技术摘要：
本发明公开了一种大地电磁时间域标定方法及系统。该方法包括：通过获取大地电磁测深仪中时间序列的系统响应、各频率的幅值校正量以及各频率的相位校正量，根据幅值校正量和相位校正量确定标定的传输函数，根据标定的传输函数采用傅里叶反变换方法确定标定的单位脉冲响  全部
背景技术：
大地电磁测深法是电磁勘探中的一种重要方法，该方法通过对天然大地电磁场中 正交的电磁分量进行观测实现对地下电性结构的反演。然而天然电磁场信号强度弱，且信 号能量随频率分布并不均匀。因此，大地电磁测深系统会对测得的电磁场信号进行分频增 益。同时，为了压制环境噪声的影响以及根据仪器对测量频率范围的要求，仪器内部设置了 各种滤波器，这些滤波器大多不是零相位滤波器，通过这些滤波器后信号的相位会发生改 变。此外，仪器使用电极观测两点间电场以及使用多匝线圈观测交变磁场的方式也会改变 测量的电磁场幅值与相位。故仪器记录到的电磁场数据并非真实电磁场数据，而是真实电 磁场数据经过仪器复杂增益与相移后得到的系统响应。若不加区分地使用系统响应代替真 实电磁场信号进行时间域、变换域滤波处理或时间域阻抗估计，会使得滤波结果与阻抗估 计结果发生严重畸变，影响到这些方法的应用效果，从而影响了大地电磁测深方法在噪声 干扰较严重区域的应用。 现有的对大地电磁数据中系统影响进行校正的标定处理是在频率域中进行的，这 使得时间序列中的系统影响得不到校正。而当前的大地电磁滤波方法根据处理对象的不同 可分为：①时间域滤波方法；②变换域滤波方法；③频率域滤波方法。其中，频率域滤波方法 受信号信噪比与噪声类型限制较大，对大地电磁时间序列进行处理的时间域滤波与变换域 滤波是当前滤波的研究热点。这两种滤波所用的时间序列都包含着系统的影响，在滤波过 程中难以根据信、噪的真实波形选取适合的去噪策略，且对信噪畸变后形成的假噪声的滤 除会增加滤波过程对有效信号的损失。同时，部分噪声畸变后波形变得平缓而作为有效信 号残留下来。因此，对系统响应的时间域、变换域滤波难以达到预期的滤波效果。 时间域阻抗估计方法作为传统频率域阻抗估计的一种补充，这种方法对噪声敏感 性较弱、对数据稳定性要求较低，因此近年来对该方法在噪声干扰较严重区域的应用研究 较多。但是，这种方法对含有系统影响的时间序列进行处理时，由于系统对电道与磁道的影 响不同，在进行阻抗估计时这种影响不能被抵消，而是会随着递推式不断累积，最终导致目 前的时间域阻抗估计结果中频点误差棒较大、尾支离散较严重，影响了该方法的处理效果。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种大地电磁时间域标定方法及系统，能够直接对时间序列 进行标定，具有减小滤波对有效信号的损失以及噪声的残留，增强时间域阻抗估计结果稳 健性的优点。 为实现上述目的，本发明提供了如下方案： 一种大地电磁时间域标定方法，包括： 5 CN 111580188 A 说　明　书 2/9 页 获取大地电磁测深仪中时间序列的系统响应、各频率的幅值校正量以及各频率的 相位校正量； 根据所述幅值校正量和所述相位校正量确定标定的传输函数； 根据所述标定的传输函数采用傅里叶反变换方法确定标定的单位脉冲响应函数； 采用希尔伯特变换法确定所述系统响应的复数序列； 将所述单位脉冲响应函数与所述复数序列进行卷积操作，得到标定后的时间序 列。 可选的，在所述将所述单位脉冲响应函数与所述复数序列进行卷积操作，得到标 定后的时间序列，之后还包括： 将所述标定后的时间序列中前M项作为大地电磁时间域标定结果；所述M的个数与 所述系统响应的序列长度相等。 可选的，所述根据所述标定的传输函数采用傅里叶反变换方法确定标定的单位脉 冲响应函数，具体包括： 根据所述标定的传输函数确定双边谱传输函数；所述双边谱传输函数的公式如 下： 式中，H'(ω)为双边谱传输函数，H(ω)为标定的传输函数，ω0为H(ω)频率范围 上确界，ω为离散的角频率； 对所述双边谱传输函数采用三次样条插值法，得到插值后的传输函数； 对所述插值后的传输函数进行离散傅里叶反变换，得到单位脉冲响应函数；所述 单位脉冲响应函数的公式如下： 式中，h(n)为单位脉冲响应函数，H"(ω)为插值后的传输函数，N为H"(ω)序列的 长度，n为时间点自变量。 可选的，所述采用希尔伯特变换法确定所述系统响应的复数序列，具体包括： 对所述系统响应进行希尔伯特变换，得到系统响应对应的虚部序列；所述虚部序 列的公式如下： 式中，y'(n)为系统响应对应的虚部序列，M为系统响应的序列长度，y(m)为第m个 时间点的电磁场大小，n与m为不同的时间点，m为时间点卷积变量，n＝1,2,3,...,M，m＝1, 2,3,...,M； 根据所述系统响应和所述系统响应对应的虚部序列确定所述系统响应的复数序 列；所述复数序列的公式如下： y"(n)＝y(n) iy'(n) 式中，y"(n)为自变量为n的复数序列，y(n)为系统响应。 6 CN 111580188 A 说　明　书 3/9 页 可选的， 所述标定的传输函数公式如下： H(ω)＝A(ω)eiφ(ω)0≤ω≤ω0 式中，H(ω)为标定的传输函数，A(ω)为幅值校正量，φ(ω)为相位校正量； 所述标定后的时间序列公式如下： 式中，y1(n)为标定后的时间序列，y"(m)为卷积变量为m的复数序列，h(n-m)为单 位脉冲响应函数。 本发明还提供一种大地电磁时间域标定系统，包括： 数据获取模块，用于获取大地电磁测深仪中时间序列的系统响应、各频率的幅值 校正量以及各频率的相位校正量； 标定的传输函数确定模块，用于根据所述幅值校正量和所述相位校正量确定标定 的传输函数； 单位脉冲响应函数确定模块，用于根据所述标定的传输函数采用傅里叶反变换方 法确定标定的单位脉冲响应函数； 复数序列确定模块，用于采用希尔伯特变换法确定所述系统响应的复数序列； 标定后的时间序列生成模块，用于将所述单位脉冲响应函数与所述复数序列进行 卷积操作，得到标定后的时间序列。 可选的，所述系统，还包括： 大地电磁时间域标定结果生成模块，用于将所述标定后的时间序列中前M项作为 大地电磁时间域标定结果；所述M的个数与所述系统响应的序列长度相等。 可选的，所述单位脉冲响应函数确定模块，具体包括： 双边谱传输函数确定单元，用于根据所述标定的传输函数确定双边谱传输函数； 所述双边谱传输函数的公式如下： 式中，H'(ω)为双边谱传输函数，H(ω)为标定的传输函数，ω0为H(ω)频率范围 上确界，ω为离散的角频率； 插值单元，用于对所述双边谱传输函数采用三次样条插值法，得到插值后的传输 函数； 单位脉冲响应函数确定单元，用于对所述插值后的传输函数进行离散傅里叶反变 换，得到单位脉冲响应函数；所述单位脉冲响应函数的公式如下： 式中，h(n)为单位脉冲响应函数，H"(ω)为插值后的传输函数，N为H"(ω)序列的 长度，n为时间点自变量。 可选的，所述复数序列确定模块，具体包括： 7 CN 111580188 A 说　明　书 4/9 页 希尔伯特变换单元，用于对所述系统响应进行希尔伯特变换，得到系统响应对应 的虚部序列；所述虚部序列的公式如下： 式中，y'(n)为系统响应对应的虚部序列，M为系统响应的序列长度，y(m)为第m个 时间点的电磁场大小，n与m为不同的时间点，m为时间点卷积变量，n＝1,2,3,...,M，m＝1, 2,3,...,M； 复数序列确定单元，用于根据所述系统响应和所述系统响应对应的虚部序列确定 所述系统响应的复数序列；所述复数序列的公式如下： y"(n)＝y(n) iy'(n) 式中，y"(n)为自变量为n的复数序列，y(n)为系统响应。 可选的， 所述标定的传输函数公式如下： H(ω)＝A(ω)eiφ(ω)0≤ω≤ω0 式中，H(ω)为标定的传输函数，A(ω)为幅值校正量，φ(ω)为相位校正量； 所述标定后的时间序列公式如下： 式中，y1(n)为标定后的时间序列，y"(m)为卷积变量为m的复数序列，h(n-m)为单 位脉冲响应函数。 与现有技术相比，本发明的有益效果是： 本发明提出了一种大地电磁时间域标定方法及系统，通过获取大地电磁测深仪中 时间序列的系统响应、各频率的幅值校正量以及各频率的相位校正量，根据幅值校正量和 相位校正量确定标定的传输函数，根据标定的传输函数采用傅里叶反变换方法确定标定的 单位脉冲响应函数，采用希尔伯特变换法确定系统响应的复数序列；将单位脉冲响应函数 与复数序列进行卷积操作，得到标定后的时间序列，能够直接对时间序列进行标定，具有减 小滤波对有效信号的损失以及噪声的残留，增强时间域阻抗估计结果稳健性的优点。 此外，通过将标定后的时间序列中前M项作为大地电磁时间域标定结果，保证标定 后的时间序列的长度与系统响应的序列长度不发生改变，避免了所得结果中出现较大偏差 或误差累积现象。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所 需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施 例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图 获得其他的附图。 图1为本发明实施例中大地电磁时间域标定方法流程图； 图2为本发明实施例中整体方法流程图； 图3为本发明实施例中大地电磁时间域标定系统结构图。 8 CN 111580188 A 说　明　书 5/9 页