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本发明提供一种基于相控阵的核磁共振定向探测系统及探测方法，包括计算机、控制单元、发射系统及接收系统，通过对各可控发射线圈控制信号的相位实时控制，使各可控发射线圈依次延时激发，发出的磁场信号在地下某一方向同相叠加，核磁共振信号加强。通过改变各发射脉冲矩的偏转延迟，从而实现磁场波束的定向，使核磁共振定向和定距离激发成为可能。采用相控阵的核磁共振探测方法，为隧道、前方水体、陡倾斜等地质体的地下水探测提供了一种有效方法，实现了特定方向和特定距离的地下水探测，此外还能提高地下水探测深度。通过测量能够获取更全面的地下水分布信息，提高了探测效率、精度和地下水探测分辨率。
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本发明涉及一种基于极化特征点幅值比的自适应放大电磁测量系统与方法，目的在于提高时域电磁中纳特量级极化信号的测量精度。所述测量系统包括：SQUID传感器、分段放大部分、信号采集部分。具体方法为：根据待测极化区的地质信息设置探测参数；基于典型极化模型，采用积分方程法数值模拟不同关断时间下的衰减曲线，定义正、负响应的最大值为极化特征点，计算极化特征点的幅值比，构建样本集；通过e指数拟合法构建关断时间与幅值比的函数，根据发射电流参数确定正、负响应阶段的实际放大倍数；最后由SQUID传感器接收二次磁场，过零比较器实时判断零点、程控放大器分段放大接收信号。有益效果：实现了纳特级极化信号自适应放大，提高了极化区的探测精度。
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本发明涉及一种航空器挂载式磁通门磁梯度张量仪的校正方法，一建立单个磁通门误差模型，二建立磁梯度张量分量误差校正模型，三在高空中磁场均匀的区域采集校正数据，四将上述张量分量的误差校正，五在地面磁场不均匀的区域采集校正数据，六求解张量分量的标度因子误差，七结合高空校正和地面校正所获得校正系数，八完整计算校正后的磁梯度张量。本发明的校正算法与现有的航空磁场梯度张量校正算法相比，不仅仅对单个张量分量进行校正，还包含了张量作为一个整体的校正，从而使得张量分量和整体的校正结果更加准确，同时其应用条件更符合实际的航空磁梯度张量探测区域的地质条件。
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本发明属于地质资源勘探领域，是一种基于熵滤波的场源中心位置反演方法，步骤为：S1：获取实测磁异常数据；S2：根据已反演的实测磁异常数据，利用熵滤波异常分离方法分离出对应地下不同深度层位的磁异常，熵滤波异常分离方法是空间域滑动窗口滤波方法，分离出的各层剩余异常局部极大值水平位置即为场源中心的水平位置；S3：对S2得到的各层结果置于相应地下深度层位，进行三维成像。该三维数据局部极值位置即场源的中心位置。有益效果：本发明方法提高了场源中心位置的计算精度，具有更高的分辨率及定位效果，且方法简便易行。
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本发明提出了一种适合于大规模水热型地热资源开采的布井方法，属于地热能开采领域，包括根据研究区范围以及实际水文地质条件建立三维水热耦合数值模型；确定三维水热耦合数值模型的边界条件和模拟地层的水热传递参数；根据研究区当地的地热资源需求确定供应设计目标；在所述研究区设计不同的布井方案；根据所述供应设计目标，利用三维水热耦合数值模型进行模拟，模拟并对比不同的布井方案下地下水水位波动和出水温度，确定最佳的布井方案为本发明所设计的分列交替式布井模式。本发明考虑了天然水热运动过程与人工注采过程之间相互作用，最大程度的维持地下水水位，保障注采量之间均衡，且保持工程使用周期内出水温度稳定不变。
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本申请属于地质探测技术领域，具体涉及一种探地雷达数据的反演方法和装置。探地雷达数据的反演方法包括：获取探地雷达采用剖面法对待测区域进行探测扫描得到的实际测量数据；对实际测量数据进行数据预处理，得到待反演数据；从待反演数据中提取各个反射界面的反射波振幅和反射波的双程旅行时；将偏移距离、入射波振幅、预先确定的电磁波在第一层介质中的传播速度、各反射界面的反射波振幅和反射波的双程旅行时作为输入数据，迭代计算各层的厚度和反射波传播速度；基于各层的速度得到各层介质的相对介电常数。通过本申请的方法能够快速地采集探地雷达数据并实现准确、高效地探地雷达数据反演。
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本发明公开了一种有机‑无机复合硅酸盐耐高温成膜钻井液体系，属于地质资源勘探与开发技术领域所用的钻井液，所述钻井液体系由以下原料组成：膨润土基浆、增粘剂、降滤失剂、封堵剂、加重剂、无机硅酸盐和有机硅酸盐，各原料的用量为以膨润土基浆的重量计，膨润土基浆的质量分数为1％～4％，所述有机硅酸盐浓度为0.05mol/L～0.5mol/L，无机硅酸盐的质量分数为0.1％～5％。本发明提出的有机‑无机复合硅酸盐耐高温成膜钻井液体系提高了钻井液的抑制防塌能力，更好地满足井壁稳定、安全钻进的需求，达到了抑制、封堵和化学固壁的目的。
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本发明涉及地球物理勘探中瞬变电磁信号处理技术领域，公开了一种基于变分模态分解原理的瞬变电磁信噪分离方法，适用于时间域的电磁数据滤波，该方法包括：将含噪的瞬变电磁数据s(t)分解为K个本征模态函数uk(t)；对每一个本征模态函数进行希尔伯特变换，得到单边频谱；根据单边频谱将各本征模态函数uk(t)的频谱解调到相对应的基频带，计算解调后的L2范数，并计算分解出的本征模态函数的带宽，得到约束变分模型；引入二次惩罚因子α和拉格朗日乘法算子λ，将约束变分模型转换为非约束性变分形式；计算非约束性变分形式的最优解，得到由VMD分解后的一系列优化的本征模态分量。解决地质解释中采集的瞬变电磁数据被噪声干扰的问题，该方法简便且具有优异的噪声分离、幅值保持性能，还可以将噪声图像提取出来，为后续对噪声的分析提供条件。
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本发明涉及一种一发三收式对充水采空区的探测装置及探测方法，发射机是由发射上位机经电源控制、升压模块、储能电容、H桥路、发射线圈、电流检测电路、发射控制、控制时序、驱动电路和H桥路连接构成。接收机是由接收上位机经信号采集分别连接放大器x、放大器y和放大器z，放大器x连接接收线圈x，放大器y接接接收线圈y，放大器z与接收线圈z连接构成。与现有探测方法相比，接收三向互垂直的放置方式精确地定位采空区水体具体方向，一次测量就实现水体的三维空间定向，二次测量就准确定位水体的具体位置，大大提高探测的效率和精度，节省人力、物力、财力、时间，能够快速的为可能发生的突水、涌泥等地质灾害预报。
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本发明公开了一种三维地面可控源电磁勘探不规则测网布设方法，属于电磁勘探技术领域，首先，基于观测数据与模型参数之间的非线性关系，显式计算三维地面可控源电磁勘探的灵敏度矩阵；其次，采用灵敏局矩阵奇异值，定义测点位置优化设计的目标函数(适应度函数)；最后，采用全局优化的遗传算法，加入测点分布约束条件，搜索适应度函数的极小值，实现三维地面电磁勘探不规则测网的优化设计；本发明突破传统的固定点距和线距的规则测网布设思想，根据野外实际情况，建立最优的自由测网数据采集系统。从而最大化获得深部地质目标体的地球物理信息，提高三维可控源电磁数据成像质量，降低勘探成本和风险。
本发明涉及一种基于正弦函数的相关性约束条件联合反演重磁数据的方法。提出了用密度参数的平方和磁性参数的平方代替密度参数和磁性参数的方法，正弦函数与两个参数向量的叉乘有关，且表达式和求导都更加简单直观，能有效提高联合反演的稳定性。与现有技术相比本发明将正弦函数的相关性约束应用于重磁数据联合反演方法中，在利用共轭梯度算法求解目标函数最优解的过程中，能有效避免奇点的出现，提高了联合反演稳定性。在计算新的相关性约束条件时，用密度参数的平方和磁性参数的平方代替密度参数和磁性参数的方法，使本发明在全局内地质体密度参数和磁性参数不总是同号变化导致的局部相关但全局不相关情况下也适用，故本发明的适用性更广。
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一种超声波冰层钻进能量的测试装置及测试方法，涉及地质工程中的寒冷环境冰层钻进领域，该测试装置包括试验箱和数据采集系统，试验箱上部设有三个控制面板，对应控制试验箱内温度与湿度、液压缸的升降和超声波振动装置的工具头输出的幅度与频率；在试验箱之外设有数据采集系统，连接超声波振动装置，实时记录压电陶瓷的工作时间与瞬时输入功率。本发明能够模拟寒冷环境，测试超声波冰层钻进过程中消耗热能与机械能的理论值，并可以进行不同振幅、频率、压力条件下的耦合试验，测试结果能够得到冰层破碎的能量分布情况，对超声波冰层钻进方法的应用价值与前景具有深刻的借鉴意义，有助于探究钻进能量的变化规律，为相关钻具的研制打下理论基础。
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本发明公开了一种帷幕灌浆生产污水循环利用设备，包括污水处理装置、蓄水池和集水井，在地质钻机预开孔的位置处安装有引流管，在施工位置处的侧面布置一条平行于灌浆轴线的排水渠，所述引流管与所述排水渠相通，排水渠的一端封闭，另一端与所述集水井相通，集水井与所述污水处理装置之间装配有管路，通过管路将集水井处收集的污水输送至污水处理装置内，所述污水处理装置与所述蓄水池之间装配有第一管路，在蓄水池内安装有一下潜式的泵体，该泵体连接有送水管；本产品切实可行、管理简单的帷幕灌浆生产污水处理办法，既不改变原有施工工艺保证灌浆质量，又要简单快速地收集处理灌浆生产污水。
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本发明基于神经网络的粗糙介质电磁响应电阻率成像方法，将粗糙介质的卷积型状态方程代入麦克斯韦方程中，推导长导线源的粗糙介质频域电磁响应公式；计算粗糙介质模型的频域地空电磁响应，构建神经网络样本集；将地空电磁实测飞行数据进行噪声抑制等预处理，采用正则化法将实测时域电磁数据转化为频域电磁响应；结合测区的地质资料及岩石物性信息，确定地下介质的粗糙度β值，建立基于粗糙介质的电阻率成像最优神经网络，利用神经网络对频率电磁响应进行参数提取获得地下介质电阻率；再根据频域粗糙介质广义趋肤深度公式计算获得深度参数，最后进行电阻率‑深度成像。本发明方法与传统电阻率成像方法相比，提高了电阻率和深度双参数的解释准确性和成像精度。
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本发明涉及一种高精度地面移动式三分量磁测装置及磁测方法，是由GPS基站，GPS流动站，磁通门检测系统，无磁经纬仪组成，磁通门检测系统固定在无磁经纬仪望远镜上部，无磁经纬仪的光轴与磁通门传感器的X轴平行，GPS流动站与磁通门检测系统中的MCU控制模块连接。本发明采用GPS基站和GPS流动站组成的差分GPS获取高精度的大地坐标系参数，结合无磁经纬仪解算大地方位角Δα，无需惯性导航系统即可完成三分量磁传感器的定向，且测量的数据即为地理坐标下的三分量磁测数据，无需的地理坐标转换和数据处理，测量得到的数据直接用于地质反演解释，有效提高了磁测工作效率，节省了野外测量时间，极大地降低了野外工作成本。本发明价格低、易于实施，精度高。
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本发明公开了一种基于旋转式单极化探地雷达的全极化目标辨识分类方法，属于工程地质勘探领域，该方法具体过程如下：利用具有旋转式单极化天线的单极化探地雷达获取目标体的全极化散射矩阵数据；利用H‑α分解方法对所述全极化散射矩阵数据进行特征提取，得到用于辨识目标体的散射特征参数散射熵H和平均散射角α；将目标体的散射熵H和平均散射角α值与已有的H‑α辨识图比对，根据散射熵H和平均散射角α值在H‑α辨识图中分布的位置确定目标体的类型。本发明可在不改变现有的探地雷达设备或增加设备花费的情况下，直接将现有商用单极化探地雷达升级成全极化探地雷达，从而提高探地雷达对管线类线性目标探测、定位和辨识分类的效率及准确度。
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本发明的一种具有超强硬度的碳材料的合成方法属于超硬材料制备的技术领域。具体步骤为：将富勒烯分散于纳米金刚石粉末中，混合均匀后放入高压装置中，13GPa，2100k的温压条件进行烧结1小时，样品淬火、卸压至常压，进行研磨、抛光、清洗，即得到纯净的复合超硬碳材料。本发明通过掺杂少量富勒烯，在高温高压下烧结制备出复合超硬碳材料，所制备的复合超硬碳材料在航空航天、地质勘测、机床工具等领域具有很大的应用潜力和价值。
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本发明属于地球物理勘探中瞬变电磁信号处理技术领域，公开了一种基于奇异谱分析的瞬变电磁探测数据噪声滤除方法，该方法包括：利用瞬变电磁探测系统获取一组实测含噪的瞬变电磁数据，对原始数据进行叠加；将含噪的瞬变电磁数据重新嵌入成轨迹矩阵Y，并利用奇异值分解法进行分解得到特征值向量λ和奇异值向量σ；提取奇异值向量σ中明显大于零的奇异值作为有效奇异值，根据有效奇异值重构信号并估计期望信号，将不同的估计信号对应到相应的奇异值中。解决地质勘探过程中采集的瞬变电磁数据被噪声干扰的问题，该方法实用性强、消噪后信噪比提升高，能够清晰地反映低阻地层分布；同时能够提取噪声，为后续的噪声分析做准备。
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本发明公开了一种自行走自变向导向钻进系统，涉及一种适用于地质钻探、能源钻井、科学钻探和救援钻孔等技术领域的自行走自变向导向钻进系统，该钻具系统由泥浆循环组件、第一支撑组件、第一从动变向组件、第一行走组件、第二支撑组件、第二从动变向组件、第二行走组件、第三支撑组件、参数测控腔体、主动变向和定向组件及自平衡钻进组件组成；本发明使钻进系统能够在井内实现自主加压行走、自动变向和导向、近钻头原位监测、实时数据传输及对钻进系统的精准控制，是一种高度集成化、自动化的导向钻进系统，填补了井下扭矩自平衡有缆钻具系统行走给进和变向钻进方面的空白，应用范围广泛，具有重大意义。
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本发明提供一种基于时空域降频模型的二维地震勘探噪声去除方法，属于地震勘探环境下数据采集所得二维地震勘探记录的随机噪声消减方法。通过建立时空域的降频模型，将地震信号主频降低，线性度提高，并以此特征为差异区别于随机噪声，对二维地震勘探记录进行了去噪处理。有益效果是中频反射信号经降频模型处理后主频可降至一半以下，去噪后实际地震资料信噪比提高，与常规勘探方法相比恢复的反射波能量更强，反射轴更清晰，为后续反射振幅、速度及频率信息的准确提取提供有力保障，不但对于精确探明实际测区地下地质构造有很重要的作用，而且有利于准确估算油气储量及分布范围。
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本发明涉及一种高密度电法发射机。是由数据处理器经主控电路发射电路供电电极AB接口分别连接A导线、B导线、发射电压采样电路连接高密度电法接收机，主控电路经接地电阻测量切换电路与分布式高密度从机接口连接，主控电路经分布式高密度从机接口与高密度电法接收机连接构成。实现了在较少从机个数下，在大范围内进行多种用户自定义勘探方法测量。发射电路可以发射任意由1、0、-1组成的用户自定义编码波形，由系统随机函数所产生的编码波形，用以实现在勘探现场选择合适的编码波形进行地质勘探。
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一种具有轴向深沟槽耐磨接头的钻井用钻杆，涉及地质工程中的钻井技术领域，该钻杆包括杆体，杆体两端设有公接头和母接头，公接头和母接头上周向分布有多个沿其轴向延伸的接头拧卸卡槽，相邻两个接头拧卸卡槽之间构成接头防磨凸棱，接头防磨凸棱上设置有耐磨材料或设有多处凸球冠安装盲孔，光滑耐磨凸球冠固连在凸球安装盲孔内，杆体、公接头和母接头均为贯穿的空心结构，本发明可在起下钻和钻杆拧卸过程中不施加径向压力便连续拧紧或卸开钻杆，且不会造成接头表面的任何损伤，接头的磨损只有在井内与井壁产生，因此提高钻杆的整体服役寿命、减少钻具和卡钻等事故发生的几率，从而提高钻井的工作效率，节约钻井成本。
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本发明涉及一种基于神经网络的地空电磁数据慢扩散多参数提取方法，根据电磁慢扩散现象建立慢扩散分数阶模型；将分数阶电导率表达式代入麦克斯韦方程，构建电磁场分数阶扩散方程，推导电性源地空电磁响应公式；在获取测区地质资料基础上，构建不同慢扩散参数、电导率的慢扩散分数阶模型，并计算地空电磁响应，形成样本数据集；优化选取神经网络的网络结构参数和训练函数，建立神经网络；对实测地空电磁数据进行预处理后，应用神经网络提取地下介质多参数信息；最后实现多参数结果进行成像。本发明的目的在于构建慢扩散分数阶模型，实现地空电磁慢扩散数据的高精度多参数提取，与传统电导率成像方法相比，多参数成像结果更接近实际地下介质。
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本发明适用于深井套管换热系统技术领域，提供了一种井下高效换热系统构建方法，包括如下步骤：步骤一、获取地质条件数据，完成地热井钻井；步骤二、将注浆管运送至地热储层预设深度；步骤三、实施高压旋喷注浆破碎井周岩体；步骤四、形成井下高导热旋喷桩；步骤五、将同轴换热套管沉入高导热旋喷桩内；步骤六、采用隔热水泥浆液进行固井；步骤七、深井套管换热地热开采。本发明中的一种井下高效换热系统构建方法，通过高压旋喷灌浆技术，在地热井中下部高温储层部分构建高导热旋喷桩，降低了传统固井水泥和地层低导热系数对地热储层热量向井筒传输的影响，提高井下换热系统的采热效率，同时可增加井壁稳定性，有效降低井周热阻。
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本发明公开了一种重力梯度的非线性测量平台，包括上支撑柱，上支撑柱的数量均为三个，上支撑柱的内部螺纹连接有下支撑柱。本发明通过设置上支撑柱、下支撑柱、第二支撑柱连接器、第二三叉支撑板、第一支撑柱连接器、第一三叉支撑板、第三支撑柱连接器和第三三叉支撑板的配合使用，使重力梯度的非线性测量平台拆装方便，结构稳定，简单易学，携带便利，测量平台能够通过利用机械装置来同时获得不同水平位置和多个高度的重力数值，多个高度充分地考虑了重力数据的非线性变化，通过最小二乘拟合计算重力梯度的结果，重力梯度测量平台获得的重力梯度数据对于地下的密度变化具有更高的分辨率，能更准确地描述地质体的分布信息。
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本发明公开一种桥梁超长大直径桩基承载力测试方法,以莫尔-库伦强度准则为理论确定桩侧摩阻力的中型剪切试验,以桩土间相互作用的法向应力的三种取值方法为基础,同时考虑了桩周岩土体屈服强度的影响,分别以自重引起的侧向应力、有限元数值计算产生的法向应力、自重与有限元耦合产生的法向应力计算出三种桩极限承载力。本发明试验方法简单易行,不需要大的加载设备,且加载吨位不受限制,通过现场钻孔取样,进行室内试验,全面模拟桩基的实际工程地质特性,全面考虑了相似性问题,包括与实际工程环境的相似模拟,试验式样与桩及桩周地层的材料、几何尺寸、受力状态等方面的模拟,费用较低,经济合理,数据成果可靠。
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本发明涉及一种用于多相介质的几何‑物性多特征参数提取方法，目的在于同时提取地下多相介质的几何特征和物性参数，提高地质识别的准确性。本发明基于广义等效极化模型，定义地下介质由围岩、强极化介质和弱极化介质构成；计算双相和多相介质的梯形波激励下的时域磁场响应，并与超导量子传感器采集的磁场数据构成目标函数；根据实测磁场早期数据计算围岩电导率，作为约束条件；针对被提参数多维度、少约束的情况，设置维度分别对应双相和多相介质，采用量子粒子群优化算法分别进行参数提取，其中双相介质提取结果作为多相介质提取时的约束条件。本发明更符合地下多相介质本质特征，有效地实现了多维参数的全局提取，提高了提取速度和准确性。
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本发明公开了一种基于非结构网格下二维重力梯度与地震数据联合反演方法，包括如下过程：获得重力梯度异常数据；将地下半空间剖分成个若干三角形单元；实现非规则网格下二维重力梯度及地震声波数据的正演计算；然后分别获得不规则网格下二维重力梯度、地震声波数据单独反演结果；将交叉梯度约束函数引入非规则网格中，实现非规则网格下的二维重力梯度与地震声波数据的联合反演；进行多次迭代计算，检验反演拟合程度，直至得到高精度的反演结果。本发明对二维离散空间实现不规则网格剖分，更加拟合非规则目标地质体，将交叉梯度约束函数引入非结构网格中，实现非规则网格下的重力梯度与地震数据联合反演。
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本发明提供了一种盐间页岩油韵律层地震响应特征及储层厚度预测方法，本发明是基于波形的盐间页岩油韵律层高分辨率地震反演算法，通过盐间页岩油韵律层测井数据分析建立地质地球物理模型，然后进行盐间页岩油韵律层高精度地震响应模拟及反射特征分析。本发明的有益效果是：预测得到了目标储层韵律中页岩薄层厚度的空间分布，并且在验证井位置与测井解释真实值具有较高的一致性，验证了方法的有效性；本发明的优势在于该方法在页岩薄层厚度预测中不以区分顶底界面为目的，不受限于传统λ/4或λ/8的地震分辨率，可应用于实际地震资料。
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本发明属于核磁共振数据处理领域，具体地来讲为一种基于时域建模与频域对称的磁共振信号消噪方法,首先，根据工频噪声持续时间长，是一系列固定在电力线基频整数倍处的正弦波的特点，对噪声建模，并利用多通道仪器采集核磁共振信号和噪声数据，将参考通道中的工频噪声转换为主通道中的工频噪声，避免了在消除拉莫尔频率附近工频噪声时产生信号失真。随后，利用核磁共振信号和噪声成分经过傅里叶变换后在频域呈现的不同对称性，进一步消除残余工频噪声和高斯白噪声。本方法的噪声消除效果具有确定性，能够显著增强信噪比，并提高后续反演解释得到水文地质参数的准确性。
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