弗兰西斯·培根提出了一个重要的哲学概念一实验是自然科学的基础．伽利略把这一哲学概念变成了可以实践的科学方法，并且给定了科学实验的两个基本要素：用科学仪器进行测量和通过数字记录予以表达，使实验结果成为可以定量分析和精确计算的数据．可见，仪器仪表是人类扩大科学视野，探索自然奥秘的重要工具，它本身总是处于永不止息的创造发展...
深水环境下进行大地电磁数据采集，信号幅值微弱，高频分量被严重衰减；仪器承载的环境压力巨大，且伴随底流推曳、淤泥吸附等不利因素；海上作业情况复杂多变，带给设备投放与回收诸多困难．针对这螳特殊问题，从理论上分析了大地电磁场在海水及其以下层状介质中的传播规律，计算了电场与磁场随不同水深的衰变比值，研讨了与仪器上浮速度相关的...
地面磁共振探测（Surface Magnetic Resonance Sounding,SMRS）是近年来发展起来的一种地球物理新方法,这种在地面直接探测地下介质中氢核丰度的技术,不仅可以用于缺水地区的地下水资源勘查与评价,还可以在地下水引起的堤坝渗漏、滑坡、海水入侵等地质灾害水源的探测预警中发挥独特的作用.本文首次提出了地下磁共振探测方法（Underground Magnet...
以无人飞艇作为载体的时域地空电磁探测系统，具有高效、低成本、勘探深度大和空间分辨率高等优点．本文基于二维有限差分方法，分析了长导线源地空电磁响应的特征和变化规律、以及飞行高度的影响；在此基础上，采用32位Cortex-M3内核处理器，以全差分模拟前端压制电磁干扰，实现了24位低噪声多通道海量电磁数据的同步采样及存储，研制了一套可...
地面核磁共振方法（MRS）因具有对地下水探测定性、定量的特点而备受地球物理工作者关注.传统研究中,人们局限于—维探测方法,假设层状含水构造,导致复杂地质环境下难以确定井位、不均匀含水层小水体难以分辨的反演解释瓶颈.针对现有测量中的不足,本文提出了MRS二维分布式探测模式,依据激发场不均匀特性,定义了实际测量中的测线方位角α,推导了分...
介绍了一种完全自主开发的便携无线遥测式浅层数字地震仪．系统以无线自组网为核心，基于双ARM和FPGA平台，采用多功能IP软核驱动方式及嵌入式操作系统，从硬件方面提高系统的集成化程度，缩小设备体积．设计可动态配置信号调理单元保证系统前端的动态范围和保真性，采用并行双缓存循环预采集存储技术，实现不确定传输延时情况下的多道严格并行...
感应式磁场传感器广泛应用于地球物理电磁勘探仪器,但也是阻碍我国地球物理电磁勘探仪器装备研发和推广应用的瓶颈技术.在我国SinoProbe计划中“地面电磁探测（SEP）系统”项目支持下,我们研制出用于大地电磁测深（the Magnetotellurics MT）方法的高灵敏度磁场传感器.研制过程中,采用磁通负反馈技术,增强传感器系统工作稳定性;采用斩波稳零放大...
由于自动控制、信号叠加等技术的不断发展,使得可控震源不断完善,成为我国地震勘探的重要手段之一.高精度组合式轻便小型可控震源是地震勘探中用于浅层地震勘探的一种高精度的激振设备,其组合安装模式适合于特殊复杂的野外环境,可以实现流动野外地震观测,能够产生高重复性,高精度的叠加信号,弥补了炸药震源在地表条件差及城市环保区无法施工的缺...
本文分析了投弃式海流电场剖面仪的发展，简介了海流感生电场的基本原理，提出了投弃式海流电场剖面仪的技术方案．根据投弃式海流电场剖面仪的实际需求，研发了XCP海流电场传感器，并通过XCP探头的自旋转（16r／s），实现了将海流电场信号AM调制并频移至海流电场传感器的超低噪声频段，解决了在高噪声背景下快速测量纳伏级微弱海流电场信号．设...
海洋可控源电磁探测（MCSEM）是勘查天然气水合物资源的有效方法之一．海洋可控源电磁发射系统是实现MCSEM的重要硬件组成部分．本文以天然气水合物在海底的一维地电模型为例，研究电偶源发射频率、发射偶极侧向漂移、源偶极矩大小对电场响应的影响，进而指导发射系统研制．该系统包括：甲板升压控制单元，可将船载大功率电能升为高压并通过万米...
海洋天然气水合物资源调查中,电磁法已成为地震勘探最有效的补充手段之一,而我国海洋水合物电磁探测中的拖曳式电场接收机此前是空白.本文从方法原理、仪器设备和海洋试验等方面,对海洋拖曳式水平电偶极偶极方法进行研讨.建立三维电阻率模型,进行数值模拟,讨论收发距、发射频率、拖曳装置离海底高度等参数与电场异常响应的关系,针对特定模型给出...
地面磁共振法（MRS）因具有定性、定量分析地下水能力,而备受关注.传统磁共振地层含水量反演多采用均匀半空间模型,忽略电阻率分布信息对结果的影响.针对这一问题,本文基于多层电介质中磁共振响应理论,提出MRS与瞬变电磁（TEM）联合反演方法,通过电阻率分布信息对含水量反演过程的实时修正,提高了解释结果的准确度.反演算法采用自适应遗传算法（...
固定翼时间域航空电磁探测系统在实际飞行测量过程中,发射线圈、接收线圈姿态和吊舱摆动状态不断变化,在测量数据中引入如发射磁矩方向、接收分量方向以及系统收发距等参数的误差,影响数据反演成像效果.本文基于固定翼时间域航空电磁正演理论,利用姿态变换,引入发射线圈、接收线圈双旋转矩阵;根据发射、接收线圈相对位置的几何关系,求得摆动格林...
文章介绍了利用励磁控制来实现可控源音频大地电磁法（Controlled Source Audio-frequency Magnetotelluric Method,缩写为CSAMT）发送机的系统结构与工作原理,对发送机的主要模块进行说明.该系统最大的优点就是功率可扩展性极强,其低频发送功率基本上只受限于发电机的功率与开关器件的参数.目前在实验室内已完成30KW样机,野外已实现了850V/25A...
在四川盆地西部建立了一个由302个观测站组成的区域观测网,并进行了高精度流动重力与GPS观测,其目的是获取区域自由空气重力异常（简称重力异常）的分布特征,并对EGM2008模型在该区域的结果进行验证分析.研究区域实测的重力异常总体为负值,由西到东逐步从-160×10^-5ms^-2平缓变化到-60×10^-5 ms^-2左右.EGM2008地球重力场模型揭示的模型重力异常...
综合重力观测资料和地震波走时资料反演了青藏高原东北缘岩石圈三维密度结构，并对该区岩石圈结构及动力学特征进行了讨论．首先利用收集到的P波近震和远震走时数据进行地震层析成像，得到研究区岩石圈三维P波速度结构．然后利用速度-密度经验关系式，将速度扰动转化为密度扰动建立研究区三维初始密度模型．最后利用分离的布格重力异常反演得到...
本文详细介绍了地球内部应变和应力固体潮的计算理论，基于PREM地球模型计算了地球内部的Love数，并计算了地球内部的应力和应变的6个独立分量在不同深度和纬度处的时间变化序列．结果表明：应力潮汐的振幅达到10^3Pa，应变潮汐振幅达到10^-8；不管应力或是应变潮汐，其振幅随深度的不同都有较大的变化；6个应力和应变分量对纬度依赖较大，但没...
如何从卫星热红外遥感影像中提取出可靠的、能够验证的、与构造活动有关的热信息，是利用热红外信息研究构造现今活动亟待完善的问题之一．从信息提取的角度看，地震前后所对应的物理变化最为强烈，同震热响应可能是利用热信息探索现今构造活动潜在的突破点．本文以MODIS／Terra和MODIS／Aqua两颗卫星的地表温度为基础，探索汶川地震同震热响应...
针对2010年4月14日玉树发生Ms7．1地震，本文利用InSAR数据给出同震视线向位移确定出的发震断层空间展布，并以该同震位移为约束反演得到主震和最大余震的同震位错分布．结果表明，主震同震位错发生在东玉树断裂，最大余震同震位错发生在西玉树断裂东端；基于位错分布计算了同震库仑应力变化与西部余震集中区地震活动之间的关系，结果反映玉树主...
根据近垂直地震反射原理和Moho面上下深地震反射资料频率低的特征，运用深地震反射资料的近垂直反射数据，通过静校正、资料净化、共检波域叠加等叠前和叠后处理技术，对六盘山莫霍面结构进行成像．初步结果显示出横过六盘山莫霍面起伏、断错的结构特征．六盘山东侧的鄂尔多斯地块莫霍面东高西低、变化平缓、结构完整；靠近六盘山前缘莫霍面错断...
为了研究通海盆地的地震动场地效应，在强地面运动的数值模拟计算中需要提供该地区的浅层速度结构模型．为此，在通海盆地开展了10km高分辨率反射地震勘探和30个测点的面波联合勘探工作．综合本次探测结果与褐煤普查中的电测深和钻孔资料，得到了通海盆地的基岩埋深分布图．结果表明，在通海盆地中部，新生界厚度为100-300m，整体表现出西南厚东...
2006年10月到2009年9月，中国地震局地球物理研究所在华北地区布设了250个流动地震台站，本文选取其中一条从唐海经过唐山、三河、北京、张家口到商都的宽频带地震台阵剖面作为研究对象．利用该剖面49个宽频带台站记录的191个远震数据进行了S波接收函数的计算，通过共转换点叠加成像对剖面下方的岩石圈结构进行研究，获得了剖面下方的岩石圈精细...
西南太平洋板块与澳大利亚板块之间的汤加-克马德克俯冲带，是研究地球动力学最重要的区域之一．本文研究根据MIT～P08地震数据，结合板块构造边界、地震活动分布、海岸地形数据等，基于GOCAD软件平台建立三维地震层析成像，对西南太平洋板块的汤加-克马德克俯冲板片进行三维解释．地震层析成像显示汤加-斐济地区地幔至少存在三个“高速”异常体...
S波速度结构能够反映地球介质的物性差异，是地壳内低速区结构特征判别的重要依据．本文尝试利用空间自相关法（SPAC法）从地震台站微动信号的垂直分量中提取瑞利波相速度频散曲线，通过对频散曲线的反演获得地下介质的S波速度结构．以国家数字测震台网8个宽频带地震台站的实测微动数据为例，采用SPAC方法获得了首都圈地区北京附近约30km深度范...
上地幔温度是控制地幔流变性和动力学过程的关键参数之一．本文利用高分辨率s波地震层析成像速度结果，基于岩石温度与地震波速度的关系，研究了华北地区上地幔50～300km深度范围内的温度分布和“热”岩石圈厚度．为了验证结果的可靠性，本文用计算的上地幔60km深度处的温度作为底面约束，得到了相应的地表热流．计算地表热流与观测地表热流之间...
根据波茨坦地磁场模型（POMME6．2），研究喜马拉雅东构造结周围地区地壳磁异常的空间分布、磁异常随高度的衰减特征．利用二维小波变换方法对地表磁异常进行分解，分析小波细节组合和逼近信号的异常特点．讨论磁异常与地质构造的联系．结果表明，研究区内地壳磁异常分布相当不均匀．喜马拉雅-东构造结-龙门山-大巴山地区分布着较强的负磁异常；...
本文研究了地震数据的稀疏分解问题．提出了一种用高斯束稀疏分解表示地震数据的方法．这是一个拟0范数约束优化问题．在求解拟0范数极小化问题的过程中，通过扫描同相轴的方法实现高斯束稀疏分解，数值实现上提出了使用一种快速单调下降的梯度优化方法．本文提出的稀疏优化方法同时具有去噪的功能，数据模拟试验表明了本方法的可行性和可靠性．
本文使用最小二乘线性迭代反演方法对跨孔雷达直达波初至时数据进行反演，每次迭代过程中，用有限差分法求解走时程函方程，并用高精度快速推进方法（HAFMM）进行波前扩展，通过追踪波前避免了进行射线追踪．为了验证该方案，我们对三组合成数据进行了测试，分析了单位矩阵算子、一阶差分算子和拉普拉斯算子等三种不同模型参数加权算子对模型的...
海底天然气水合物采集样品的饱和度确定通常是通过密闭保压采样技术来实现，但采样器的温度压力控制非常困难．本文用热力学模型来模拟密闭体系下温度压力变化过程中甲烷在各相态中饱和度的变化过程，并在海洋水合物热力学系统基础上，完成了一项分析水合物原位饱和度的技术，其只要求采集器密闭，不需要进行严格的温度和压力控制，降低了对采样...
本文改进并验证了大地电磁测深数据的三维反演算法和并行计算程序，程序对计算机物理内存和CPU速度及数量要求较低，使普通家用机进行三维反演计算成为可能．本文在Newman和Alumbaugh（2000）提出的三维非线性共轭梯度算法和Rodi和Mackie（2001）给出的大地电磁场二维NLCG反演预处理方法的基础上实现了大地电磁场NLCG三维反演算法，改进了的预处...
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