基于航空瞬变电磁法的水下高导体探测方法

• Published in: 水下无人系统学报 Vol. 31; no. 4; pp. 607 - 613
• Main Authors: 李丁山, 屈文璋, 许诚, 栾晓东, 孙溥, 姚斌, 冉启顺, 潘笑, 卓贤军, 郭锐, 闫建峰
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中国舰船研究院,北京,100192%中国自然资源航空物探遥感中心,北京,100083 01.08.2023; 中国科学院地质与地球物理研究所,北京,100029
• Subjects: airborne transient electromagnetic method; Gaussian white noise; 高斯白噪声; underwater target detection; OCCAM algorithm; OCCAM算法; 中心回线装置; time domain finite volume method; center loop device; 时域有限体积法; 航空瞬变电磁法; 水下目标探测
• ISSN: 2096-3920
• DOI: 10.11993/j.issn.2096-3920.2023-0063

TJ630.34%U674; 随着声、磁隐身技术的快速发展,主流的声探测和被动磁探测效能大幅降低.经典的航空瞬变电磁法凭借主动探测、对高导体敏感及探测速度快等优势,在水下高导体目标探测领域极具潜力.文中从航空瞬变电磁法原理出发,基于圆形中心回线装置形式求得时间域垂直磁场响应公式,通过构建海水—高导电层—海水—海底岩石层状模型,研究了不同目标层深度及不同收发高度下一维模型中垂直磁场响应特征;并基于三维时域有限体积法对水下高导长方体进行正演计算,获得接收线圈中心处dBz/dt的衰减曲线.一、三维仿真结果均表明:当海水中存在高导电率目标体时,其垂直磁场响应特征与无目标存在时有明显差异.反演成像中,利用高斯白噪声合成不同信噪比的仿真数据,结合OCCAM反演算法对水下目标体进行一维计算,对比不同信噪比下水中目标检测效果.结果显示:当信噪比大于等于 10 dB时,水中存在的高导电层可以被有效检测;当达到 40 dB时,高导电层的深度及厚度信息也有较好地判断.最后,在 40 dB的信噪比下,将高导电层电阻率值按比例减小,发现该方法仍对目标层的深度信息有明显的反应.综合以上正演及反演计算过程,有效验证了该方法在水下高导体探测领域的可行性.