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本文简要介绍了频率电磁测深的基本原理,导出了水平层状大地上赤道偶极装置频率电磁测深视电阻率表达式,并介绍了其正演滤波计算方法。同时针对水平层状大地模型,编制了基于水平电偶源赤道偶极装置的奇异值分解(SVD)、马奎特(MQT)和模拟退火算法(SA)的反演实用程序,并详细介绍了这三种算法的基本原理和实现思想。SVD算法是基于矩阵的奇异值分解提出的,稳定的奇异值分解,是保证算法稳定收敛的关键。MQT算法是一种阻尼最小二乘算法,其阻尼因子α的合适选取是其关键。SVD和MQT算法均是基于线性理论的反演方法,反演结果与初始模型有很大的关系。SA算法是基于模拟固体降温物理过程的一种非线性反演算法,算法本身能够跳出局部极小,从而反演结果不依赖初始模型。
以往频率测深数据解释主要在DOS界面下,操作难度较大,对用户技术要求较高,为此,本文在编制了SVD、MQT和SA反演程序的基础上,利用VisualC++6.0开发平台,开发出在Windows界面下运行的水平层状大地频率测深资料解释软件,避免了用户在DOS界面下的复杂操作,并对反演数据直接成图,免去了使用第三方专业软件绘图的麻烦,为用户节省了时间,提高了效率。反演计算部分用Fortran语言编制程序,VC和Fortran之间的通信,直接采用参数传递,弃除文件交换数据的繁琐过程,提高了程序的运行效率,方便了用户的使用。
经过对大量的二层、三层和四层理论模型反演,说明三种反演算法对于不同类型的地电断面一般均能稳定收敛。为了检验该反演程序的适用性,对几个不同类型加5%随机噪音的地电模型理论视电阻率测深断面数据进行反演,结果表明三种反演方法均运行稳定、容错性强,反演结果可靠,所编制的程序是正确的。