисках месторождений (нефти и газа. Цель изобретения - повышение точности измерений. Проводят синхронные измерения сигналов компонент магнитотеллурического поля в базовом и каждом полевом пунктах на профиле на интервале времени Т . Приводят синхронные измерения сигналов компонент поля искусственного источника и магнитотеллурического поля в базовом и каждом полевом пунктах на интервалах времени Т. Дополнительно проводят синхронное измерение в интервале времени Т после выключения тока в источнике. Измеряют спектр мощности собственных шумов измерительных каналов. По результатам измерений методом накопления сигнала в базовом пункте выделяют си(- нал, соответствующий электромагнитному полю искусственного источника. Для каждого измерения в базовом пункте производят вычитание соответствующего указанного сигнала искусственного источника определяют сигналы магнитотеллурического поля в базовом пункте. Формируют сигнал компенсации магнитотеллурического поля в полевой точке путем выделения комплексных спектральных амплитуд быстрого преобразования Фурье сигналов магнитотеллурического поля в интервалах времени Tj и Tj в базовом и полевых пунктах, комплексные спектральные амплитуды разбивают на спектральные группы, содержащие по крайней мере одну спектральную составляющую Фурье, в каждой из указанных групп по совокупности комплексных спектральных амплитуд и спектра собственных шумов определяют функцию надежности D и пороговую функцию DO ; формируют весовые коэффициенты компенсации для спектральных групп, на которых D5 D0умножением комплексных спектральных амплитуд магнитотеллурического поля в базовом пункте на интервале Т- на весовые коэффициенты компенсации формируют комплексные спектральные амплитуды компенсирующего сигнала, выполняют обратное преобразование Фурье для компенсирующего сигнала, формируют результат накопления суммарного сигнала искусственного источника и магнитотеллурического фона во временном окне преобразования Фурье, вычитают из результата накопления компенсирующий сигнал, получая таким образом величину сигнала становления электромагнитного поля. 1 з.п. ф-лы. с S (Л О5 со оо 00 &

наши измерения проводились при

Л- -jn

t ИЛЛ V - .

10

Далее проводят синхронную регистрацию исследуемой компоненты поля геомагнитного фона в полевой точке и компенсирующих компонент в базовой точке для каждой полевой точки ис- следуемого района (профиля). Измерения компонент ведут с тактом &t весовые коэффициенты). в полосе частот, ограниченной сверху Далее в каждой группе частот формируют весовые коэффициенты W ; (Ј)$, учитывающие уровень надежности обучения следующим образом: значения опта х

По усредненной матрице в каждой

группе частот формируют систему линейных уравнений и из нее находят весовые коэффициенты компенсирующих каналов W; (L) (первичные

частотой FSЈ Ј--; частота среза FB

задается фильтром нижних частот. Синхронную регистрацию геомагнитного фона проводят на интервалах обучения Т и Т-з непосредственно перед и после интервала активного зондирования Тг. Интервалы Т,, ТЈ, 1Ъ содержат целое число периодов повторения сигнала Тп| практически интервалы выбираются так, что Т (4-10) Tn, a T0, реальные значения Т„5 (16-24) Тп, Т2

50 Tf.

На интервалах Т,, , Т, Т выделяют синхронные сегменты длительности Тс каждый, содержащие целое число периодов повторения сигнала Тп-, прак20

ределеиных выше первичных весовых /.

коэффициентов Wj (с.) сохраняются, если уровень надежности их обучающих выборок достаточно высок (W (c) Wj(Ј)), при недостаточной надеж25 ности обучения в Јг-й группе частот компенсации в этой группе частот не производится (W- (Ј) ). Уровень надежности .обучения опредв7 ляют, сравнивая диагональные элемен30 ты R;1, (О1) корреляционной матрицы RO (Ј) с порогами надежности Rpop(2) для 1-го измерительного канала. По-; роги надежности определяют из оцен«и средних квадратов спектральных амплитуд собственных шумов измерительтически Тс (1-10) Тп и определяется необходимой разрешающей способ- 35 НЬ|Х каналов для каждой группы частот.

ностью спектрального анализа при формировании весовых коэффициентов компенсации помехи; соседние сегменты могут перекрываться.

На каждом сегменте обучения БПФ преобразованием в сглаживающем вреTtменном окне В (t) вида sin2(-)

1С формируют комплексные спектральные

амплитуды геомагнитного фона в исследуемом и компенсирующих каналах

р на частотах fp --, Р 1,... ,Р.

Для этого предварительно или в другой удобный отрезок времени на базовой точке проводят синхронную

дд регистрацию компонент геомагнитного фона на интервале Т4 () Тс при совмещенных одноименных датчиках ЦЭС. В этих измерениях в каждой паре датчиков один датчик играет роль поле45 вой, другой базовой. Повторяют действия при разнесенных датчиках и находят весовые коэффициенты компенсации геомагнитного фона при совмещенных датчиках и по ним - средние

квадраты амплитуды собственных шумов канала вЈ-й группе частот. Сами порениях PmQX |J- 1024. На каждойS ™ 11 6™ (С) в

го

шах

max

где m - целоеi практически PrriQX 512-2048, в наших измечастоте с„ формируют корреляционную

С,- (v) раз выше среднего квадрата спектральной амплитуды шумов 1-го

матрицу спектральных амплитуд данно- измерительного канала вЈ-й группе

го сегмента обучения и усредняют эти- частот.

матрицы по сегментам обучения и час-1Затем выделяют сигнал становлетотам в группах частот Ffp, (с) -ния в базовой точке по п 60-80 се.ль. rt Л- Л -. I 1

- f

г

(Ј), С 1 ,... Д и Ф°РМИ ансам работы (один сеанс с каждым из

наши измерения проводились при

Л- -jn

t ИЛЛ V - .

0

весовые коэффициенты). Далее в каждой группе частот формируют весовые коэффициенты W ; (Ј)$, учитывающие уровень надежности обуче ния следующим образом: значения опта х

По усредненной матрице в каждой

группе частот формируют систему линейных уравнений и из нее находят весовые коэффициенты компенсирующих каналов W; (L) (первичные

ределеиных выше первичных весовых /.

коэффициентов Wj (с.) сохраняются, если уровень надежности их обучающих выборок достаточно высок (W (c) Wj(Ј)), при недостаточной надежности обучения в Јг-й группе частот компенсации в этой группе частот не производится (W- (Ј) ). Уровень надежности .обучения опредв7 ляют, сравнивая диагональные элементы R;1, (О1) корреляционной матрицы RO (Ј) с порогами надежности Rpop(2) для 1-го измерительного канала. По-; роги надежности определяют из оцен«и средних квадратов спектральных амплитуд собственных шумов измерительНЬ|Х каналов для каждой группы частот.

.

шах

5516

п полевых пунктов), вычитают его из отсчетов базовой точки и находят отсчеты компонент геомагнитного фона компенсирующих каналов по каждому сегменту интервала Tg. (

Формируют спектральные амплитуды компенсирующих каналов на частотах fn 1 взяв эти амплитуды с весами

.« , взяв эти амплитуды W; (Ј), находят Фурье-спектр компенсирующего колебания для исследуемого канала.

Обратным БПФ-преобразованием спектральных амплитуд компенсирующего колебания находят отсчеты компенсирующего колебания во временной области на длине периода повторения Тп. Проводят синхронное накопление отсчетов сигнала и помех исследуемой компоненты полевой точки на данном (очередном) сегменте интервала Т на последовательных периодах повторения, взятых с множителями сглаживающего временного окна В (t) длительности Тс. Результат синхронного накопления сигнала и помех складывают с компенсирующим колебанием во временной области и получают искомую зависимость сигнала становления на длительности периода повторения Тр,при скомпенсированной геомагнитной помехе.

Благодаря адаптивной по частоте| компенсации помехи достигается расширение области применимости компенсационного подавления геомагнитной помехи в полевой точке по результа - там регистрации компонент поля геомагнитной помехи в базовой точке на горизонтально-неоднородные геоэлектрические разрезы, и повышается точность выделения сигнала становления в случае горизонтально-однородных разрезов благодаря более глубокому подавлению помех геомагнитного фона при компенсации геомагнитных помех со значительными перепадами спектральной плотности в рабочем диапазоне частот.

Формула изобретения

16

0

5

в интервале времени Т( возбуждают электромагнитное поле в земле последовательностью импульсов тока на интервале времени. Т„, измеряют в этом интервале времени сумму сигналов компонент магнитотеллурического поля и становления электромагнитного поля, выделяют в базовой точке методом накопления сигнал становления поля, вычитают из его суммарного сигнала, измеренного в базовой точке в интервале времени Тд, формируют из полученного разностного сигнала компенсирующие сигналы магнитотеллурического поля для полевых точек, а о величине сигналов становления электромагнитного поля судят по разности суммарных сигналов в полевых точках и сформированных компенсирующих сигналов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, дополнительно синхронно измеряют в базовой и полевых точках после выключения тока сигналы компонент магнитотеллурического поля в интервале времени Т, длительность которого выбирают кратной периоду повторения импульсов тока, дополнительно измеряют также спектр мощности собственных шумов регистрирующих каналов, а формирование компенсирующих сигналов магнитотеллурического поля осуществляют путем выделения комплексных спектральных амплитуд быстрого преобразования Фурье сигналов магнитотеллурического поля в интервалах времени Т,, и Т в базовой и полевых точках, разбиения этих амплитуд на спектральные группы, определения в каждой из полученных групп по совокупности комплексных спектральных амплитуд и спектра мощности собственных шумов регистрирующих ка- 5 налов 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 интер0

5

0

0

вале времени TЈ на соответствующие массовые коэффициенты и выполнения обратного преобразования Фурье для этого приведения, причем суммарные сигналы в базовой и полевых течках

17

формируют путем их накопления во временном окне преобразования Фурье.

15 9886718

плексных спектральных амплитуд Фурьв( 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 умножением спектральных амплитуд на полученные массовые коэффициенты, вычитания компенсирующего сигнала для каждой спектральной амплитуды на

5

10

каждом сегменте в парах каналов одноименных датчиков и определения среднего квадратичного значения амплитуды нескомпенсированного сигнала накоплением по всем сегментам для каждой спектральной группы. I