相关噪声对AMT阻抗数据的影响研究

摘要

在矿集区开展AMT探测,面临诸多挑战,其中之一即是噪声干扰对数据品质的影响,特别是电气化铁路系统以及高压线、变电站等噪声场源引起的相关噪声,造成了阻抗数据的严重畸变,并可能引起错误的反演及解释结果.通常认为相关噪声对阻抗数据的影响符合"近场效应"规律,即在畸变频段内,阻抗视电阻率数据在等间隔双对数坐标系中以45°角随频率的降低而升高,相位随频率降低而趋于0.但是否相关噪声一定造成"近场效应"畸变,是否具有其他畸变形态,实测含噪数据的畸变频段等问题仍然值得探讨.本文从模拟和实际两方面，研究了相关噪声对AMT阻抗数据的影响。首先，利用多个电、磁偶极子，设计了同时包含非均匀平面波信号与相关噪声的简化信噪模型；其次，通过改变模型中发收距、发送信号强度、含噪时长以及相对观测方位等参数，模拟不同噪声源距离、方位以及不同信噪比的相关噪声对AMT阻抗数据的畸变影响；最后，利用小波能量谱、极化方向以及主成分分析等方法分析了庐枞地区大量实测AMT数据中所含有的相关噪声，统计了庐枞地区相关噪声的影响规律。模拟结果表明，相关噪声源与观测点的距离主要影响AMT阻抗数据的畸变起始频点以及畸变幅度，距离越小，影响越大；相关噪声的强度主要影响数据的畸变频段宽度以及畸变幅度，相关噪声越强，信噪比越低，畸变越严重；而相关噪声源的方位主要影响数据曲线的畸变形态，可使得数据曲线的畸变呈现“近场效应”规律，也可呈现出其他的畸变形态，如使得阻抗视电阻率数据的畸变曲线在等间隔双对数坐标系中斜率大于或小于1，相位曲线不趋于0等。