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基于改进粒子群优化的超顺磁效应多参数提取

吉林大学学报（地球科学版） 2024年第3期54卷 993-1002页

作者：刘怀湜赵雪娇刘雨新房庭瑞张静嵇艳鞠吉林大学仪器科学与电气工程学院长春130026

时域电磁法中的超顺磁效应一般由磁异常体或磁化层引起,并在响应中后期出现呈近似-1次幂律衰减的慢扩散现象,同时也是地下磁性介质信息的重要表征。传统参数提取方法在对磁性环境的实测数据进行处理时,会由于忽略这种效应导致数据的错... 详细信息

时域电磁法中的超顺磁效应一般由磁异常体或磁化层引起,并在响应中后期出现呈近似-1次幂律衰减的慢扩散现象,同时也是地下磁性介质信息的重要表征。传统参数提取方法在对磁性环境的实测数据进行处理时,会由于忽略这种效应导致数据的错误解释。为了实现对含有超顺磁效应数据的准确解释,本文基于改进粒子群优化算法进行了超顺磁效应的多参数提取研究,通过引入Cole-Cole磁化率模型实现了层状超顺磁效应的数值模拟,证明了磁化率、电导率可以影响超顺磁响应的幅值与衰减斜率,并结合改进粒子速度和位置更新策略的粒子群优化算法实现了对磁化率、电导率等参数的提取。结果表明,本文的方法在对超顺磁效应多参数进行提取时最大相对误差不超过2%,验证了方法的有效性。

关键词：超顺磁效应数值模拟粒子群优化参数提取

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煤层采空区内煤层气储气构造半航空瞬变电磁探测——以沁水煤田为例

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地球物理学报 2022年第11期65卷 4495-4503页

作者：田忠斌马玉龙李貅嵇艳鞠黎东升山西省煤炭地质物探测绘院山西晋中030600 中国地球物理学会院士专家工作站山西晋中030600 资源环境与灾害监测山西省重点实验室山西晋中030600 长安大学地质工程与测绘学院西安710054 吉林大学仪器科学与电气工程学院长春130026 中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院矿产资源研究重点实验室北京100029

煤层气又称瓦斯,它是一种赋存于煤层孔隙中的可燃气体.当浓度达到工业标准时,可成为一种可以被开采、利用的气体能源.煤层气不仅存在于完整煤层中,在采空区中也蕴藏有大量的煤层气资源.通常采用反射地震法勘探完整煤层中的煤层气.采空... 详细信息

煤层气又称瓦斯,它是一种赋存于煤层孔隙中的可燃气体.当浓度达到工业标准时,可成为一种可以被开采、利用的气体能源.煤层气不仅存在于完整煤层中,在采空区中也蕴藏有大量的煤层气资源.通常采用反射地震法勘探完整煤层中的煤层气.采空区中煤层气与周围空气的物性差异的特殊性和多变性,使用地震勘探对采空区煤层气进行直接勘探受到限制.为此,本文采用了一种间接的地球物理勘查方法.对于瓦斯含量较高的山西省沁水煤田,利用半航空瞬变电磁法,对研究区内的未知采空区进行快速、精确探测.根据“虚拟地震数据”的偏移成像结果,发现测区采空区不完整,研究结果间接达到了采空区煤层气储气构造的勘查目的.

关键词：采空区煤层气储气构造半航空瞬变电磁法快速探测间接勘查

基于CS-FastICA的超导电磁数据消噪方法研究

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仪器仪表学报 2023年第8期44卷 109-117页

作者：高全明张瀚文侯宇丹张嘉宸嵇艳鞠吉林大学仪器科学与电气工程学院长春130061 中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室上海200050

超导电磁探测极易受到环境电磁噪声的干扰,严重影响了数据的解释精度。针对这一问题,提出了一种基于信噪分离消噪原理的超导电磁噪声抑制方法。该方法首先利用FastICA算法从观测信号中分离提取二次磁场信号,然后针对信号分离后的幅值不... 详细信息

超导电磁探测极易受到环境电磁噪声的干扰,严重影响了数据的解释精度。针对这一问题,提出了一种基于信噪分离消噪原理的超导电磁噪声抑制方法。该方法首先利用FastICA算法从观测信号中分离提取二次磁场信号,然后针对信号分离后的幅值不确定性问题,基于最大化非高斯性和最小畸变准则构建优化约束模型,最后利用CS搜索算法迭代求解分离矩阵的最优参数值。仿真结果显示,本文方法在信噪比和均方误差指标上均优于PCA、WA和ICA方法,消噪后信号的信噪比提高了16.6 dB。现场实验表明,本文方法对多种环境电磁噪声均具有良好的抑制效果,消噪后观测信有效时间提高了近4倍。观测信号质量得到了显著改善,视电阻率成像解释深度达1000 m,充分验证了本文方法的有效性和实用性。

关键词：超导电磁探测技术电磁噪声信噪分离幅值不确定性问题

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基于双电层模型的频域震电响应数值模拟

吉林大学学报（地球科学版） 2022年第3期52卷 737-743页

作者：韩丽胥铁潇金胜昔董文宇嵇艳鞠吉林大学仪器科学与电气工程学院长春130026

震电效应是反映地下多孔介质中震电转换现象的重要表征,通过观测震电效应可以实现地下石油和天然气等孔隙流体探测.在震电响应数值模拟时,传统方法对于电磁响应部分的理论模拟均采用准静态近似,但准静态近似会忽略地震横波的影响,导致... 详细信息

震电效应是反映地下多孔介质中震电转换现象的重要表征,通过观测震电效应可以实现地下石油和天然气等孔隙流体探测.在震电响应数值模拟时,传统方法对于电磁响应部分的理论模拟均采用准静态近似,但准静态近似会忽略地震横波的影响,导致模拟电磁波场时出现显著的误差,且在某些情况下可能无法满足应用准静态的前提.为了准确揭示震电效应产生的机制,本论文基于Maxwell全方程的频域有限差分方法进行了震电响应的频率电磁响应数值模拟,并分析和讨论在弹性均匀介质中,电导率层状和电导率异常体模型下的震电特征.结果表明,这种Maxwell全方程数值模拟可以准确表征不同介质分界面处电磁波场的反射和透射现象,以及更精确识别异常位置.

关键词：震电效应双电层模型孔隙介质频域有限差分方法数值模拟

量子地球物理深部探测技术及装备发展战略研究

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中国工程科学 2022年第4期24卷 156-166页

作者：林君嵇艳鞠赵静佟训乾易晓峰吉林大学仪器科学与电气工程学院长春130015 国家地球物理探测仪器工程技术研究中心长春130026

量子传感与测量技术是实现地球深部重磁场精细化探测的颠覆性技术之一,成为国际地球物理探测装备的重点发展方向。本文聚焦我国地球重磁场的量子高精度测量前沿技术布局,梳理了量子地球物理探测装备的发展现状,分析了深部资源探测中超... 详细信息

量子传感与测量技术是实现地球深部重磁场精细化探测的颠覆性技术之一,成为国际地球物理探测装备的重点发展方向。本文聚焦我国地球重磁场的量子高精度测量前沿技术布局,梳理了量子地球物理探测装备的发展现状,分析了深部资源探测中超导量子电磁探测系统、磁矢量梯度探测系统和超导重力探测系统、冷原子绝对重力探测系统等需求,研判量子精密测量技术的国际发展态势,剖析我国该领域发展面临的科技难题、技术瓶颈和机遇挑战。针对我国量子地球物理探测装备在核心技术攻关、完全国产化和探测应用等方面能力不足问题,提出了新一代量子高精度地球物理深部探测装备的发展目标、技术体系、重点任务、战略规划,突破超导量子芯片和高灵敏度传感器等“卡脖子”技术瓶颈,建立我国自主可控的量子地球物理探测技术及装备发展的协同组织模式,推动深部探测装备高质量跨越式发展,为解决深部矿产资源探测、揭示地球深部构造等重大问题提供技术支撑。

关键词：矿产资源深部探测量子高精度测量超导量子电磁探测超导重力探测冷原子绝对重力探测

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瞬变电磁法中的发射电流记录技术

瞬变电磁法中的发射电流记录技术

中国地球物理学会地球物理技术委员会第十届学术会议——“...

作者：林景隆嵇艳鞠吉林大学

1引言随着社会经济与科学技术的不断发展,对地下资源的勘察勘探逐渐称为研究热点。目前能源消耗仍以矿产资源为主,国内外矿产资源消耗占全能源的95%,矿产原材料占全部工业原料的80%。近些年,我国的工业发展速度加快,对矿产资源需求也与...

1引言随着社会经济与科学技术的不断发展,对地下资源的勘察勘探逐渐称为研究热点。目前能源消耗仍以矿产资源为主,国内外矿产资源消耗占全能源的95%,矿产原材料占全部工业原料的80%。近些年,我国的工业发展速度加快,对矿产资源需求也与日俱增。我国地下深部富有矿产资源,通过对勘探技术的革新与优化,可以实现地下矿物的精确探查,明确地下结构。

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基于鲸鱼优化方法的全连接神经网络极化参数提取方法

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基于鲸鱼优化方法的全连接神经网络极化参数提取方法

中国地球物理学会地球物理技术委员会第十届学术会议——“...

作者：吕鑮嵇艳鞠吉林大学

1引言时域地空电磁探测系统实际测量时,经常在中期或晚期信号中出现符号反转现象。这被称之为极化效应。铜矿,石墨矿,磁铁矿等常见矿产资源都属于极化介质。在实际测量中,激发极化参数(电阻率,极化率,时间常数,频率相关系数)的多参数提...

1引言时域地空电磁探测系统实际测量时,经常在中期或晚期信号中出现符号反转现象。这被称之为极化效应。铜矿,石墨矿,磁铁矿等常见矿产资源都属于极化介质。在实际测量中,激发极化参数(电阻率,极化率,时间常数,频率相关系数)的多参数提取能够提高数据解释精度。本文针对地下极化介质的多参数解释问题,设计了全连接多极化参数提取神经网络。

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基于逆重复m序列的电磁法仪器标定方法研究

基于逆重复m序列的电磁法仪器标定方法研究

中国地球物理学会地球物理技术委员会第十届学术会议——“...

作者：樊轶夫嵇艳鞠吉林大学仪器科学与电气工程学院

1引言利用m序列或逆重复m序列进行测量和相关辨识,并对利用Hilbert变换等数学方法对频率响应完整性进行补充,对于系统频率响应特性获取具有一定实用意义。2方法/原理现代控制理论中的相关辨识法用于确定系统的数学模型中,可用于仪器标定...

1引言利用m序列或逆重复m序列进行测量和相关辨识,并对利用Hilbert变换等数学方法对频率响应完整性进行补充,对于系统频率响应特性获取具有一定实用意义。2方法/原理现代控制理论中的相关辨识法用于确定系统的数学模型中,可用于仪器标定(韩春等,2013)。

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多源数据融合的磁梯度张量模型构建方法

多源数据融合的磁梯度张量模型构建方法

中国地球物理学会地球物理技术委员会第十届学术会议——“...

作者：王涵嵇艳鞠赵静吉林大学

1引言高分辨率全球磁梯度张量模型是无源辅助导航的重要手段之一。但采用传统球谐展开建模方法,在高阶展开时,会导致地球极区约占地球总面积8.53%区域(3.84个纬度)的计算不收敛导致偏差出现,且无法计算地理极点值,难以满足导航高分辨率...

1引言高分辨率全球磁梯度张量模型是无源辅助导航的重要手段之一。但采用传统球谐展开建模方法,在高阶展开时,会导致地球极区约占地球总面积8.53%区域(3.84个纬度)的计算不收敛导致偏差出现,且无法计算地理极点值,难以满足导航高分辨率需求。论文提出了一种基于椭球谐函数的多源数据融合全球磁梯度张量计算方法,先在第二种Legendre函数中加入了一个半归一化因子,使得每一阶数下展开的函数贡献是相同的

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