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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中數據畸變校正的有關方法，介紹了方位校正和振動校正的原理，并給出了校正結果。在海底大地電磁探測技術中，傳感器系統的方位及水平狀態直接影響著大地電磁場分量的觀測結果。因此，在觀測的過程中，必須隨時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，以便對觀測的數據進行方位畸變校正。另外，當測量電磁場分量的傳感器系統放入海底時，由于海水的各種各樣的運動，傳感器系統在正常工作的同時，會產生振動，造成電場分量和磁場分量的測量數據不精確。因此要設法對測量的數據進行校正。設計上，傳感器系統的振動對電場分量數據的影響是很小的，這種影響常常被忽略；但是這些振動對磁場分量數據的影響是很大的，必須進行正確的振動畸變校正，才能得到準確的磁場分量數據。
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中，由于在海底大地測量系統中的5個探頭滿足右手坐標系原理，因而可以利用實驗測得的電場和磁場的5個分量以及所測的傾角和對于北向的方位角進行方位和水平校正。基本坐標系如圖1所示。
設在海底測得的電場和磁場的5個分量分別用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個分量分別為Ex'、Ey'、Hx'、Hy'、Hz'，則有：
其中，T1為電場的變換矩陣，
T2為磁場的變換矩陣，
將T1和T2分別代入上式后，可以求出校正后的Ex'、Ey'、Hx'、Hy'、Hz'，即校正后電磁場分量的值。
2 振動校正原理
對于探頭振動所引起的干擾磁場，可以通過先求出探頭振動所引起的干擾磁場，然后再濾波的辦法進行校正。
在大地的某一點上的電場強度E為大地電場在這一點上的值E0與二次電場Es的疊加，即：E=E0 Es。在大地的某一點上的磁場強度B為大地磁場B0與二次磁場Bs的疊加，即：B=B0 Bs。
實際測量的是電場的水平方向上的兩個分量，即Ex和Ey。由于二次場Es的存在，則有：
Ex=Ex' Esx,Ey=Ey' Esy
其中，Es為由于長探頭振動所產生的二次電場（Es=Esx Esy）。
探頭的振動是不規則的，但可以將其分為兩部分：
（1）長探頭在垂直于磁場的方向上運動，切割磁力線，產生的感生電動勢為Es1（實際中，由于探頭很長，達到5m左右，因此，又可以將其視為長螺線管）。
（2）探頭以某一角速度旋轉，造成穿過探頭線圈的磁通量發生變化，所產生的感生電動勢為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即為測量點的大地磁場B0和二次磁場
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