期刊,地球物理学报 2024年卷12期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

地球物理学报

主　　编：刘光鼎

出版周期：月刊

国际刊号：0001-5733

电子邮箱：actageop@mail.igcas.ac.cn

电　　话：010-82998105

邮政编码：100029

地　　址：北京市9825信箱

地球物理学报/Journal Chinese Journal of GeophysicsCSCD北大核心CSTPCDEISCI

查看更多>>本刊为专业学术性刊物。报道地球物理学领域的研究成果，刊登论文、研究简报及综述等。内容涉及地震及地球内部物理学和化学、地磁及空间物理、重力及大地测量学、大地构造物理学、地球动力学、勘探地球物理、海洋及大气物理等方面。读者对象为地球物理及其相关学科的科学技术工作者和大专院校师生。

正式出版

收录年代

探索地学仪器原始创新·致力地球物理技术突破

林君严复雪皮帅

4433-4455页

查看更多>>摘要：地球物理仪器是地学仪器的关键分支,也是地球科学研究的基石,在资源勘查、环境监测及灾害预防等多个领域扮演着核心角色.由于发展和起步较晚,我国的高端地球物理仪器长期依赖国外进口,这严重制约了国产仪器的发展.虽然我国地球物理仪器装备的研发水平近年来取得了进步显著,但相比发达国家仍存在一定差距.国产仪器应从根本上突破困境,摆脱对进口仪器的依赖,加强自主研发和创新能力.本文重点从重、磁、电、震、核磁及放射性测量六个方面阐述了我国地球物理仪器的发展历史及代表性成果.同时,简述了人工智能在地学仪器中的应用,概述了制约我国地球物理仪器装备发展的主要问题,并提出了未来的发展方向.

关键词：

地球物理地学仪器自主创新

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超宽带穿透成像雷达及其在探月工程中的应用

方广有纪奕才沈绍祥周斌...

4456-4467页

查看更多>>摘要：月球次表层结构记录了月球形成和演化的关键信息,对月球次表层结构的精细探测是我国探月工程的重要科学目标.超宽带穿透成像雷达是获取月球次表层结构的最有效技术,我国探月工程的嫦娥三号和四号探测器在国际上率先采用超宽带穿透成像雷达开展了地外天体的探测实践,并取得了重大进展.本文对超宽带穿透成像雷达采用的不同信号进行对比分析和选择,归纳探月工程中应用的超宽带穿透成像雷达的特点及其关键技术突破,并对月球次表层结构探测结果进行分析与总结,为后续任务的仪器设计和科学研究提供有益参考.

关键词：

穿透成像雷达探月工程月面巡视器着陆器超宽带

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基于自适应差分优化算法的SQUID TEM数据电阻率-极化率多参数提取研究

马彬原嵇艳鞠马云峰吴琼...

4468-4481页

查看更多>>摘要：超导时域电磁探测方法(Superconducting Quantum Interference Devices Time Domain Electromagnetic Method,SQUID TEM)是多金属矿探测的有效手段之一.在实际探测中超导传感器虽然可以观测到极其微弱的极化效应,但还无法同时提取电阻率和极化率信息.本文提出了基于种群个体自适应进化筛选策略的差分优化算法,分析了传统差分优化算法中突变和交叉因子均为定值时,对电阻率和极化率提取精度的影响,设计优化了突变因子随柯西分布、交叉因子随高斯分布的自适应控制方式,重构了同时包含极化率和电阻率信息的目标函数,从而实现了极化率和电阻率参数的同时提取.通过典型层状模型,对比了自适应差分优化与差分进化、线性权重粒子群算法进行电阻率和极化率参数提取的效果,自适应差分优化算法的提取结果更接近真实模型.将该新方法应用于黑龙江大兴安岭地区的SQUID TEM野外数据,实现了地下不同深度电阻率、极化率信息的提取,结果与钻孔资料一致,验证了新方法双参数提取的有效性.

关键词：

SQUIDTEM自适应差分优化算法控制参数感应极化效应多参数提取

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2000A级海洋可控源电磁发射系统

王猛伍忠良余平邓明...

4482-4492页

查看更多>>摘要：海洋可控源电磁法(MCSEM)是探测深海石油、天然气、天然气水合物和其他电性异常目标体的有效方法之一.MCSEM探测的硬件系统由发射和接收两大部分组成,发射系统包括远程甲板监控单元、甲板变频升压单元、光电复合深拖缆、发射机拖体、发射天线和尾标等部件.本文从可控源电磁场中与发射系统相关的参数探讨出发,以大功率电能传输、大电流开关逆变、IGBT控制波形产生等核心要素为框架,深入分析了具有自主知识产权的2000A级海洋可控源电磁发射系统关键技术.实验室测试和海洋试验结果证明,发射机采用的新型干湿舱混合设计方法和GPS秒脉冲长距离传输技术,显著提高了发射电流和散热性能,可在千米水深的近海底实现稳定可靠的远程遥控通信和2000A级的开关逆变,建立DC-10 Hz的大电流人工电磁场源.本文介绍的内容为深海大功率地球物理仪器的设计提供了参考.

关键词：

海洋可控源电磁发射系统控制干舱发射湿舱海洋试验

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超导重力仪研制与固体潮观测

张宁陈高俊刘路董馨...

4493-4502页

查看更多>>摘要：超导重力仪是目前世界上分辨率最高、稳定性最好的相对重力仪,是研究固体潮及重力长期变化最理想的观测仪器.本文首先阐述了超导重力仪的基本构成和工作原理,其次详细介绍了自主研制的超导重力仪工程样机及其在工程化研究中取得的成果,涵盖了敏感探头单元、"零蒸发"低温单元、环境扰动控制单元和数据采集管理单元.该仪器安装在武汉市引力与固体潮国家重点野外科学观测研究站山洞实验室,通过与绝对重力仪比对测试确定了仪器的格值,并在此基础上进行了 3个月以上的固体潮连续观测,观测结果表明仪器在实际使用环境中工作稳定,高质量地记录了重力固体潮和地震信号.继而对超导重力仪的相关性能进行了全面的评估,深入分析了仪器的噪声水平、直接量程、艾伦方差和漂移率等关键性能指标.最后对下一步工作进行了展望,期待在灵敏度提升、环境扰动抑制以及长期稳定性等方面实现新的技术突破,以推动超导重力仪的持续进步与应用拓展.

关键词：

超导重力仪固体潮格值标定性能测试

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从连续地震记录快速识别大型滑坡事件的智能方法

李怀良孟令达文骏楠王丹...

4503-4514页

查看更多>>摘要：大型滑坡灾害发生时会产生不同于构造地震活动的震动信号,快速准确识别此类地震信号能为大范围区域滑坡灾害速报或预警提供重要参考.然而,快速准确地从连续地震记录中识别这类信号,是一项具有较大挑战性的工作.本文在全球范围内收集了 150个滑坡产生的1431条地震信号,采用基础数据增强方法将数据扩展至含8351条滑坡相关地震信号的数据集,并基于ResNet网络训练了一种用于滑坡事件自动识别的深度学习网络(Landslide recognition network,LRNet),对网络进行了改进,加入了跳接结构和连接结构,用于扩展网络的宽度和特征深度,进一步增强了 LRNet的泛化能力.利用已标定的滑坡相关地震数据,对比分析了 LRNet、AlexNet、VGGNet和ResNet网络,结果显示LRNet网络具有更高的识别准确率,达到98.14％.通过对西藏林芝地区色东普滑坡灾害连续地震记录的判识,进一步验证了 LRNet网络对于滑坡相关地震信号的准确识别率,这表明LRNet具有可靠的泛化性能.文中也利用格林函数反演了主事件的运动轨迹,能够为滑坡灾害的速报及救援提供可靠的技术支持.

关键词：

滑坡监测滑坡相关地震信号深度学习地震信号格林函数

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基于几何负刚度弹簧结构的超低频有源垂直隔振系统研制

伍康徐子涵周铁生要佳敏...

4515-4521页

查看更多>>摘要：绝对重力仪在地球物理、精密计量、资源勘探等科学研究和工程技术领域有广泛应用.地面振动噪声严重制约绝对重力测量精度.超低频垂直隔振系统可以显著提高绝对重力测量精度.本文研制的超低频有源垂直隔振系统,利用几何负刚度弹簧结构静刚度大、动刚度小的优点,以其替代经典垂直隔振系统中的负载支撑弹簧,通过精密位移检测和伺服反馈控制实现超长的谐振周期.本文详细介绍了该系统的等效物理模型和控制模型,推导了闭环系统的传递函数.所研制的样机闭环周期超过20 s,相关试验验证了系统可以支撑绝对重力仪实现微伽级高精度测量,并且可以在实验室环境下长期稳定工作.该系统的负载安装在结构顶部,适用于激光干涉和原子干涉两种体制的绝对重力仪.

关键词：

垂直隔振超低频几何负刚度绝对重力仪

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基于点电偶源的土石堤坝管涌渗漏通道探测方法与仪器设计

佟野滕飞林君

4522-4534页

查看更多>>摘要：土石坝是一种常见的水利工程结构,土石材料的结构特性决定着渗漏的必然性,异常的渗漏可能导致坝体内部土的壤受到侵蚀,逐渐地形成了管涌渗漏通道.如果不采取有效措施提前探测和治理管涌渗漏通道,坝体可能面临沉降、滑坡或坍塌等风险.为了能够准确地探测土石坝管涌渗漏通道的位置,为堤坝治理提供更丰富的探测数据,本文基于管涌渗漏通道的电导率异常分布特性,研制出一种渗漏探测仪器.该仪器包含发射系统和接收系统.发射系统用于激励管涌渗漏通道产生异常磁场;接收系统由三分量磁测传感器、Real-Time Kinematic(RTK)定位系统和接收机组成,用于测量和记录微弱的异常磁场信号的幅度和厘米级经纬度信息.通过仿真、实验室测试以及野外实验,验证了探测方法和仪器的有效性.该技术和仪器有望在堤坝安全性监测和维护方面发挥重要作用,为减少土石坝潜在的灾害提供了一种先进的探测技术手段.

关键词：

电磁探测三分量磁测传感器磁场强度测量土石坝管涌渗漏通道探测

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浅层地面磁共振匀场预极化线圈多源探测阵列研究

林婷婷赵汗青安芷毓常天琦...

4535-4543页

查看更多>>摘要：地面磁共振(Surface Nuclear Magnetic Resonance,SNMR)技术是唯一能够实现地下水定性定量探测的地球物理方法,在水资源勘探、灾害水调查等领域有较好发展潜力.通过直流线圈发射预极化脉冲能够有效提升信号幅度,然而其布设配置及磁场均匀性直接影响激发及探测效果,探测阵列的配置方案少有讨论.针对上述问题,本文基于磁偶极子法构建了探测目标水体的均匀目标磁场方程,以线圈功耗为约束求解了规则的地面电流分布,在此基础上引入流函数法实现电流分布与线圈实际布设的等效转换,获取了匀场预极化线圈配置.分别构建方形及长方形分层目标水体模型求解匀场线圈配置进行验证,求解配置与常规方案相比磁场均匀性及分辨率有明显提升,证明了方案的有效性.结果表明:基于目标场法的配置求解方案与常规方案相比,可以根据不同探测目标获取针对性的匀场线圈布设方案并具有良好的探测分辨率和工程应用效率,能够弥补匀场预极化线圈配置设计空白.本文的研究成果,将为浅层多源预极化技术在复杂应用环境下的工程应用提供有力支撑.

关键词：

地面磁共振预极化目标场法数值模拟

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便携式节点化广域电磁探测系统

李帝铨何继善蒋奇云王永兵...

4544-4554页

查看更多>>摘要：传统人工源电磁法必须采集特定方位的电磁场实现探测,观测系统严苛,在地形地物复杂区人为误差大,导致视电阻率计算不准确.为解决该问题,本文提出宽方位电磁探测方法,定义任意电磁场的视电阻率参数,打破坐标系禁锢,实现任意电磁场的对地探测,观测系统灵活;基于伪随机信号混合编码和FPGA合成技术研发了大功率高效率电磁发射机,实现了复杂伪随机信号的动态装载,具有频差小、频率密度高、可根据探测目标动态调整发射频率的特点;研发了便携式节点化电磁采集仪,采用手机APP实现高精度导航定位、状态监控和采集控制,实现了数据采集的自动化.集成的便携式节点化广域电磁探测系统具有自动化程度高、人为误差小等优点,可实现360°全方位测量,为高效精细电磁探测提供技术装备支持,已成功应用于川藏铁路德达隧道探测.

关键词：

广域电磁法伪随机信号便携式节点化

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