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在多孔隙含水层中地面磁共振（surface nuclear magnetic resonance，SNMR）信号呈现多弛豫衰减特性，常规盲源分离方法和单指数拟合方法引起信号严重失真和信息缺失等问题.本文提出了基于稀疏表示的随机噪声背景下多弛豫SNMR信号的提取方法.根据SNMR信号的衰减特征，设计了精确刻画SNMR信号且与随机噪声不相关的离散衰减余弦冗余字典.其次，针对多弛豫SNMR信号稀疏度未知的问题，通过设置合理的残差比阈值控制迭代次数，改进了广义正交匹配追踪（generalized orthogonal matching pursuit，gOMP）算法，使得该方法应用于SNMR信号的提取时，具有更好的自适应性和普适性.再次，鉴于SNMR测量数据为多次独立重复采集的结果，提出了基于数据流的SNMR信号提取策略，在提高算法鲁棒性的同时，保证了信号提取结果的唯一性.最后，通过仿真和实测数据证明了基于gOMP算法的稀疏表示方法可以显著地提升多弛豫SNMR信号的提取质量，降低随机噪声对含水层反演结果的影响，提高SNMR探测能力. 相似文献
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核磁共振地下水探测仪的灵敏度高,接收到的纳伏级磁共振探测信号极易受到强工频谐波噪声的干扰,导致信号特征参数提取的准确度降低,影响反演解释的水文地质参数结果.为了解决这一难题,基于相关抵消的原理,针对全波磁共振信号,设计带有参考线圈的90°移相自适应噪声抵消系统,理论计算了参考线圈相对于探测线圈的距离,提出变步长LMS算法进行噪声压制.仿真结果表明,在不同的信号强度及不同的信噪比下,当信号与工频谐波干扰频谱不重合时,采用设计的自适应噪声抵消系统和变步长算法,信噪比可以提高到5.94 dB以上,初始振幅、弛豫时间特征参数的拟合误差在2.8%以内;当信号与工频谐波干扰频谱重合时,采用双向自适应滤波算法,信噪比可以达到5dB以上,初始振幅、弛豫时间特征参数的拟合误差在10%以内,可以满足实际应用的要求;实测数据处理进一步证明了方法的有效性. 相似文献
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在利用地面磁共振方法进行地下水探测时,要求发射频率与拉莫尔（Larmor）频率相同.由于地磁场的不均匀性和噪声干扰,实际测量时无法获得准确的Larmor频率,导致发生偏共振现象.如果假设磁共振或频率偏量未知时,反演得到的含水量和弛豫时间（T2*）将存在较大误差.为了解决未知Larmor频率情况下的准确探测问题,本文在频率环测量方案的基础上提出了双频磁共振探测方法,即只需知道Larmor频率的范围区间,通过区间外的两个频率进行偏共振激发,利用频率差值的一半作为频率偏量计算核函数,即可消除未知Larmor频率的影响.通过仿真实验,证明了在电阻率大于100 Ωm时,双频磁共振和偏共振的核函数偏差较小.对于双层含水层模型,双频磁共振和偏共振的信号偏差小于3 nV,因此得到双频磁共振信号可以用偏共振核函数进行反演.通过对假设磁共振、假设偏共振和双频磁共振反演结果的对比,可以得到在未知频率偏量和设定频率偏量改变时,双频磁共振均能得到准确的反演结果.但是,当环境噪声增加和电阻率降低时,反演结果的准确度降低.最后,通过长春市烧锅镇采集数据的反演结果与已知钻探资料进行对比,验证了双频磁共振探测方法的有效性和准确性. 相似文献
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磁共振探测技术（Magnetic Resonance Sounding，MRS）以其无损、定量、直接等优势，被广泛应用于地下水调查、水文环境评价以及灾害水源预警等领域.在实际应用中，强工频谐波和随机噪声等严重影响MRS信号的质量，导致后续水文参数解释不准确.针对这一问题，提出谐波建模和自相关相结合的方法进行消噪以及信号特征参数提取.首先构建工频谐波模型，针对建模算法严重依赖工频基频精度的问题，采用自适应扫描方式搜索方案，大幅提高搜索准确度和速度；其次推导了MRS信号自相关表达式，提出了自相关参数提取的非线性拟合方法.仿真数据结果表明，建模消噪方法有效消除了工频谐波，信噪比平均提升了17.03 dB；自相关处理后，信噪比进一步提升了16.10 dB，初始振幅和弛豫时间参数提取结果的准确度比处理前分别提高了3.8倍和2.8倍.通过不同信噪比和弛豫时间的重复实验，得到当噪声水平小于200 nV和弛豫时间大于200 ms时，自相关参数提取具有较高的稳定性.最后，通过野外实测数据处理实验，进一步验证了联合消噪和参数提取方法的有效性. 相似文献
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地面磁共振探测(Surface Magnetic Resonance Sounding,SMRS)是近年来发展起来的一种地球物理新方法,这种在地面直接探测地下介质中氢核丰度的技术,不仅可以用于缺水地区的地下水资源勘查与评价,还可以在地下水引起的堤坝渗漏、滑坡、海水入侵等地质灾害水源的探测预警中发挥独特的作用.本文首次提出了地下磁共振探测方法(Underground Magnetic Resonance Sounding,UMRS),将SMRS方法引入到地下工程领域,实现隧道工程和煤矿开采等地下狭窄空间极端环境的探测.为应用UMRS方法,需要深入研究地下水超前探测理论、准全空间处理与反演方法、旋转多匝小线圈探测模式,强电磁干扰环境自适应噪声压制策略、以及复杂地质环境磁共振与瞬变电磁联合探测关键技术等难题.论文还简要介绍了超导磁探测技术和工程盾构及掘进实时探测等新技术在地下工程生产安全探测预警中的应用前景. 相似文献
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