大小與所在位置到場源電荷的距離成反比。(4)判斷由幾個場源電荷產(chǎn)生的電場中電場強(qiáng)度的大小,則需先利用矢量合成法則求出合場強(qiáng)的大小,再進(jìn)行判斷。3.電場強(qiáng)度方向的判定:(1)若已知正電荷所受靜電力的方向,則可以根據(jù)正電荷在電場中所受靜電力的方向與該點(diǎn)處的電場強(qiáng)度的方向相同完成判斷。(2)若已知電場線的方向,則可以根據(jù)電場強(qiáng)度的方向與電場線切線且指向電勢降低的方向相同完成判斷。(3)若已知等勢面的分布情況,則可以根據(jù)電場強(qiáng)度的方向垂直于等勢面并指向電勢降低的方

收陣列距離分為遠(yuǎn)場源和近場源[5,6]。通常來說，遠(yuǎn)場源與陣列間的距離大于2D2/λ， 其中D是 陣列的孔徑，λ是信號的波長，此時信號近似為平面波，對遠(yuǎn)場源定位只需要對波達(dá)方向(Direction Of Arrival, DOA)進(jìn)行估計[7]；而近場源與陣列間的距離小于 2D2/λ[8]，處于陣列的菲涅耳區(qū)，對近場源定位除了需要對DOA進(jìn)行估計，還需要對距離參數(shù)進(jìn)行估計。相對于窄帶輻射源信號，寬帶輻射源信號更有利于目標(biāo)檢測、參量估計和目標(biāo)特征提取，在實際

信號源可以分為遠(yuǎn)場源信號和近場源信號。在遠(yuǎn)場源定位場景中，入射源假設(shè)為平面波，信號源定位僅需要對方位角進(jìn)行估計；在近場源定位場景中，入射源被認(rèn)為是球面波而不是平面波，因此近場源定位需要對方位角和距離進(jìn)行聯(lián)合估計。在現(xiàn)實生活的某些場景中既存在遠(yuǎn)場信號源也存在近場信號源，如基于麥克風(fēng)陣列的語音信號定位，此時的信號源稱為遠(yuǎn)近場混合源。近年來遠(yuǎn)近場混合源定位問題受到研究者們的廣泛關(guān)注［2-10］。遠(yuǎn)近場混合源定位主要包括遠(yuǎn)近場分離和定位參數(shù)估計兩個問題。對于遠(yuǎn)近場

距離可以將分為遠(yuǎn)場源和近場源［5］，遠(yuǎn)場源的位置需要由波達(dá)方向（Direction of Arrival，DOA）進(jìn)行描述，而近場源的位置需要由DOA 和距離參數(shù)進(jìn)行描述［6］。隨著陣列參數(shù)估計技術(shù)的發(fā)展，嵌套陣列受到了越來越多的關(guān)注。嵌套陣列是一種非均勻陣列［7-8］，文獻(xiàn)［9］采用嵌套對稱陣列實現(xiàn)遠(yuǎn)場和近場混合源進(jìn)行定位，相比于均勻線陣，該方法在陣元個數(shù)相同的情況下增大了陣列孔徑，能夠提高混合源的參數(shù)估計精度［10］，但是該方法需要計算四階累積量，運(yùn)算

課題組提出圓錐型場源裝置，如圖1所示。圖1 圓錐型場源發(fā)射裝置理論模型圖圓錐型發(fā)射場源模型可以近似地表示為由n個半徑介于r1和r2之間的單匝線圈組成。如圖1所示，單匝線圈內(nèi)電流強(qiáng)度為I，頂、底部線圈之間的垂直距離為D。各匝線圈的半徑及其中心點(diǎn)之間的距離可以分別表示為[7-9]：(1)從式(1)中可以看出，ri只受到圓錐型裝置頂?shù)装霃絩1和r2和裝置匝數(shù)n的約束。經(jīng)研究結(jié)果表明，圓錐型場源裝置的關(guān)斷時間和電感系數(shù)約為多匝小回線的1/8[10]。通過傳統(tǒng)瞬變電

層導(dǎo)電媒質(zhì)環(huán)境中場源水下電場分布特性。2 基本理論［5～13］在傳統(tǒng)的理論模型中，我們通常將淺海海洋環(huán)境簡化為空氣-海水-海床三層模型。淺海環(huán)境三層模型中以偶極子為典型場源，構(gòu)建了三層均勻分層模型中電磁場在海水、空氣以及空氣-海水、海水-海床界面的分布數(shù)學(xué)模型，如圖1所示。圖1 三層模型示意圖2.1 基本方程在運(yùn)用節(jié)點(diǎn)有限元求解電磁場邊值問題時，存在界面法向不連續(xù)的問題，如果忽略這一問題去求解電磁場，往往得到不正確的解。本文運(yùn)用間接方法求解電磁場，即通過求

凌，楊夫杰圓錐型場源瞬變電磁法試驗研究楊海燕1，劉志新1，張 華2，陳 曉2，李 哲2，汪 凌2，楊夫杰2(1. 中國礦業(yè)大學(xué) 資源與地球科學(xué)學(xué)院，江蘇 徐州 221116；2. 東華理工大學(xué) 地球物理與測控技術(shù)學(xué)院，江西 南昌 330013)圓錐型場源是一種新型瞬變電磁發(fā)射裝置，前期理論研究結(jié)果顯示該裝置具有諸多優(yōu)點(diǎn)。為了進(jìn)一步驗證該裝置的實際探測能力，制作了2種裝置在地面和煤礦巷道兩種環(huán)境下開展了試驗研究。地面試驗結(jié)合高密度電阻率法的探測成果，將圓錐型

諸多密度不均勻體場源產(chǎn)生的綜合信息，直觀地反映了地下地質(zhì)體的分布位置、深部構(gòu)造以及斷裂展布等信息。重力資料解釋中最重要的目的是定性和定量地推斷地下客觀存在的異常體的位置、深度、幾何形態(tài)及物性參數(shù)的過程。然而，受各種密度不均勻體疊加效應(yīng)的影響，重力異常平面等值線特征往往不能較好地標(biāo)識深、淺部地質(zhì)體的信息，無疑增加了重力資料解釋的難度。因此，迫切需要一種能夠?qū)⒅亓霎惓＿M(jìn)行自動化或半自動化處理和解釋的方法和技術(shù)，以提取更多的有效信息。歐拉反褶積作為一種能自動、

息約束下快速獲取場源的位置與幾何參數(shù)。目前較為常用的快速反演方法有歐拉反褶積法、解析信號法、tilt-depth法等。歐拉反褶積是Peters[1]提出的，Thompson[2]推導(dǎo)了二維歐拉反褶積，Reid 等[3]將其推廣至三維。張量歐拉反褶積[4]擴(kuò)展了歐拉方程個數(shù)，提高了反演解收斂性；Huang 等[5]證明了位場解析信號同樣滿足歐拉齊次方程；AN-EUL 法[6]能夠快速估算場源深度與構(gòu)造指數(shù)；Tilt-Euler 法[7]無需已知場源構(gòu)造指數(shù)，

究工作。首先針對場源奇異性導(dǎo)致正演精度損失的問題，將CSEM正演分解為總場算法和二次場算法。二次場算法能夠去除場源奇異性，但無法實現(xiàn)任意復(fù)雜地形條件下地電模型的正演模擬[4-9]?；诳倛鏊惴ǖ那蠼夥桨冈缙谥饕且詡蝑elta函數(shù)刻畫場源問題，一定程度上降低了場源奇異性，但無法從根本上解決場源的奇異性問題[10-12]，甚至?xí)觿?span id="j5i0abt0b" class="hl">場源加載的難度。為此，得益于近年來非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格離散技術(shù)的發(fā)展，廣泛應(yīng)用局部加密技術(shù)降低場源奇異性，結(jié)合delta函數(shù)場源積分能夠

重力場異常變化的場源特征。設(shè)計一個與實際重力觀測相似的理論模型模擬地表重力場變化，同時利用三維歐拉反褶積方法對場源參數(shù)進(jìn)行反演，優(yōu)選與模型接近的構(gòu)造指數(shù)及滑動窗口大小等參數(shù)，對相對重力觀測網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行歐拉反演，并利用水平梯度濾波法對發(fā)散的反演結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)合地震目錄資料，對獲取的三維場源信息進(jìn)行分析與解釋。1 測區(qū)概況與數(shù)據(jù)處理鄂爾多斯南緣地區(qū)位于我國青藏塊體與華北塊體交匯區(qū)域，地質(zhì)構(gòu)造形式多樣，動力學(xué)環(huán)境復(fù)雜。同時，該地區(qū)位于我國重要的汾渭地震帶和南北地

泛.關(guān)于大地電磁場源問題，最早Cagniard(1953)提出大地電磁測深法時將場源假設(shè)為理想的平面電磁波，但實際的場源形式較為復(fù)雜，因此諸多研究者對平面波假設(shè)產(chǎn)生了質(zhì)疑，指出大地電磁仍然可能存在場源效應(yīng)，即非平面波場影響.Wait(1954)提出，如果電磁波場的橫向均勻范圍并不遠(yuǎn)大于其趨膚深度，那么Cagniard所提出的大地電磁理論公式將不能成立，須引入相應(yīng)的校正項.Price(1962)引入了場源的影響項ν(2π/ν表示場源橫向波長)，并給出了ν的取

以將輻射源分為遠(yuǎn)場源和近場源。對遠(yuǎn)場源定位，需要對波達(dá)方向(Direction Of Arrival,DOA)進(jìn)行估計；對近場源定位，除了對波達(dá)方向進(jìn)行估計，還需要對距離參數(shù)進(jìn)行估計。陣列的近場區(qū)域小于2D2/λ，其中D為圓陣孔徑，λ為波長[3,4]。雖然遠(yuǎn)場源可以視為距離為無窮遠(yuǎn)的近場源，但是當(dāng)遠(yuǎn)場源的二維DOA與近場源二維DOA相同時，如果采用近場和遠(yuǎn)場參數(shù)聯(lián)合估計將無法對混合源進(jìn)行識別。此外，由于遠(yuǎn)場源定位場景和近場源定位場景可以看作混合源定位場景特

以 “以場求源、場源結(jié)合”的思想為指導(dǎo)，基于地表重復(fù)重力觀測數(shù)據(jù)，引入貝葉斯重力平差方法，將儀器的漂移率、氣壓導(dǎo)納、潮汐因子、儀器的格值系數(shù)等作為未知量，通過貝葉斯原理以及ABIC評價準(zhǔn)則選取最優(yōu)的參數(shù)值，在得到平差值的同時可以獲取每臺重力儀的漂移特性及格值系數(shù)等，進(jìn)而得到時變重力點(diǎn)值序列；在此基礎(chǔ)上，采用時變重力信號的等效場源反演方法，最小化局部性淺源高頻干擾，并獲得研究區(qū)地殼內(nèi)部近10a的區(qū)域性重力場源動態(tài)變化特征。具體而言，可分為以下幾個步驟： 首先

于控制方程，由于場源存在奇異性，場源的處理方式是關(guān)鍵，常用的方法有二次場法和總場法，其中二次場法是主流。二次場法將場分解為背景場和異常場，背景場利用均勻半空間或?qū)訝钅Ｐ徒馕鼋饪芍苯佑嬎?，二次場則通過有限元法求取[6-12]?？倛龇ㄖ苯訌目倛鲋?，采用近似法模擬奇異性場源特征(例如偽delta函數(shù)法)，然后通過有限元求解場值[13-22]。在CSAMT三維有限元正演模擬中，無論采用總場法還是二次場法，場值的求解精度都是正演模擬是否成功的標(biāo)志，因此開展不同場源

了克服大地電磁法場源的隨機(jī)性和信號微弱，導(dǎo)致觀測十分困難這一狀況，加拿大多倫多大學(xué)的D.W.Strangway教授和他的研究生Myron Goldtein[1]提出了可控源音頻大地電磁法。該方法使用接地導(dǎo)線或不接地回線作為場源，在波區(qū)測量相互正交的電、磁場切向分量，并計算得到卡尼亞視電阻率，從而進(jìn)行地質(zhì)推斷解釋[2]。20世紀(jì)80年代后，隨著方法理論和儀器硬件的飛速發(fā)展，該方法在金屬礦產(chǎn)、石油天然氣、地?zé)?、水工環(huán)等勘查領(lǐng)域得到了廣泛而成功的應(yīng)用[3]。任何

.1 計算重力場場源邊界計算重力場邊界，需要計算重力場局部梯度，確定重力場中心和邊緣位置，從而確定重力場場源邊界。因此，假設(shè)重力場數(shù)據(jù)獲取點(diǎn)為x、y、z三點(diǎn)，其重力場場源點(diǎn)則為x0、y0、z0三點(diǎn)，則重力場水平梯度的最大值max{T(x，y)，θ}為(1)式中：?x和?y為重力場數(shù)據(jù)獲取點(diǎn)x、y兩個方向上的導(dǎo)數(shù)；θ表示重力場水平梯度方向[5]。此時，根據(jù)式(1)，所提取出的重力場水平梯度的最大值，即可確定重力場場源邊界及梯度變化情況，為重力場深部結(jié)構(gòu)的莫霍

分析時，往往將其場源抽象為電偶極子。如文獻(xiàn)[1]將兩接地電極視為交變電偶極子，對均勻大地中的電磁場分布進(jìn)行了理論推導(dǎo)；文獻(xiàn)[4]將發(fā)射電極對等效為電偶極子模型，研究了電磁波的傳播特性，指出場強(qiáng)與傳輸距離的三次方成反比；文獻(xiàn)[9-10]將大腦中相對集中的局部區(qū)域的腦神經(jīng)活動等效為電偶極子模型開展研究；在對艦船水下腐蝕相關(guān)電場目標(biāo)特性進(jìn)行預(yù)測或評估時，往往采用離散偶極子源法[11]，也就是將場源視為直流或交變電偶極子，從而對艦船腐蝕相關(guān)電場進(jìn)行理論分析[12-

介質(zhì)等，輸入端的場源條件、輸出端的觀測方式以及輸入-輸出間的相互關(guān)系等，是電磁勘探的基本研究內(nèi)容，也是電磁勘探方法分類的重要依據(jù)。輸入端有多種場源形式，主要包括天然電磁場、不可控人文場以及可控人工場等，它們各自具有不同的特征。天然電磁場的場源主要包括太陽風(fēng)、雷暴等，它們通常距離遙遠(yuǎn)，場可近似視為以平面波形式垂直入射地球表面，具有很寬的頻譜，并且在各個方向上的強(qiáng)度基本相當(dāng)[1-2]，但單頻點(diǎn)的信號弱，信噪比低。由于人類電磁活動加劇，人文電磁場的影響日益嚴(yán)重[

定測網(wǎng)覆蓋區(qū)內(nèi)與場源變化相關(guān)的震前重力場變化信息(陳運(yùn)泰等，1980；祝意青等，2009a；陳石等，2011)。地下介質(zhì)變化過程在地表場兆反映中的重力場表現(xiàn)較為明顯，且其物理意義明確，在構(gòu)造運(yùn)動中是一種較好的表現(xiàn)形式(劉芳等，2016；高倩，陳石，2015)。祝意青等(2001，2003，2008，2009b，2013，2015)、陳石等(2011，2014)和Chen等(2016)將前人研究成果應(yīng)用于我國川滇地區(qū)、新疆地區(qū)以及青藏高原東北部的中長期地震危

艦船電場等效模擬場源所激發(fā)的水下電場進(jìn)行實測時，由于水池尺寸、結(jié)構(gòu)的限制，水池四周的邊界對水下標(biāo)量電位分布的影響也不可忽略[4-5]。根據(jù)上述物體的幾何特征以及電介質(zhì)特性，一般可選擇電導(dǎo)率小于海水的“豎直岸壁”介質(zhì)為上述物體的抽象模型，其占據(jù)水平方向半空間，且與空氣、海水、海床共同形成的交界面垂直于水平面并無限延伸。顯然，豎直岸壁存在時分層海洋環(huán)境中艦船水下標(biāo)量電位的分布特征更接近于真實的艦船水下電場目標(biāo)特征，因此，研究豎直岸壁存在時艦船水下標(biāo)量電位分布的

們都無法獲得危險場源的方向信息，無法準(zhǔn)確判斷作業(yè)人員的安全狀態(tài)，且電壓等級的識別技術(shù)也較復(fù)雜。為了實現(xiàn)探測器的可穿戴，探測器的體積應(yīng)該設(shè)計的足夠?。粸榱颂岣邷y量精度，應(yīng)該考慮陣元間的耦合干擾及陣元的個數(shù)；為了能得到簡單可行的定位算法，應(yīng)該選用合適的陣元布局。目前，常用的定位系統(tǒng)有：線陣、面陣。其中，線陣能夠得到目標(biāo)的仰角和距離，且具有算法簡單易于實現(xiàn)的特點(diǎn)，但線陣不能計算出方位角；平面陣列不僅可以確定出探測器中各個陣元與目標(biāo)之間的距離還可得出仰角和方位角[

目最復(fù)雜的情況，場源電荷的電性未知，帶電粒子的運(yùn)動方向未知，終極問題就是判斷各點(diǎn)的速度，因為知道速度關(guān)系就知道了動能關(guān)系，只在電場力做功情況下，動能與電勢能之和不變，因此就可以判斷各點(diǎn)帶電粒子在各點(diǎn)電勢能的關(guān)系，電勢能的減少量對應(yīng)電場力做功的多少，這一系列的問題就可以解決，所以判定粒子在各點(diǎn)速度的關(guān)系是核心問題。一、利用等勢面判斷1.1 若場源電荷是正的點(diǎn)電荷帶電粒子運(yùn)動軌跡如圖2所示，通過軌跡判斷出場源與帶電粒子是排斥的關(guān)系，所以帶電粒子帶正電。假設(shè)帶電

和處理可以挖掘出場源相關(guān)的信息。然而位場數(shù)據(jù)直接反映場源的能力較差，需要對位場數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖儞Q。國內(nèi)外學(xué)者對位場數(shù)據(jù)的處理方法有一定的研究，Cooper等[3]提出的THDR、Theta Map、HTA等算法提高了邊界增強(qiáng)后圖像識別的效果；張超等[4]提出的Sigmoid算法實現(xiàn)異常值網(wǎng)格數(shù)據(jù)的拉升和灰度級像素的壓低，凸顯了地質(zhì)體的邊界；張沖等[5]提出向下延拓3階Adams-Bashforth公式法，相比起傳統(tǒng)的延拓方法更穩(wěn)定，不容易產(chǎn)生邊界效應(yīng)，使延

通常將信源分為近場源和遠(yuǎn)場源。近場源與天線陣列之間的距離r∈(0.62(D3/λ)1/2,2D2/λ)(D為陣列孔徑,λ為信號波長)；遠(yuǎn)場源與天線陣列之間的距離r?2D2/λ。源定位算法的研究起始于遠(yuǎn)場源，比較成熟的遠(yuǎn)場源參數(shù)估計算法有MUSIC算法和ESPRIT算法等。在近場源定位中，需要估計信源角度和信源距離兩個參數(shù)，現(xiàn)有的近場源估計算法有二維MUSIC算法[1]，高階ESPRIT算法[2]以及廣義ESPRIT算法[3]等。在某些實際應(yīng)用中，如表面波雷

稀疏信號重構(gòu)的近場源定位方法[J]. 聲學(xué)技術(shù), 2017, 36(1): 75-80. LI Shuang, LIU Xiao, HU Shunren, et al. Source localization based on sparse signal recovery using a weighted penalty in the near-field[J]. Technical Acoustics, 2017, 36 (1): 75-80.[10]

三個方案：一是將場源表示為一系列垂直并列僅厚度未知的棱柱體[5-8]； 二是將場源表示為頂點(diǎn)坐標(biāo)未知的多邊形或多面體[9-12]； 三是將包含場源的地下空間剖分成尺寸已知而密度未知的基本矩形單元[13-15]。徑向反演是一種最早由Silva等[16]提出的場源幾何參數(shù)反演方法； 賈真[17]研究了基于二維模型的重磁梯度分量徑向反演算法； Vanderlei等[18,19]將徑向反演方法擴(kuò)展至重力異常的三維反演以及重力梯度張量的三維聯(lián)合反演。建模對反演來說至

CSAMT法依據(jù)場源結(jié)構(gòu)和測量電磁場分量的數(shù)量，分為標(biāo)量測量、矢量測量和張量測量等方式[1]。由于CSAMT法采用的是人工場源進(jìn)行測量，當(dāng)場源位置不同，或者場源下方、或場源和接收點(diǎn)之間存在局部電性不均勻地質(zhì)體時，都會引起視電阻率和阻抗相位曲線的畸變，這種畸變稱為場源效應(yīng)[2]。但是實際工作中，場源下方、場源和接收點(diǎn)之間局部地質(zhì)體的形態(tài)、分布狀況以及電性特征很難弄清，因此識別不同地電模型情形下的場源效應(yīng)的影響、了解其電性異常特征，對CSAMT資料的定性解釋十

，從推動系統(tǒng)場各場源要素協(xié)調(diào)作用角度出發(fā)，提出了發(fā)展鋼鐵產(chǎn)業(yè)集群，推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級，協(xié)同場源要素，提升創(chuàng)新環(huán)境機(jī)制優(yōu)化路徑。鋼鐵企業(yè)；技術(shù)創(chuàng)新系統(tǒng)；系統(tǒng)場控；機(jī)制優(yōu)化一、鋼鐵企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新系統(tǒng)鋼鐵企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新系統(tǒng)以各類創(chuàng)新資源為投入，以相關(guān)創(chuàng)新產(chǎn)品為產(chǎn)出，是一個多投入多產(chǎn)出的復(fù)雜系統(tǒng)。在特定結(jié)構(gòu)條件下，鋼鐵企業(yè)創(chuàng)新系統(tǒng)包含多種狀態(tài)，系統(tǒng)之間、系統(tǒng)與外部環(huán)境之間耦合關(guān)系協(xié)調(diào)性好，則系統(tǒng)運(yùn)行——功能優(yōu)良。鋼鐵企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新系統(tǒng)包含多類子系統(tǒng)，不同的企業(yè)所劃分的子系

稀疏信號重構(gòu)的近場源定位方法李雙1，劉驍1，胡順仁1，何為2(1. 重慶理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院，重慶400050； 2.中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所無線傳感網(wǎng)與通信重點(diǎn)實驗室，上海201800)針對近場源定位問題，提出了一種使用加權(quán)L1范數(shù)優(yōu)化進(jìn)行稀疏信號重構(gòu)的近場源定位方法。該定位方法分步完成目標(biāo)的方位和距離估計。為了避免二維優(yōu)化問題出現(xiàn)，首先利用均勻線陣的對稱特性，通過菲涅爾近似，將二維參數(shù)估計的近場定位問題轉(zhuǎn)換為類遠(yuǎn)場陣列的一維參數(shù)估計問

法:空間場量利用場源積分獲得，未知場源根據(jù)交界面銜接條件確定，避免了鏡像場源位置的假設(shè)和矢量場唯一性定理的驗證，教學(xué)過程突出了場量的物理特性，更加直觀，便于學(xué)生理解。靜態(tài)場; 鏡像; 場源; 邊界條件0 引言鏡像問題是“電磁場”課程的重要教學(xué)內(nèi)容之一，它是利用矢量場唯一性定理在求解區(qū)域外部設(shè)置鏡像場源[1,2]，根據(jù)交界面銜接條件確定鏡像場源分布，學(xué)生往往對“假設(shè)場源具有鏡像分布特征”難以理解。本文針對靜態(tài)場鏡像問題提出新的教學(xué)方法，通過分析空間場源分布和

條件只能確定鏡像場源的水平分量，而垂直分量需要根據(jù)電流連續(xù)性原理確定，并且垂直和平行于交界面電流密度分量的鏡像結(jié)果不同，研究結(jié)果有助于學(xué)生對空間分布電流密度磁介質(zhì)平面鏡像方法的完整理解。靜磁場; 交界面條件; 鏡像法; 矢量磁位0 引言“電磁場”教材給出了無限長直載流導(dǎo)線的平面磁介質(zhì)鏡像結(jié)果[1,2]，但實際問題中，電流不僅存在平行交界面分量，而且有垂直交界面分量。本文針對靜磁場任意電流密度平面鏡像問題，利用電流連續(xù)性、矢量磁位及其交界面銜接條件確定鏡像場

測深 靜態(tài)效應(yīng)與場源效應(yīng) 地?zé)豳Y源勘查 地電結(jié)構(gòu)地?zé)崾且环N寶貴的自然資源，不僅為人類提供熱能，同時也提供了水源和礦物資源【1】，它埋藏于地下，受控于特殊的地質(zhì)條件，以水為介質(zhì)把熱帶到地表的地?zé)崴?，具有開發(fā)成本低、純天然、不污染、安全衛(wèi)生等諸多優(yōu)點(diǎn)。地?zé)豳Y源作為一種可再生清潔能源，已引起越來越多的關(guān)注【2】，地?zé)豳Y源的勘探、開發(fā)和利用正在蓬勃興起。目前開采的地?zé)豳Y源一般情況下埋藏較深，大多開采深度已超過2000m，開采風(fēng)險很大【3】。為了提高效率、減小投資成

0051)水聲近場源目標(biāo)的高分辨DOA估計方法改進(jìn)研究張國光(昆明船舶設(shè)備研究試驗中心 昆明 650051)對水聲近場源目標(biāo)的波達(dá)方向(DOA)估計是實現(xiàn)目標(biāo)檢測和識別的關(guān)鍵技術(shù),針對當(dāng)前的MUSIC估計算法精度不高的問題,提出一種基于高階累積量聯(lián)合參量估計的水聲近場源目標(biāo)的高分辨DOA估計算法,首先構(gòu)建水聲近場源目標(biāo)的陣列信號模型,對采集的水聲近場目標(biāo)信號進(jìn)行信源峰度特征提取,估計近場源參量的兩種高階累積量,求得水聲近場源目標(biāo)信號的子空間,最終估計出各信

大多假定信源是遠(yuǎn)場源或近場源，而實際定位系統(tǒng)中往往存在遠(yuǎn)場源和近場源共存的情況.為實現(xiàn)遠(yuǎn)、近場源分離及高精度信源定位，本文在稀疏信號重構(gòu)理論框架下提出了一種新的遠(yuǎn)近場混合源定位算法.該算法利用陣列協(xié)方差矩陣反對角線元素和重加權(quán)l(xiāng)1范數(shù)懲罰獲得所有信源的到達(dá)角(Direction Of Arrival，DOA)估計.在DOA估計的基礎(chǔ)上，根據(jù)遠(yuǎn)場與近場源距離參數(shù)位于不同區(qū)間的特點(diǎn)利用一維搜索實現(xiàn)遠(yuǎn)、近場源分離以及近場源距離參數(shù)的估計.從理論角度分析了重加權(quán)l(xiāng)

CSAMT法供電場源選擇試驗分析■莫亞軍（廣西地球物理勘察院廣西柳州545005）本文通過改變CSAMT法供電收發(fā)距的大小和方向進(jìn)行試驗，對在不同場源條件下接受到的信號進(jìn)行綜合分析，為后續(xù)CSAMT勘查確立了最佳的工作模式，同時也為今后的CSAMT法在地質(zhì)情況比較復(fù)雜和干擾較多的情況下提供了一種可行的思路。CSAMT供電場源試驗分析收發(fā)距與場源的正確選擇是CSAMT應(yīng)用效果好壞的關(guān)鍵。因發(fā)射與接收的距離受到進(jìn)入近區(qū)帶與最小探測信號的限制，場源有附加效應(yīng)和陰

用于同頻率下所有場源的正演計算.為降低場源奇異性及邊界條件對數(shù)值精度的影響，采用虛擬場源校正技術(shù)，避免了散射場公式中在構(gòu)建場源項時所需的大量時間.對于具有多個頻率的CSEM的模擬計算，采用分頻并行策略來加快三維正演計算.最后，通過與一維層狀模型及三維模型的數(shù)值結(jié)果的對比驗證了本文所開發(fā)的正演算法對頻率域CSEM模擬計算的準(zhǔn)確性及有效性，表明該正演算法能夠有效應(yīng)用于三維介質(zhì)的數(shù)值計算.另外，對于多頻率CSEM的并行測試結(jié)果表明基于分頻并行策略的并行計算能夠顯

開發(fā)適合不同類型場源、不同應(yīng)用范圍的頻率域三維正演模擬統(tǒng)一平臺，本文從麥克斯韋基本方程出發(fā)，推導(dǎo)基于Lorenz規(guī)范條件的磁矢勢和標(biāo)勢耦合方程；通過將不同類型場源分解成一系列短導(dǎo)線(電性)源組合，采用交錯網(wǎng)格采樣和有限體積技術(shù)對方程進(jìn)行離散得到對稱大型稀疏線性方程組，并采用Jacobi迭代預(yù)處理QMR(Quasi-Minimum-Residual，擬最小殘差)算法進(jìn)行求解，我們成功實現(xiàn)不同類型場源、不同應(yīng)用范圍的頻率域電磁法三維正演模擬.通過層狀模型下大地

可以實現(xiàn)控制人工場源的電磁方法。在地下水資源豐富的地區(qū)，采用CSAMT法有目的有計劃的開采地下水資源，解決此地區(qū)由于水量不足而引起的問題，這對于創(chuàng)造良好的生存環(huán)境有著積極的作用。1　簡介CSAMT方法CASMT法最普遍應(yīng)用的場源就是將可以轉(zhuǎn)變的頻率的發(fā)送機(jī)，所產(chǎn)生出來的交變電流，通過應(yīng)用一定程度的導(dǎo)線，最終將兩個接地電極相互聯(lián)系，這可以將交變電流在大地上進(jìn)行輸入，在距離A和距離B都很遠(yuǎn)的地方展開測量工作。在這里所指的“遠(yuǎn)距離”是指這些地方的電磁波接近平面波

常換算時，無須對場源的位置、形狀以及數(shù)量做嚴(yán)格要求，也無須考慮場源的實際物理意義。因此等效源法是一種容易實現(xiàn)的方法。等效源法 位場延拓 曲面處理 重力異常1　前言野外所獲得的觀測數(shù)據(jù)不可避免地帶有測量誤差，在室內(nèi)對重力數(shù)據(jù)進(jìn)行各項校正中，也總是或多或少的存在誤差，對這些誤差需要采用數(shù)學(xué)方法加以消除。更重要的是，實測異常往往是在起伏地形表面、非規(guī)則測網(wǎng)上觀測到的，由地下淺部到深部多種非均勻地質(zhì)因素產(chǎn)生的縱、橫向迭加異常，而研究者們在建立重力異常正演、反演（包

應(yīng)注意電磁中的“場源”與“場”的關(guān)系以及“力”與“運(yùn)動”的關(guān)系，這兩個基本關(guān)系有助于我們更系統(tǒng)地理解電磁學(xué)中的基本概念和理論，更全面地認(rèn)識電磁學(xué)和力學(xué)等學(xué)科之間的聯(lián)系。關(guān)鍵詞：場源 場 力 運(yùn)動 功 能量由于已經(jīng)習(xí)慣了力學(xué)所描述的質(zhì)點(diǎn)等研究對象在力的作用下隨時間和空間運(yùn)動的物理圖像，學(xué)生在剛開始學(xué)習(xí)電磁學(xué)，特別是電場和磁場部分的內(nèi)容時，總感覺抓不住重點(diǎn)，物理圖像也顯得模糊，甚至混亂。在隨后的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生經(jīng)深入思考，并在與教師和同學(xué)的交流中強(qiáng)化對電磁學(xué)中

下2個深度平面上場源產(chǎn)生的標(biāo)量電位及一條測線上的三分量磁感應(yīng)強(qiáng)度，利用其中一個平面上的標(biāo)量電位分布反演出場源參數(shù)，再據(jù)此預(yù)測另一平面上的標(biāo)量電位及測線上的磁場分布，通過比較預(yù)測值與實測值，表明理論分析方法及結(jié)論的正確性.并在實驗室中模擬三層平行分層淺海環(huán)境，借助潛艇縮比模型完成了上述實驗驗證過程，表明淺海中潛艇腐蝕相關(guān)靜態(tài)電磁場分布規(guī)律的正確性.關(guān)鍵詞：兵器科學(xué)與技術(shù)；腐蝕相關(guān)靜態(tài)電磁場；三層平行分層導(dǎo)電媒質(zhì)模型；縮比模型；實驗驗證馮亞敏(1991- )

領(lǐng)域［1，2］。場源識別是重磁資料定量解釋的重要任務(wù)之一。近十幾年來，連續(xù)小波變換（Continuous Wavelet Transform，CWT）被成功用于位場場源識別問題（識別場源位置和場源類型）［3～7］，該方法具有計算快速、抗噪聲能力強(qiáng)，識別準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)［6］。連續(xù)小波變換位場場源識別方法中，可選擇泊松核的任意階水平導(dǎo)數(shù)或垂直導(dǎo)數(shù)作為母小波［7］。從小波分析理論角度看，母小波的選擇對場源識別結(jié)果有很明顯的影響。為避免人為選擇母小波的主觀影響，有必要

bview的脈沖場源發(fā)射采集的實驗室模擬研究鐘超 王軍民(長江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院，湖北武漢430100)過套管電阻率測井在剩余油監(jiān)測中起著重要的作用，在方法的選擇中，由于瞬變電磁法對電性層的反映更靈敏，在井中使用大功率的脈沖場源是很好的選擇，為了使脈沖場源在下井的過程中方便控制發(fā)射，在實驗室模擬是有必要的?；趫D形化編程軟件Labview做上位機(jī)，以單片機(jī)的嵌入式作為下位機(jī)，通過串口控制大功率脈沖場源的發(fā)射，實時調(diào)控反映充放電時間、電壓等各項參數(shù)，

進(jìn)而求得傳感器與場源電偶極子的距離。如圖1所示，淺海中三個電場傳感器對場源進(jìn)行目標(biāo)定位，在海水中有一個以速度v運(yùn)動的水平時諧電偶極子P，以及三個電場傳感器A，B，C，這時可在水平時諧電偶極子所處位置（即場源）建立坐標(biāo)系S，S坐標(biāo)系的xoy平面位于海平面上，z軸垂直于海平面，方向向下。取海水的深度為d，則在S坐標(biāo)系下，z＜0為0區(qū)，0＜z＜d為1區(qū)，z＞d為2區(qū)，0區(qū)、1區(qū)和2區(qū)分別對應(yīng)空氣、海水和海底三種介質(zhì)。則該運(yùn)動的水平時諧電偶極子P在某一時刻（t＝t

1,1)模型的近場源高階特征估計李瑞齋1*， 李義華2(1.鄭州大學(xué) 西亞斯國際學(xué)院，文理學(xué)院，河南 新鄭 451100;2.河南大學(xué) 計算機(jī)與信息工程學(xué)院，河南 開封 475000)近場源的高階特征參數(shù)估計是陣列信號處理的重要內(nèi)容.通過對近場源高階特征參量估計可以實現(xiàn)對波達(dá)方向(DOA)的頻率估計、時延估計、運(yùn)動目標(biāo)的多普勒估計.傳統(tǒng)的近場源特征估計算法采用單頻特征估計方法，無法實現(xiàn)對信號各個參量的聯(lián)合估計.該文提出一種基于灰色(1,1)模型的近場源高階

的傳播路徑為：從場源發(fā)出以最小距離到達(dá)最近分界面經(jīng)一次反射直接到達(dá)接收點(diǎn).1 三層媒質(zhì)模型所研究問題的物理模型見圖1.圖1 3層媒質(zhì)中的垂直磁偶極子全空間被z＝0和z＝D2個平面分成3個部分，其中z＝0為空氣和海水分界面；z＝D為海底平面.分成的3個區(qū)域分別為：1－空氣；2－海水；3－海床，對應(yīng)媒質(zhì)的電容率、磁導(dǎo)率及電導(dǎo)率分別為（εi，μi，σi），i＝1，2，3.建立直角坐標(biāo)系，以垂直于海平面向下為z軸正向，可設(shè)磁偶極子Imdl位于（x0，y0，z0）處

域進(jìn)行的航空天然場源電磁法（ZTEM）試驗飛行，也于日前獲得圓滿成功。試驗重復(fù)飛行了由青海省地質(zhì)調(diào)查局立項的青海省石頭坑德－五龍溝地區(qū)11萬航空電磁法測量項目的部分測量區(qū)。試驗結(jié)果表明：在500m以淺范圍內(nèi)，VTEM和ZTEM探測結(jié)果高度一致，證明了利用ZTEM進(jìn)行高原探測的可行性。同時，ZTEM的可靠探測深度達(dá)到了2000m，提供了較VTEM更為詳細(xì)的異常體空間狀態(tài)和深部延伸等信息。據(jù)介紹，天然源電磁法是誕生于上世紀(jì)70年代的物探新方法，其原理是通過直接

將空間信源分為遠(yuǎn)場源和近場源.在傳播過程中，遠(yuǎn)場源的波前可以用平面波進(jìn)行描述，其位置可由單一的波達(dá)方向（direction of arrival，DOA）給出，然而當(dāng)信源靠近菲涅爾區(qū)即近場情況下，此時電磁傳播過程中的波前曲率不可忽略，必須采用球面波進(jìn)行描述，其位置則需利用距離和DOA 進(jìn)行聯(lián)合確定.針對近場源的參數(shù)估計問題，文獻(xiàn)［1］提出了最大似然估計法，文獻(xiàn)［2］提出將1D－MUSIC 算法擴(kuò)展為2D－MUSIC方法，以實現(xiàn)近場源的位置估計，但需要進(jìn)行二

于旋轉(zhuǎn)干涉儀的近場源參數(shù)估計算法馬菁濤*陶海紅 謝 堅 楊 杰(西安電子科技大學(xué)雷達(dá)信號處理國家重點(diǎn)實驗室 西安 710071)該文基于旋轉(zhuǎn)干涉儀提出了一種新的近場源參數(shù)估計算法。該算法利用單個長基線干涉儀的旋轉(zhuǎn)和相位積分實現(xiàn)相位解模糊，有效解決了單基線干涉儀在近場源情況中存在的無模糊視角范圍和測角精度之間的矛盾。該算法只需兩個接收天線即可得到近場源俯仰角、方位角和距離參數(shù)的閉式解，無需構(gòu)造高階累積量矩陣和多維搜索，同時也降低了多基線組合對通道一致性的要求

于互素對稱陣的近場源定位梁國龍 韓 博*(哈爾濱工程大學(xué)水聲技術(shù)重點(diǎn)實驗室 哈爾濱 150001)針對近場源定位中存在的孔徑損失問題，該文提出了一種新的近場源定位算法。該算法采用互素對稱陣列，使得陣元間距不必限制于1/4信號波長。首先構(gòu)造一個特殊的四階累積量矩陣，進(jìn)而采用MUSIC算法估計信源方位角，然后在每個估計方向上搜索距離。該算法將近場源2維定位問題轉(zhuǎn)化為多次1維搜索，且參數(shù)自動配對?；ニ貙ΨQ陣的使用有效地擴(kuò)展了陣列孔徑，提高了空間分辨概率和參數(shù)估計

一般情況下，對于場源電荷分布在有限空間內(nèi)的靜電場的電勢零點(diǎn)選在無限遠(yuǎn)處；場源電荷分布在無限空間內(nèi)的靜電場的電勢零點(diǎn)選在有限遠(yuǎn)處。1 電勢零點(diǎn)選取具有任意性從物理學(xué)角度看，電勢是一個相對量，參考點(diǎn)不同，各點(diǎn)的電勢不同。參考點(diǎn)改變，雖然要影響場中各點(diǎn)的電勢值，但并不改變電場。正因為不同的電勢可以描述同一電場，所以物理學(xué)上允許電勢零點(diǎn)選擇的任意性［1］。圖1 電勢分布函數(shù)圖像2 場源電荷的分布規(guī)律對電勢零點(diǎn)選取的影響雖然原則上電勢零點(diǎn)的選擇是任意的，但不是完全不

值，根據(jù)近場與遠(yuǎn)場源距離參數(shù)位于不同區(qū)間的特點(diǎn)實現(xiàn)對近場及遠(yuǎn)場源的分類，以及對近場源距離參數(shù)的估計．此算法由于充分利用了數(shù)據(jù)協(xié)方差矩陣的信息，并且基于多項式根值方法形成了一個統(tǒng)一的DOA估計器，所以獲得了一個高精度的DOA估計性能，且進(jìn)一步提高了近場源range參數(shù)的估計精度．此外，此算法不需要構(gòu)造高階累積量，不需要進(jìn)行二維搜索，不需要進(jìn)行參數(shù)配對；所有的實現(xiàn)過程僅需一維搜索，計算量小，實現(xiàn)簡便．?dāng)?shù)值及與現(xiàn)有算法的對比實驗驗證了所提出算法的有效性及優(yōu)越性．

是分析和解釋地下場源的關(guān)鍵步驟。目前，位場分離的方法有解析延拓法、頻率域濾波法等，這些方法一般只針對橫向或縱向分離，且多數(shù)是基于傅里葉變換的，具有一定的局限性。小波分析是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來的應(yīng)用數(shù)學(xué)分析工具，它是在傅里葉變換和Gabor變換基礎(chǔ)上發(fā)展起來的多尺度時頻分析工具，具有良好的局部分析功能［2］。小波分析的多尺度分辨能力也被應(yīng)用于重磁數(shù)據(jù)濾波、弱信號分析等［3～5］，并取得了大量的研究成果［6～8］。本文應(yīng)用小波多尺度分析分離不同深度場源異常

，通過它可以獲取場源位置、埋深等參數(shù)，并與地質(zhì)資料相結(jié)合，可以了解更加豐富、全面的地下地質(zhì)信息，提高解釋質(zhì)量.在磁異常反演[1］中，除了一些相對簡單的經(jīng)驗切線法，大多需要經(jīng)過反復(fù)的正反演計算，同時需要提供物性參數(shù).為了約束反演的多解性，常常需要充分結(jié)合地質(zhì)信息才能獲得滿意的結(jié)果，其過程費(fèi)時費(fèi)力.尤其在地質(zhì)工作初期，物性參數(shù)缺乏、地質(zhì)因素不甚明了，很難實現(xiàn)磁異常的有效反演.2007年，Salem等[2］在Tilt梯度分析場源邊界的基礎(chǔ)上，重新分析了Tilt梯

10069)磁性場源深度的估測在磁異常解釋當(dāng)中占有重要的地位，但所有傳統(tǒng)的求導(dǎo)方法的振幅與總磁場強(qiáng)度(TMI)異常的振幅是緊密聯(lián)系的，所以假如有埋深不同、傾角不同的多場源存在，傳統(tǒng)方法因深層源振幅不明顯，很難探測出深層源的邊界。Miller和Singh1994年提出Tilt梯度，它很好的解決了這個問題，因為Tilt梯度與TMI異常的振幅是無關(guān)的，其值對于場源的深度是不敏感的，能很好的探測出深層源或淺層源的邊界。但Tilt梯度受場源傾斜角度的限制，只適合于探

，從而產(chǎn)生陰影和場源附加效應(yīng)，因此國內(nèi)、外學(xué)者對其進(jìn)行了研究。在國外，Kuznetzov［3］首先注意到場源與測量地區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)會引起CSAMT響應(yīng)的畸變，并且將其稱為“陰影效應(yīng)”（shadow effect）。Zonge［4］較為系統(tǒng)地論述了CSAMT的場源效應(yīng)等問題，這對CSAMT的研究者來說，具有非常高的參考價值。Boschetto［5］利用積分方程法，研究了各向同性地層中有限大小三維體的CSAMT場源效應(yīng)的影響。Yan Shu［6］從均勻大地電磁場

）基于秩虧損的近場源定位快速算法汪 海，吳云韜（武漢工程大學(xué)智能機(jī)器人湖北省重點(diǎn)實驗室，湖北武漢430074）為避免近場源參數(shù)估計中的搜索計算，提出了一種改進(jìn)的Root－MUSIC算法.該算法把陣列分成兩個對稱的子陣，并利用兩個子陣信號子空間的廣義旋轉(zhuǎn)關(guān)系得到信號源角度的估計，然后利用估計出的角度和GESPRIT方法給出距離的估計.該方法在低信噪比下性能優(yōu)越，能完成參數(shù)的自動匹配，且無需譜峰搜索計算復(fù)雜度低.仿真結(jié)果表明了此算法的有效性.Root－MUSI

一.因為場一旦被場源(磁體或載流線圈)激發(fā)，就是一種獨(dú)立于場源的客觀實體，不論對什么參考系，它在真空中總是以光速運(yùn)動，場源的運(yùn)動與場的運(yùn)動不是一回事，故不能說成是“以磁場為參考系”.其次，文中將帶電小球與導(dǎo)線中電子做類比；指出在電磁感應(yīng)實驗中，不管導(dǎo)線是否運(yùn)動，只要導(dǎo)線切割磁感線，閉合電路中總能產(chǎn)生感應(yīng)電流.從而進(jìn)一步得出結(jié)論：在本題中由于磁場運(yùn)動，帶電小球必受垂直向上的洛倫茲力，故小球能離開絕緣直管.實際上，磁場的源與閉合導(dǎo)線回路的相對運(yùn)動所產(chǎn)生的感應(yīng)電

0)CSAMT 場源效應(yīng)試驗研究王 剛1，2，王書民2，雷 達(dá)2，趙富剛2(1.昆明理工大學(xué)國土資源學(xué)院，云南昆明 650093;2.中國地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所，河北廊坊 065000)在可控源音頻大地電磁法(CSAMT)野外勘查中，往往會存在場源效應(yīng)的影響，而且場源效應(yīng)也是長期以來困擾CSAMT野外施工和數(shù)據(jù)處理解釋的難題。因此，識別場源效應(yīng)，分析場源效應(yīng)的影響特征，對CSAMT的實際應(yīng)用效果非常重要。這里采用野外試驗的方法，對場源效應(yīng)進(jìn)行