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海底大地電磁探測數據畸變校正方法的研究
摘要：研究了海底大地電磁探測技術(shù)中數據畸變校正的有關(guān)方法，介紹了方位校正和振動(dòng)校正的原理，并給出了校正結果。在海底大地電磁探測技術(shù)中，傳感器系統的方位及水平狀態(tài)直接影響著(zhù)大地電磁場(chǎng)分量的觀(guān)測結果。因此，在觀(guān)測的過(guò)程中，必須隨時(shí)準確地測定系統分布的方位角和水平分量傳感器的水平狀態(tài)，以便對觀(guān)測的數據進(jìn)行方位畸變校正。另外，當測量電磁場(chǎng)分量的傳感器系統放入海底時(shí)，由于海水的各種各樣的運動(dòng)，傳感器系統在正常工作的同時(shí)，會(huì )產(chǎn)生振動(dòng)，造成電場(chǎng)分量和磁場(chǎng)分量的測量數據不精確。因此要設法對測量的數據進(jìn)行校正。設計上，傳感器系統的振動(dòng)對電場(chǎng)分量數據的影響是很小的，這種影響常常被忽略；但是這些振動(dòng)對磁場(chǎng)分量數據的影響是很大的，必須進(jìn)行正確的振動(dòng)畸變校正，才能得到準確的磁場(chǎng)分量數據。
1 方位校正原理
對于方位角和傾角所引起的干擾，校正依據的是“圖形的幾何變換”原理。電場(chǎng)只有兩具分量，可以依據“二維圖形的幾何變換”原理。
二維圖形變換的一般公式為：
其中，
為二維變換矩陣。
三維圖形變換的一般公式為：
其中，
為三維變換矩陣。
在海底大地電磁探測技術(shù)中，由于在海底大地測量系統中的5個(gè)探頭滿(mǎn)足右手坐標系原理，因而可以利用實(shí)驗測得的電場(chǎng)和磁場(chǎng)的5個(gè)分量以及所測的傾角和對于北向的方位角進(jìn)行方位和水平校正�；咀鴺讼等鐖D1所示。
設在海底測得的電場(chǎng)和磁場(chǎng)的5個(gè)分量分別用Ex、Ey、Hx、Hy、Hz表示，設探頭測得的X分量對于北向的夾角為α，對于立不的傾角為xt，設探頭測得的Y分量對于水平面的傾角為yt，設校正后的5個(gè)分量分別為Ex'、Ey'、Hx'、Hy'、Hz'，則有：
其中，T1為電場(chǎng)的變換矩陣，
T2為磁場(chǎng)的變換矩陣，
將T1和T2分別代入上式后，可以求出校正后的Ex'、Ey'、Hx'、Hy'、Hz'，即校正后電磁場(chǎng)分量的值。
2 振動(dòng)校正原理
對于探頭振動(dòng)所引起的干擾磁場(chǎng)，可以通過(guò)先求出探頭振動(dòng)所引起的干擾磁場(chǎng)，然后再濾波的辦法進(jìn)行校正。
在大地的某一點(diǎn)上的電場(chǎng)強度E為大地電場(chǎng)在這一點(diǎn)上的值E0與二次電場(chǎng)Es的疊加，即：E=E0 Es。在大地的某一點(diǎn)上的磁場(chǎng)強度B為大地磁場(chǎng)B0與二次磁場(chǎng)Bs的疊加，即：B=B0 Bs。
實(shí)際測量的是電場(chǎng)的水平方向上的兩個(gè)分量，即Ex和Ey。由于二次場(chǎng)Es的存在，則有：
Ex=Ex' Esx,Ey=Ey' Esy
其中，Es為由于長(cháng)探頭振動(dòng)所產(chǎn)生的二次電場(chǎng)（Es=Esx Esy）。
探頭的振動(dòng)是不規則的，但可以將其分為兩部分：
（1）長(cháng)探頭在垂直于磁場(chǎng)的方向上運動(dòng)，切割磁力線(xiàn)，產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢為Es1（實(shí)際中，由于探頭很長(cháng)，達到5m左右，因此，又可以將其視為長(cháng)螺線(xiàn)管）。
（2）探頭以某一角速度旋轉，造成穿過(guò)探頭線(xiàn)圈的磁通量發(fā)生變化，所產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢為Es2。
由于探頭在海底放置，因此其旋轉的角速度很小，由此造成的Es2可以忽略不計。而Es1=BLVsinβ，B、L、V為已知量。其中，B即為測量點(diǎn)的大地磁場(chǎng)B0和二次磁場(chǎng)
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