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频率域电磁法电场梯度视电阻率研究

石油地球物理勘探 2025年

作者：罗志亮汤井田周聪肖晓有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室(中南大学) 有色资源与地质灾害探查湖南省重点实验室中南大学地球科学与信息物理学院东华理工大学地球物理与测控技术学院

频率域可控源电磁法（Controlled Source Electromagnetic Method,CSEM）相比大地电磁法具有抗干扰能力强、观测场值强度大等优势，在矿产资源、工程勘查等领域应用广泛。定义适当的视电阻率公式能更直观地反映地下介质的综合电性变化... 详细信息

频率域可控源电磁法（Controlled Source Electromagnetic Method,CSEM）相比大地电磁法具有抗干扰能力强、观测场值强度大等优势，在矿产资源、工程勘查等领域应用广泛。定义适当的视电阻率公式能更直观地反映地下介质的综合电性变化，视电阻率定义的研究一直是电磁法理论研究的重要课题之一。文中基于水平电偶极子在均匀大地表面产生的电场的解析式，推导了水平电场分量Ex的频率梯度和空间梯度解析式，用其计算均匀大地表面场值梯度响应；同时，基于加权外推法计算一维电磁响应，并采用三次样条插值算法计算场值的差分值。将电场梯度解析值与电场差分值进行对比，验证了频率梯度和空间梯度解析式的正确性。基于均匀半空间场值梯度等效层状介质场值梯度，采用数值迭代的二分法求解非线性方程得到电场梯度视电阻率。计算结果表明：文中所定义的视电阻率计算公式可以反映地电结构变化，用差分值代替场值梯度进行视电阻率计算能够达到精度要求；水平电场的空间梯度视电阻率可以像广域视电阻率一样在近区和远区分别收敛于一个接近模型底层和顶层电阻率的值，符合理论预期，但是频率梯度视电阻率测深曲线不收敛，无法正确反映地下介质的电性变化，不具备测深能力。

关键词：可控源电磁法场值梯度广域视电阻率频率梯度视电阻率空间梯度视电阻率

高楼振动监测中的GPS与加速度计集成方法研究

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振动与冲击 2011年第7期30卷 223-226,249页

作者：戴吾蛟伍锡锈罗飞雪中南大学信息物理工程学院测绘与国土信息工程系长沙410083

GPS具有能够直接测量工程结构物监测点三维坐标等优点,但受多路径效应、周跳、采样率等因素的影响,其测量精度与可靠性难以满足高楼振动监测的要求。加速度计能够测量高楼振动时所产生的加速度,具有精度高、采样率高等优点。为充分发挥... 详细信息

GPS具有能够直接测量工程结构物监测点三维坐标等优点,但受多路径效应、周跳、采样率等因素的影响,其测量精度与可靠性难以满足高楼振动监测的要求。加速度计能够测量高楼振动时所产生的加速度,具有精度高、采样率高等优点。为充分发挥两种传感器的优点与作用,建立了一种具有多速率滤波以及抗差功能的GPS与加速度计集成的Kalman滤波方法。实验结果表明:该方法可有效提高GPS进行高楼振动监测的精度、采样率及可靠性。

关键词：高楼振动监测 Kalman滤波 GPS 加速度计抗差估计

湘中紫云山花岗岩体中暗色包体的岩石成因：来自锆石U-Pb、Hf-O同位素的制约

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地质通报 2025年

作者：鲁玉龙涂恩搏王鹏彭建堂黄建中李欢刘洋湖南省地质调查所湖南科技大学地球科学与空间信息工程学院中南大学地球科学与信息物理学院有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室

以往暗色包体和寄主岩石的研究工作已经揭示出壳幔相互作用对花岗质岩浆形成具有重要贡献，但暗色包体与寄主岩石是否为同源岩浆不同演化阶段的产物还需进一步探索。本文以湘中紫云山岩体中暗色包体为研究对象，在岩相学研究的基础上，... 详细信息

以往暗色包体和寄主岩石的研究工作已经揭示出壳幔相互作用对花岗质岩浆形成具有重要贡献，但暗色包体与寄主岩石是否为同源岩浆不同演化阶段的产物还需进一步探索。本文以湘中紫云山岩体中暗色包体为研究对象，在岩相学研究的基础上，对其开展锆石U-Pb同位素年代学和Hf-O同位素组成分析，揭示其岩石成因及其与寄主花岗岩的成因联系。结果显示，紫云山暗色包体的锆石U-Pb年龄为225.1 ± 5.3 Ma，其与寄主花岗岩的年龄（225.2±1.7 Ma ～ 227.0±2.2 Ma）大体一致；暗色包体的εHf（t）值为-6.4 ～ -1.6、δ18O为7.6‰～ 9.9‰，其与寄主花岗岩Hf-O同位素组成基本一致。紫云山暗色包体的两阶段模式年龄(TDM2)在1.35 ～ 1.65 Ga之间，平均为1.51，略大于寄主花岗岩的两阶段模式年龄（1.22 ～1.79Ga，平均为1.36）。结果表明，紫云山岩体形成于碰撞后的构造背景，为底侵的幔源岩浆与下地壳重熔岩浆形成初始岩浆房，早期长英质岩浆和部分富集地幔岩浆上侵后发生混合，形成富含暗色包体的主体花岗岩；晚期为岩浆演化后残余的更为酸性岩浆侵位至主体花岗岩中，并与少量幔源岩浆混合，形成补体花岗岩和少量暗色包体。本文为理解暗色包体与寄主岩石的成因关系提供了新的视角。

关键词：铁镁质暗色包体岩石成因锆石U-Pb年代学 Hf-O同位素湘中

基于小波多分辨探地雷达三维正演模拟及偏移处理

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中南大学学报（自然科学版） 2007年第4期38卷 758-763页

作者：冯德山戴前伟中南大学信息物理工程学院

通过对Maxwell方程进行离散化,导出DB2-MRTD算法的探地雷达3D差分公式,并开发探地雷达MRTD法正演程序,利用该程序对三维雷达模型进行正演模拟,得到其相应的正演合成三维剖视图及切片图;通过对这些模拟结果进行分析,验证MRTD法在探地雷... 详细信息

通过对Maxwell方程进行离散化,导出DB2-MRTD算法的探地雷达3D差分公式,并开发探地雷达MRTD法正演程序,利用该程序对三维雷达模型进行正演模拟,得到其相应的正演合成三维剖视图及切片图;通过对这些模拟结果进行分析,验证MRTD法在探地雷达三维正演中的有效性;利用爆炸反射原理和浮动坐标变换,推导出三维探地雷达波动方程差分格式,并把波场外推矩阵在小波域进行求解,进而得到探地雷达小波域三维偏移算法及偏移处理程序,把该程序应用于正演结果中。对比偏移处理前、后的雷达资料发现,该三维偏移算法能使3D正演剖面中的反射波归位、绕射波收敛,极大地提高了雷达剖面的分辨率。

关键词：探地雷达时域多分辨法正演偏移处理

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探地雷达小波域三维波动方程偏移

地球物理学报 2008年第2期51卷 566-574页

作者：冯德山戴前伟中南大学信息物理工程学院

阐述了矩阵多分辨分析理论中的标准形式与非标准形式,并以Hilbert算子为例,说明了算子多分辨表示的压缩效果,为小波域偏移算法奠定了理论基础.从三维雷达波动方程出发,利用爆炸反射原理和浮动坐标变换,推导出三维探地雷达波动方程差分格... 详细信息

阐述了矩阵多分辨分析理论中的标准形式与非标准形式,并以Hilbert算子为例,说明了算子多分辨表示的压缩效果,为小波域偏移算法奠定了理论基础.从三维雷达波动方程出发,利用爆炸反射原理和浮动坐标变换,推导出三维探地雷达波动方程差分格式,并通过方程分裂算法及小波多分辨算法,在小波域求解波场外推矩阵,进而得到探地雷达小波域三维波动方程偏移算法,在此基础上,开发了探地雷达小波域偏移处理程序,并把该程序应用于三个球体空洞的3-D正演结果及实际的雷达数据中,通过对比偏移处理前后的雷达资料,得知该三维偏移算法能使3-D正演剖面中的反射波归位、绕射波收敛,极大地提高了雷达剖面的分辨率,有利于探地雷达资料的地质解释.

关键词：探地雷达小波域波动方程偏移

基于有效约束的附不等式约束平差的一种新算法

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测绘学报 2007年第2期36卷 119-123页

作者：冯光财朱建军陈正阳戴吾蛟中南大学信息物理工程学院测绘与国土信息工程系湖南长沙410083

不等式约束是客观实际中普遍存在的一种约束,但目前大地测量数据处理领域并没有成熟、完整并被普遍接受的处理理论和方法。首先简要总结附不等式约束平差的各种方法及其存在的问题。然后对现有测量平差中附有等式约束的平差模型进行扩展... 详细信息

不等式约束是客观实际中普遍存在的一种约束,但目前大地测量数据处理领域并没有成熟、完整并被普遍接受的处理理论和方法。首先简要总结附不等式约束平差的各种方法及其存在的问题。然后对现有测量平差中附有等式约束的平差模型进行扩展,提出一种新的处理附有线性约束(包括等式和不等式约束)的平差方法。该方法在有效约束概念下,通过库恩-塔克条件来寻找有效约束条件,把不等式约束平差问题转化为我们熟知的等式约束平差问题,因此实现解向量与观测向量之间的显式表达。最后,用一个数值算例验证新方法的可行性,同时算例分析表明:用等式约束代替有效约束或集成约束进行平差计算,能得到正确的平差结果,但得不到正确的精度评定结果。

关键词：不等式约束平差有效约束拉格朗日乘子库恩-塔克条件边坡监测

矢量GIS平面一般曲线等概率密度误差模型的几何特征

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测绘学报 2007年第1期36卷 91-95页

作者：汤仲安中南大学信息物理工程学院

基于等概率密度误差模型建模原理和数值算法,运用函数极值理论和迭代方法来求解平面一般曲线上两相邻特征点间位置精度最高的点,以精确确定误差模型的最小带宽,从理论上给出等概率密度误差模型的几何特征,从而进一步完善矢量GIS的位置... 详细信息

基于等概率密度误差模型建模原理和数值算法,运用函数极值理论和迭代方法来求解平面一般曲线上两相邻特征点间位置精度最高的点,以精确确定误差模型的最小带宽,从理论上给出等概率密度误差模型的几何特征,从而进一步完善矢量GIS的位置不确定性理论。通过实例计算与可视化分析,验证了理论推导的正确性。

关键词：地理信息系统一般曲线误差模型几何特征

动态定位中测量噪声时间相关的Kalman滤波

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测绘学报 2006年第4期35卷 328-331,341页

作者：宋迎春朱建军陈正阳中南大学信息物理工程学院

在动态定位数据处理中,测量噪声一般是时间相关的,若直接按照Kalman滤波器解算,将达不到最优滤波效果,并且其误差协方差阵也是不严密的。针对一般时间相关观测噪声进行研究,分析它们对Kalman结果的影响,然后根据状态估计为线性无偏最小... 详细信息

在动态定位数据处理中,测量噪声一般是时间相关的,若直接按照Kalman滤波器解算,将达不到最优滤波效果,并且其误差协方差阵也是不严密的。针对一般时间相关观测噪声进行研究,分析它们对Kalman结果的影响,然后根据状态估计为线性无偏最小方差估计的准则,给出测量噪声时间相关时的Kalman递推公式,同时也考虑相关数据的存储问题,最后通过数字模拟验证算法的有效性。

关键词：动态定位时间相关观测噪声

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长大桥隧工程的GPS跨障碍高程控制

中国公路学报 2004年第4期17卷 74-78页

作者：许曦朱建军刘庆元中南大学信息物理工程学院

为解决长大桥隧工程GPS高程控制中障碍物两侧的高程基准不一致问题,提出了一种改进的GPS水准方法:首先由直接的函数拟合方法分别拟合障碍物两侧的似大地水准面,进而求得各自的地面垂线偏差;再根据天文水准原理,由两侧所求的垂线偏差计... 详细信息

为解决长大桥隧工程GPS高程控制中障碍物两侧的高程基准不一致问题,提出了一种改进的GPS水准方法:首先由直接的函数拟合方法分别拟合障碍物两侧的似大地水准面,进而求得各自的地面垂线偏差;再根据天文水准原理,由两侧所求的垂线偏差计算跨障碍的高程异常差。根据以上思路进行研究,并以跨越31km海湾的杭州湾大桥进行试验,试验结果与二等几何水准比较,最大较差29mm,最小较差3mm,平均较差16mm,达到二等几何水准精度。

关键词：桥隧工程高程控制 GPS水准法高程异常天文水准垂线偏差