The transient electromagnetic method (TEM) is widely used for mapping subsurface resistivity structures, but data are inevitably contaminated by noise from various sources. It is common practice to gate signals from TEM systems to reduce the amount of data and improve the signal-to-noise ratio (SNR). Gating acts as a filter, and optimum gating will pass the TEM signal un-attenuated while suppressing noise. In systems based on analog boxcar integrators, the gating corresponds to filtering with a square window. The frequency response of this window shape has large side lobes, which are often insufficient in attenuating noise, e.g., from radio signals in the very low frequency (VLF) 3–30 kHz band. Tapered gates have better side lobe suppression and attenuate noise better, but tapering with analog boxcar integrators is difficult. We propose using many short boxcar gates, denoted sub-gates, and combine the sub-gates into semi-tapered gates to improve noise rejection at late gates where low signal normally leads to poor SNR. The semi-tapering approach is analyzed and tested experimentally on data from a roving TEM system. We quantify the effect of semi-tapered gates by computing an improvement factor as the ratio between the standard error of data measured with boxcar gates and the standard error of data measured with semi-tapered gates. Data from a test survey in Gedved, Denmark, with 1825 measurements gave mean improvement factors between 1.04 and 2.22 for the 10 late-time gates centered between 78.7 and 978.1 µs. After inversion of the data, we find that semi-tapering increases the depth of investigation by about 20 % for this specific survey. We conclude that the semi-tapered approach is a viable path towards increasing SNR in TEM systems based on analog boxcar integrators.

中文翻译：

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使用半锥形门抑制瞬态电磁数据中的极低频无线电噪声

瞬变电磁法（TEM）被广泛用于绘制地下电阻率结构图，但是数据不可避免地受到来自各种来源的噪声的污染。通常的做法是对来自TEM系统的信号进行门控，以减少数据量并提高信噪比（SNR）。选通用作滤波器，最佳选通将使TEM信号不衰减地通过，同时抑制噪声。在基于模拟棚车积分器的系统中，门控对应于使用方形窗口进行滤波。这种窗口形状的频率响应具有较大的旁瓣，通常不足以衰减噪声，例如来自3-30 kHz甚低频（VLF）频段的无线电信号的噪声。锥形栅极具有更好的旁瓣抑制能力，并且可以更好地衰减噪声，但是很难使用模拟棚车积分器来锥形。我们建议使用许多短棚车门（表示为子门），并将子门组合为半锥形门，以改善后期门的噪声抑制，在后者后期，低信号通常会导致SNR变差。对半锥形方法进行了分析，并根据粗纱TEM系统的数据进行了实验测试。我们通过计算改进因子来量化半锥形门的效果，该改进因子是使用棚车门测量的数据的标准误差与使用半锥形门测量的数据的标准误差之间的比率。来自丹麦Gedved的一项测试调查的数据，进行了1825次测量，得出10个以78.7至978.1为中心的后期闸门的平均改善系数在1.04至2.22之间 并将子门组合成半锥形门，以改善后期的门的噪声抑制，后者通常低信号会导致较差的SNR。对半锥形方法进行了分析，并根据粗纱TEM系统的数据进行了实验测试。我们通过计算改进因子来量化半锥形门的效果，该改进因子是使用棚车门测量的数据的标准误差与使用半锥形门测量的数据的标准误差之间的比率。来自丹麦Gedved的一项测试调查的数据，进行了1825次测量，得出10个以78.7至978.1为中心的后期闸门的平均改善系数在1.04至2.22之间 并将子门组合成半锥形门，以改善后期门的噪声抑制，后者通常低信号会导致较差的SNR。对半锥形方法进行了分析，并根据粗纱TEM系统的数据进行了实验测试。我们通过计算改进因子来量化半锥形门的效果，该改进因子是使用棚车门测量的数据的标准误差与使用半锥形门测量的数据的标准误差之间的比率。来自丹麦Gedved的一项测试调查的数据，进行了1825次测量，得出10个以78.7至978.1为中心的后期闸门的平均改善系数在1.04至2.22之间 我们通过计算改进系数来量化半锥形门的效果，该改善因子是使用棚车门测量的数据的标准误差与使用半锥形门测量的数据的标准误差之间的比率。来自丹麦Gedved的一项测试调查的数据，进行了1825次测量，得出10个以78.7至978.1为中心的后期闸门的平均改善系数在1.04至2.22之间 我们通过计算改进因子来量化半锥形门的效果，该改进因子是使用棚车门测量的数据的标准误差与使用半锥形门测量的数据的标准误差之间的比率。来自丹麦Gedved的一项测试调查的数据，进行了1825次测量，得出10个以78.7至978.1为中心的后期闸门的平均改善系数在1.04至2.22之间 微秒。在对数据进行反演后，我们发现对于此特定调查，半渐缩使调查深度增加了约20％。我们得出结论，在基于模拟棚车积分器的TEM系统中，半锥形方法是提高SNR的可行途径。