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近年来,电法勘探技术已被广泛应用在矿产资源、水文、地质灾害、环保及工程地质等领域,使电法成为目前最热门的地质勘探技术之一。经过几十年的发展,我国的电法勘探水平无论在基础理论、方法技术和应用效果等方面都取得了巨大的进展,但与国外的先进技术相比还存在许多不足。目前,瞬变电磁法以其勘探深度大、分辨率高、穿透能力强等特点成为电法勘探技术中的应用最广泛一种。因此,本课题以瞬变电磁法为研究对象,从信号处理角度,对电法勘探信号的提取、弱信号的预处理、信号去噪以及在电法虚拟仪器上的显示等几方面存在的问题,提出或者采用了一些相应的处理方法,以提高电法勘探信号的信噪比和精度,为后续依据信号进行地质解释奠定基础,具有重要的现实意义。
根据瞬变电磁信号的特点,本文采用了数值剔除方法来提取全程瞬变二次场,为后续的信号处理奠定基础;在信号预处理方面,针对信号存在50Hz的工频干扰和被测信号为周期性的特点,分别采用多重陷波器和梳状滤波器来实现对信号的预处理功能,通过仿真实验证明了其有效性;在对信号去噪处理方面,本文重点引入了具有“数学显微镜”之称的小波分析技术,并采用了基于小波包的去噪方法,通过对实测数据进行仿真实验和分析,结果表明了小波包去噪方法非常适合对具有非平稳性和非线性特点的瞬变电磁信号进行去噪处理,在一定的条件下能使信号的信噪比从5.4404dB提高到17.9562dB;在电法虚拟仪器上实现信号的高精度实时显示方面,提出了基于正弦函数的高速采样插值方法,实验结果表明,当每周期数据点数超过4个时,能很好的还原出被测信号,从而可以在示波器上显示出光滑的被测信号波形,此方法也是本文的重要创新点之一。