【摘要】：無線電波透視法是常用的工作面地質(zhì)構(gòu)造探測方法之一,目前煤礦上多采用基于射線理論的聯(lián)合代數(shù)重建(SIRT)層析方法反演介質(zhì)電磁波衰減系數(shù).由于發(fā)射的電磁波頻率范圍在幾百千至幾兆赫茲,基于高頻近似的射線理論在模擬電磁波傳播時(shí)存在局限性,而SIRT方法本身受礦井觀測方式的限制,在垂直測線方向反演分辨率不高.本文研究基于菲涅爾帶理論的正演方法,電磁波頻率越高其第一菲涅爾帶半徑越小,即越接近射線條件;采用約束正則化方法進(jìn)行層析成像,推導(dǎo)了Tikhonov正則化的最小化問題表達(dá)式,說明了正則參數(shù)的作用和意義,利用迭代反演法求最優(yōu)折衷解.對(duì)不同異常模型及實(shí)際資料進(jìn)行了層析成像實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明對(duì)于低頻電磁波菲涅爾帶理論分辨率優(yōu)于射線理論,正則化方法具有更好的分辨率,識(shí)別出的異常構(gòu)造基本吻合已知疑似構(gòu)造位置,說明了其在實(shí)際應(yīng)用中的可行性.
[Abstract]:Radio wave perspective method is one of the commonly used methods to detect geological structure in coal face. At present, the combined algebraic reconstruction (SIRT) tomography method based on ray theory is used to retrieve the attenuation coefficient of electromagnetic wave in coal mine. Because the frequency range of electromagnetic wave is from several hundred to several megahertz, the ray theory based on high frequency approximation has limitations in simulating electromagnetic wave propagation, but the SIRT method itself is limited by mine observation mode. The resolution of inversion in vertical line direction is not high. In this paper, the forward modeling method based on Fresnel band theory is studied. The higher the frequency of electromagnetic wave is, the smaller the radius of the first Fresnel band is, that is, the closer the ray condition is. In this paper, the constrained regularization method is used for tomography, and the minimization problem expression of Tikhonov regularization is derived. The function and significance of the regularization parameters are explained, and the optimal compromise solution is obtained by iterative inversion method. Experiments on different anomalous models and actual data show that the theoretical resolution of Fresnel band of low-frequency electromagnetic wave is better than that of ray theory, and the regularization method has better resolution. The identified anomaly structure is basically consistent with the known suspected structure location, which shows its feasibility in practical application.
【作者單位】： 國土資源部海底礦產(chǎn)資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;中國地質(zhì)調(diào)查局廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局;中國地質(zhì)大學(xué)(北京);
【基金】：國家自然科學(xué)基金(40804024) 海西(平潭-湄洲灣)海岸帶綜合地質(zhì)調(diào)查(GZH201400211)聯(lián)合資助
【分類號(hào)】：TD163.1;P631.3

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本文編號(hào)：2379399