层矩阵法在大功率固定源电磁勘探3D积分方程正演中的应用

随着大功率固定源电磁法这种新方法的提出，一些新的科学问题也随之出现。在此方法中由于源的长度及收发距都很大，所以在进行电磁场正演模拟时必须要考虑空气层及电离层的影响。为了解决这个问题，申请者自行推导了可计算得到任意层状介质中任意源产生的任意位置电磁场的方法，并称之为"层矩阵法"。在此基础上，申请者在本项目提出将层矩阵法的计算结果作为3D积分方程法层状背景电导率的格林函数，用来建立可以正演大功率固定源电磁法的3D积分方程法。本项目在重点解决层矩阵法与积分方程法的匹配问题之后，将建立起整套的层矩阵3D积分方程算法，并编写出可靠的计算程序。然后将利用此套程序进行大功率固定源电磁法近场区、过渡场区、远场区及波导场区各种3D模型的正演计算，并分析考虑近场区存在激电效应时的电磁场特征，为大功率固定源电磁法的应用提供理论依据。

大地电磁法（MT）和可控源音频大地电磁法（CSAMT）虽然在多种勘探领域均得到了广泛的应用，但是也存在着一些问题。于是结合了这两种勘探方法的优点，一种采用固定的大功率源进行电磁波发射，在全国范围内进行电磁信号接收的人工源电磁法得到了发展。此方法的收发距可达上千公里，电离层的存在将影响到电磁信号的传播。为了探讨大功率固定源方法的电磁场传播特征，本项目将大功率固定源方法模型抽象为地-电离层模型，研究电离层影响下的三维积分方程法，其中地-电离层模式背景模型的格林函数用波数域中的层矩阵法获得。利用此正演方法模拟对比了发射源分别为水平长线源、环状源和L型源时电离层影响下的电磁场传播特征，并计算得到了线状源情况下典型3D异常体的电磁场特征，为方法的实际应用打下了坚实的基础。