我國礦產(chǎn)資源勘探開發(fā)的深度存在“瓶頸”(通常為500 m)，海陸交互帶、沼澤等特殊景觀區(qū)，仍屬勘探盲區(qū)。

地、空時頻域電磁探測系統(tǒng)利用電磁波在地下傳播特性獲取地下電阻率結構，具有測量精度高、穩(wěn)定性好等優(yōu)勢，是最有效的地球探測系統(tǒng)之一。該系統(tǒng)首次提出了地、空協(xié)同時頻域電磁測量、淺層約束下深部電阻率成像等創(chuàng)新方法，攻克了超大功率激發(fā)、精密寬頻弱磁測量、強干擾抵消、運動噪聲抑制和深部電性結構精細探測等多項技術難題，研發(fā)了國際上第一套地、空協(xié)同時頻域電磁探測系統(tǒng)，實現(xiàn)了地球深部和勘探盲區(qū)的地電結構勘查，引領了高效、大深度和精細化一體的電磁勘探發(fā)展方向。

該系統(tǒng)已獲得數(shù)項國家發(fā)明專利和軟件著作權(201310442803.8、201010573168.3等),并獲得2014年國家科技進步二等獎和高等學校技術發(fā)明一等獎，發(fā)表SCI/EI論文62篇。

1 系統(tǒng)原理及特點

地、空時頻域電磁探測系統(tǒng)以無人機作為載體，具有速度快、成本低、探測范圍廣、空間分辨率高、可用于海域探測等優(yōu)點。地面大功率發(fā)射系統(tǒng)采用地面大功率發(fā)射系統(tǒng)向接地長導線源輸出時、頻電流激勵大地，產(chǎn)生大面積覆蓋的電磁波，將時、頻電磁采集裝置固定在空中無人飛行器上，并與地面分布式多參數(shù)時、頻域電磁裝置協(xié)同測量，獲取地下感應電磁信號，通過電阻率成像獲取地下電性結構信息。應用于草原沙漠地區(qū)、海陸交互地帶、沼澤地帶、復雜地形、無人山區(qū)等特殊地區(qū)開展礦產(chǎn)資源、水資源、地質(zhì)災害等電磁探測。

該系統(tǒng)與國際典型電磁系統(tǒng)相比，首創(chuàng)了地、空協(xié)同、時頻域電磁測量、雙記錄模式等技術，其動態(tài)范圍比日本時域地空GREATEM系統(tǒng)高48dB，傳感器與加拿大AMTC-30傳感器相比，頻帶寬度拓寬了兩個數(shù)量級，靈敏度提高了5倍，信噪比提高4倍，發(fā)射輸出功率超GDP32的3倍。

2 技術參數(shù)

(1) 接收系統(tǒng)

測量參數(shù)：dHx/dt

同步方式：石英鐘或GPS

噪聲水平：8 nV/Hz1/2

存儲容量：大于50 GB

增益：20、21、……27程控

接收通道：30～50道

動態(tài)范圍：>160 dB (0.1 Hz～2 kHz)；

>140 dB(<0.1 Hz, 2～100 kHz)

采樣率：30、70 kHz(時域)；2、196 kHz(頻域)

(2)飛行平臺

旋翼無人機：2套

載重要求：3～5 kg

飛行高度：30～100 m

飛行速度：3～5 m/s

電池充電周期：2 h

電池壽命(組)：100架次

每架次飛行時間：15 min

每架次有效飛行距離：4 km

(3)發(fā)射系統(tǒng)

輸出功率：100 kW

輸出電壓：0～1500 V

輸出電流：0～68 A

輸出波形：時域雙極性脈沖；

頻域雙極性、偽隨機脈沖

輸出頻率：時域3.125、6.25、12.5和25 Hz

同步方式：GPS+恒溫晶振