Введение к работе
Актуальность темы. Освоение диапазона очень -низких частот І...ЗО кГц) - характерная особенность современного состояния іхники радиосвязи. Радиоволны этого диапазона имеют устойчивые іловия распространения и обеспечивают высокую надегаюсть работа ютем связи и радионавигации. Для передачи радиосигнала в дна», ізоне очень низких частот применяют достаточно длинные призом<-ге и подземные антенны. Эффективность работы таких антенн су-ютьенно зависит от электропвоводности грунта и его однород— 'Сти на площадке раэмещенк:. антенны. Пригодность площадки я размещения приземной антенны определяют по результатам мерения электропроводности грунта. Электропроводность груп-в естественном залегании изучает электроразведка — геофизи-ский метод поиска полезных ископаемых. В геофизике электро-зведочные работы выполняют с целью обнаружения рудного объекта, ответственно этой цели критерием оптимальности выбора пара-тров измерительной установки л электроразведке является стигение наибольшая контрастности проязлоиия рудного объекта окружающей среде. Ввиду многообразия факторов, влияющих на нтрастность, оптимальные параметры измерительной уотановки геофизике определяют по результатам опытных работ на типовых.. зрезах с известной геологией. В отличие от геофизики в техни-радиосвязи электроразведочные работы выполняют с целью опре-ления электропроводности грунта, - параметра непосредственно иявщего на эффективность работы приземной антенны. Соответ— венно этой цели критерием оптимальности выбора параметров мерительной установки в технике радиосвязи является достиже-е наибольшей точности определения електрог.роводности грунта.
Получение возможно более полной информации о геовлектрических свойствах антенной площадки обуславливает актуальность поиска оптимальных по точности условий определения электропроводности и локализации неоднородностей грунта в естественной залегании.
- Цели и задачи работы. Основная цель работы заключается в разработке методики выбора параметров измерительной установки оптимальных по точности определения электропроводности грунта в гармоническом поле вертикального магнитного диполя. Для достижения этой цели в задачи работы включены: исследование факторов, влияющих на точность определения электропроводности грунта; выбор оптимальных условий измерения; разработка методики вертикального зондирования геоэлектрического разреза в найденных оптимальных условиях. Другая цель работы заключается в выборе параметров профилирования, оптимальных по точности локализации неоднородностей грунта измерительной установкой с диполями. Для достижения этой цели в задачи работы включены: исследование условий формирования аномалий профилирования; разработка методики выбора параметров профилирования; исследові ние закономерностей формирования рел;ефа аномального поля для различных типов измерительных установок. Ь задачи работы также включены: разработка конструкций датчиков магнитного поля, выб< критерия оценки их эффективности, разработка конструкций согла-сующих устройств для передающей антенны в диапазоне очень низких частот, проведение экспериментальных работ.
Научная-новизна работы заключается в следующем: исследована разрешающая способность компонент поля и их отноше ния по определению информационного параметра измерительной установкой с вертикальным магнитным диполем; предложен способ изопараметрического зондирования, в.котором в кач стве постоян ного параметра взято отношение вертикальной и горизонтальной
компонент магнитного поля; предложен графический метод построения кривых изопараметрического зондирования по известным графикам дистанционных или частотных зондирований; введено понятие существенной зоны излучателя на поверхности полупространства по графику нормированного вектора Пойтинга; показано, что для измерений d поле вертикального магнитного диполя оптимальные условия по определению электропроводности грунта и локализации ' неоднододностей совпадают; введено понятие действующего объема датчика поля, показано равенство действующих объемов датчика при работе по электрической или магнитной компонентам волнового поля; предложены конструкции датчиков для одновременного измерения ортогональных компонент магнитного поля; предложены конструкции переменных индуктивностей для согласования антенны с . передатчикам.
Практическая ценность работы заключается в том, что на основе анализа разрешающей способности компонент поля предложена методика выбора на местности параметров измерительной установки, оптимальных по точности определения электропроводности грунта. Предложенная методика изопараметрического зондирования дополняет существующие методы зондирования и позволяет оценить изменение электропроводности грунта по глубине. Результаты такой оценки могут быть использованы в решении задач инженерной гео— . логии, например, - при поиске водоносных пластов. Введеное понятие о существенной зоне излучателя облегчает выбор на местности расстояния между передающим и приемным диполями, исключающего пропуск неоднородностей грунта при профилировании, в частности, -зон повышенной электропроводности для размещения заземляющих устройств антенны. Кроме того, понятие о существенной зоне излучателя позволяет оценить на местности контролируемые глубину, площадь и объем грунта. Критерий оценки датчика поля по дейст-
вуюздему объему может найти применение при проектировании антенных устройств диапазона очень низких частот. Возмогло применение предложенных конструкций датчиков поля в геофизической аппаратуре с обработкой сигнала на процессоре. Предложенные конструкции переменных индуктивностей облегчают настройку передающих антенн в диапазоне очень низких частот. Автор выносит на зашиту:
1. Исследование разрешающей способности компонент поля и
их отношения по определению информационного параметра измерительной установкой с вертикальным магнитным полем.
-
Изопараметрический способ электромагнитного зондирования.
-
Графический способ построения теоретической кригой изопараыетрического зондирования по палеткам кривых дистанционных или чаототных зондирований.
-
Методика выбора параметров профилирования по суысгвеинрй зоне излучателя.
-
Схемы и конструкции датчиков поля.
-
Схемы и конструкции вариометров диапазона очень низких частот.
-
Экспериментальные результаты по проверке оптимальности выбора параметров измерительной установки при обнаружении выхода рудного тела.
Публикации и личный вклад автора
Основная часть материала диссертации опубликована в 3-х статьях и 6-41 описаниях авторских свидетельств.
Личный вклад автора заключается в выполнении теоретических исследований по теме работы, в разработке и отладке алгоритмов вычислений на ЭШ, в разработке конструкций датчиков поля и переменных индуктичностей; в раэработке методик эксперимента и "частий в експериментальних работах.
Структура диссертации: Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и трёх приложений. Содержание изложено на 131 странице текста и включает 23 рисунка. Список использовано» «итературы содержит 38 наименовании.
