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混场源电磁法仪器数据处理软件的研制

作　者: 吴多
导　师: 程德福
学　校: 吉林大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 混场源电磁法 数据处理 C语言 DSP USB 数据采集
分类号: P631.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 147次
引　用: 2次
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内容摘要


混场源电磁法属于频率域电磁勘探方法，是以大地电磁测深法为理论基础，综合了MT（包括AMT）法和CSAMT法的特点，利用电磁感应和电磁场的趋肤效应以获取地下不同深度介质电阻率的分布信息，从而达到探测地下物质组成结构的目的。混场源电磁法作为一种把天然场源和人工场源结合于一体而形成的一门新兴地球探测方法，已成为探测地下信息的有效手段，越来越多的应用于地下水探测、工程地质调查等关系到国计民生的工程中。本论文是以大地电磁测深为理论基础，深入分析国外同类仪器的数据处理过程，研究并开发了以人工场和天然场为场源的混场源数据处理软件。全文分为三个部分：第一部分研究了大地电磁测深理论，为混场源数据处理奠定理论基础；第二部分是混场源数据处理软件的实现；第三部分对论文进行了总结。全文共分为六章，其内容如下：第一章：主要论述了混场源仪器数据处理软件的研究背景，说明了本论文的研究内容及其意义，并对论文的组织结构作了全面的安排和概述。第二章：剖析了混场源电磁法的理论基础—大地电磁测深理论。第三章：介绍了混场源电磁仪器的各部分组成以及工作过程，描述了数据处理软件的硬件平台。重点对其数据采集部分以及USB传输的硬件部分进行了介绍。第四章：介绍了混场源数据处理的整体过程，分解了标量电阻率以及视电阻率的计算公式，并作了简化以便于混场源数据处理软件的编写。对<WP=67>资料处理的过程作了整体规划。分析了三种判断资料数据质量的计算方法。对混场源电磁资料的噪声来源、特性作了分析，给出了几种去除噪声的方法：频点抽取、对数平均、陷波和滤波、预白等。第五章：结合混场源数据处理的过程，给出了数据处理的软件流程图。针对于计算机，基于Visual C++平台以C语言编写了混场源数据处理软件，给出了主要函数的C语言代码。针对于TMS320VC33这款浮点DSP，以C语言和汇编语言的混合编程，编写了混场源数据处理软件，给出了主要函数的汇编语言代码。最后进行了软件测试。第六章：总结混场源仪器数据处理程序研制的成果，分析了不足之处，并提出改进方案。

全文目录


第一章 绪论  6-9
  1.1 课题研究背景  6-7
  1.2 本论文的研究意义  7-8
  1.3 论文章节概要  8-9
第二章 混场源电磁法原理概述  9-20
  2.1 天然场的形成及特点  9-10
  2.2 人工场源对天然场的补偿  10-11
    一 可控音频大地电磁法(CSAMT)  10
    二 部分可控源大地电磁测深仪  10-11
  2.3 电磁测深法原理简介  11-20
    一 大地电磁测深的标量阻抗理论  11-17
    二 大地电磁测深的张量阻抗理论  17-20
第三章 混场源电磁法仪器系统  20-28
  3.1 混场源电磁法仪器系统  20-21
    一 混场源电磁法仪器的组成  20
    二 混场源电磁法仪器工作过程  20-21
  3.2 混场源电磁法发射机  21-22
  3.3 混场源电磁法接收机  22-28
    一 混场源电磁法接收机的硬件原理框图  22
    二 模拟调理电路介绍  22-23
    三 TMS320VC33介绍  23-24
    四 CS5381与TMS320VC33构成的采集系统  24-25
    五 USB通讯模块的电路设计  25-28
第四章 混场源电磁数据处理  28-43
  4.1 混场源电磁数据处理总体过程  28
  4.2 二通道信号的混场源电磁数据处理  28-30
  4.3 四通道信号的混场源电磁数据处理  30-34
    一 求张量阻抗元素  30-32
    二 测量坐标系的旋转  32
    三 由张量阻抗元素求视电阻率  32-33
    四 功率谱的求取  33-34
  4.4 混场源电磁数据质量的判断  34-37
    一 混场源电磁数据的相位信息  34-35
    二 混场源电磁数据的相干度  35-37
  4.5 频谱数据的抽取和平均  37-39
    一 对FFT结果进行频点抽取  37-38
    二 频谱数据的平均  38-39
  4.6 提高混场源电磁数据处理的信噪比  39-43
    一 混场源电磁信号的噪声来源及特性  39-40
    二 原始数据的预处理及噪声抑制  40-43
第五章 混场源电磁数据处理软件的实现  43-62
  5.1 混场源电磁数据处理的程序流程  43-46
    一 混场源数据处理程序总体流程图  43-44
    二 标量电阻率数据处理程序流程图  44
    三 视电阻率数据处理程序流程图  44-45
    四 混场源电磁法数据处理的文件系统  45-46
  5.2 混场源电磁数据处理的C语言实现  46-50
    一 预白函数的C语言实现  46-47
    二 FIR滤波器的C语言实现  47-48
    三 FFT变换的C语言实现  48
    四 功率谱系数的C语言实现  48-49
    五 由功率谱系数计算张量阻抗元素  49-50
  5.3 基于TMS320VC33的混场源数据处理  50-59
    一 基于TMS320VC33的C语言和汇编语言混合编程  50-51
    二 混场源电磁法数据处理程序函数的汇编语言实现  51-59
  5.4 软件测试  59-62
    一 Hy和Ex通道信号波形  59-60
    二 由EH-4功率谱文件生成的标量电阻率图  60-62
第六章 全文总结  62-63
参考文献  63-65
致谢  65-69

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中图分类: > 天文学、地球科学 > 地质学 > 地质、矿产普查与勘探 > 地球物理勘探 > 电法勘探
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