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1 绪论1

1.1 研究背景与研究意义1

1.2 研究现状4

1.2.1 伪随机多频激电法的研究现状5

1.2.2 谱激电法的研究现状6

1.2.3 相关辨识法在电法勘探中应用的研究现状9

1.3 研究方法与技术路线13

1.3.1 研究方法13

1.3.2 技术路线14

1.3.3 本书的主要创新点16

2 相关辨识法17

2.1 系统辨识18

2.1.1 系统辨识的基本概念18

2.1.2 系统辨识方法19

2.1.3 系统辨识的典型信号源20

2.1.4 系统辨识中常用的误差准则21

2.2 相关辨识原理21

2.2.1 相关辨识模型22

2.2.2 伪随机序列23

2.2.3 伪随机序列的应用领域24

2.3 m序列及其性质32

2.3.1 m序列的产生32

2.3.2 m序列的性质34

2.3.3 m序列的相关辨识37

2.4 逆重复m序列及其性质38

2.4.1 逆重复m序列的产生39

2.4.2 逆重复m序列的性质39

2.4.3 逆重复m序列的相关辨识41

2.5 m序列参数选择41

2.5.1 码片宽度42

2.5.2 周期长度N46

2.5.3 重复周期数q和信号幅度±a48

2.6 提高辨识精度的方法49

2.6.1 计算自相关的模型对比49

2.6.2 在线辨识的优化56

2.7 提高抗噪声性能的方法59

2.7.1 白噪声59

2.7.2 有色噪声60

2.7.3 直流干扰和趋势干扰67

2.7.4 周期干扰67

2.7.5 非线性干扰70

3 相关辨识仿真72

3.1 发送信号源72

3.1.1 m序列72

3.1.2 逆重复m序列72

3.1.3 m序列和逆重复m序列的自相关函数和功率谱73

3.2 待辨识系统76

3.3 噪声源77

3.4 待辨识系统相关辨识结果78

3.4.1 直接辨识与相关辨识的对比78

3.4.2 内插对辨识结果的影响80

3.4.3 参数选择对辩识结果的影响81

3.4.4 噪声对辨识结果的影响85

3.4.5 提高辨识精度的方法仿真101

3.4.6 提高计算效率的仿真116

3.5 观测系统和观测系统辨识结果119

3.6 综合系统和综合系统辨识结果120

3.7 反卷积去除观测系统的影响121

4 相关辨识谱激电法123

4.1 Cole-Cole模型125

4.2 Cole-Cole模型的相关辨识134

4.2.1 单Cole-Cole模型的辨识结果135

4.2.2 双Cole-Cole模型的辨识结果135

4.3 Cole-Cole模型辨识结果的参数拟合139

4.3.1 阻尼最小二乘法139

4.3.2 Cole-Cole模型初值的选择143

4.3.3 辨识结果的拟合144

4.4 地电参数的反演146

4.5 地电系统相关辨识方案150

4.5.1 观测方案150

4.5.2 辨识系统参数选择151

4.5.3 由视参数获得真参数152

5 仪器设计154

5.1 电法仪器概述154

5.1.1 电法传感器155

5.1.2 常见电法仪器160

5.1.3 电法仪器发展趋势170

5.2 仪器的总体设计思路171

5.3 发送机的设计方案172

5.3.1 同步装置172

5.3.2 信号生成器173

5.3.3 高压输出模块173

5.4 接收机的设计方案182

5.4.1 ∑-△型ADC及过采样技术182

5.4.2 抗混叠技术188

5.4.3 数据采集系统的阻抗匹配191

5.4.4 仪器的架构和原理197

6 室内实验205

6.1 阻容网络实验205

6.1.1 一阶系统205

6.1.2 二阶系统209

6.1.3 Cole-Cole模型211

6.2 水槽实验214

6.2.1 实验条件与装置215

6.2.2 中间梯度法水槽实验215

6.2.3 偶极-偶极阵列水槽实验217

7 研究结论与展望221

参考文献及资料223