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申请/专利权人：吉林大学

摘要：本发明涉及地球物理勘探领域，为一种基于波场变换的地面核磁共振小线圈信号增强方法，解决了在城市、高原等地形复杂的环境中，大线圈测量技术难以应用，以及传统的小线圈测量技术存在的信号微弱、探测深度受限问题。该方法包括:得到核磁共振信号与拟地震波场变换方程；通过Tikhonov正则化方法，对核磁共振信号与拟地震波场变换方程进行求解，实现波场反变换，得到各个接收线圈的拟地震波场值；根据相邻接收线圈反映的含水量信息的相关性，以每个接收线圈为中心，基于格林函数合成孔径，得到每个接收线圈合成后的拟地震波场值；基于波场变换理论，将合成后的拟地震波场值变换回核磁共振信号值，本发明提高了后续正反演分析结果的准确性。

主权项：1.一种基于波场变换的地面核磁共振小线圈信号增强方法，其特征在于，该方法包括:a、根据核磁共振信号与核磁共振响应场的微分关系，利用核磁共振响应场与拟地震波场的经典变换公式，得到核磁共振信号与拟地震波场变换方程；b、通过Tikhonov正则化方法，对核磁共振信号与拟地震波场变换方程进行求解，实现波场反变换，得到各个接收线圈的拟地震波场值；c、根据相邻接收线圈反映的含水量信息的相关性，分别以每个接收线圈为中心，基于格林函数合成孔径，得到每个接收线圈合成后的拟地震波场值；d、基于波场变换理论，将合成后的拟地震波场值变换回核磁共振信号值；步骤a具体包括：向发射线圈中通入拉莫尔频率的交变电流，在地下空间产生激发场，使得地下水中的氢质子进入激发态；切断电流后，跃迁的氢质子释放能量，逐渐回到低能级的平衡状态，地面的接收线圈产生感应信号，即为核磁共振信号；构建核磁共振信号与核磁共振响应场的微分关系： （1），其中，为扩散场时间变量，为空间变量，为核磁共振信号，为核磁共振响应场；核磁共振响应场与拟地震波场的经典变换公式为： （2），其中，为拟地震波场类时间变量，为拟地震波场，省略空间变量，则将公式（2）改写为： （3），将公式（3）代入到公式（1）中，为省略空间变量后的拟地震波场，为省略空间变量后的核磁共振响应场，得到核磁共振信号与拟地震波场的变换关系式： （4）对积分区域进行离散化，将积分在域划分为段，分别对每段进行积分，再求和得到： （5）其中，为采样点数，为时刻的核磁共振信号值，为时刻在域中分段区间为的积分核函数值，为域中分段区间为的拟地震波场值；使用不定积分直接计算： （6）；步骤b具体包括：将公式（5）改写成线性方程组形式： （7），其中，为核磁共振信号值，为积分核函数值，为拟地震波场值，公式（7）表示拟地震波场值与核磁共振信号值之间的转换关系；应用Tikhonov正则化方法，对公式（7）核磁共振信号与拟地震波场变换方程进行求解，得到各个接收线圈的拟地震波场值；步骤c具体包括：设一条测线上总接收线圈个数为，为任意正整数，根据各个接收线圈的位置，标记第1接收线圈位置为，第接收线圈位置为，确定合成孔径的范围为；以第个接收线圈为中心，其中，计算相位和幅值系数： （8），其中，为相位系数，为幅值系数，为相位加权系数，为幅值加权系数，为第个接收线圈与中心线圈的线性距离，为磁导率，为介质的相对磁导率，为真空磁导率，为介质电导率；利用公式（9）基于格林函数合成孔径： （9），其中，为合成孔径范围内除中心线圈以外的其他接收线圈的拟地震波场值，为中心线圈合成后的拟地震波场值；步骤d具体包括：基于波场变换理论，将每个接收线圈合成后的拟地震波场值变换回核磁共振信号值： （10），其中，，，为每个接收线圈合成后的核磁共振信号值，为每个接收线圈合成后的拟地震波场值。

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