Quantifying the Effects That Changes in Transmitter-Receiver Geometry Have on the Capability of an Airborne Electromagnetic Survey System to Detect Good Conductors

"Abstract - Time-domain electromagnetic systems are most sensitive to highly conductive targets during the transmitter on-time. Data collected during the on-time is highly influenced by the geometric relationship between the transmitter and the receiver. Unless corrections can be applied for these geometric variations, the ability to correctly detect and identify highly conductive targets can not be fully realized. Variables affecting the relative position between the transmitter and receiver include changes in the position of the receiver with respect to the transmitter, variations in transmitter attitude, and transmitter loop deformation. The level of accuracy in the determination of the relative geometry required to permit complete removal of the effects due to geometric variations is different for each of the variables and is dependent on the depth of the target. The most influential geometric variation involves changes in the relative position of the receiver with respect to the transmitter along the direction of flight; this variable, therefore, requires the highest degree of accuracy. The accuracy required for receiver motions along the vertical direction is roughly one order of magnitude less, and in the lateral direction, several orders of magnitude less. The objective of this paper is to relate the sensitivity of the response to transmitter-receiver geometry to the ability of an airborne, time-domain electromagnetic system to resolve a highly conductive vertical target. This is achieved by a detailed analysis of the effect of the individual x, y, and z distances between the transmitter and the receiver, the transmitter attitude (roll, pitch, and yaw), and transmitter deformation.Sommaire - Les systèmes électromagnétiques en domaine temporel sont particulièrement sensibles aux cibles à forte conductivité durant le temps d’excitation. Les données collectées durant l’émission du transmetteur sont fortement affectées par les relations géométriques entre le transmetteur et le récepteur. Si un facteur de correction n’est pas introduit pour tenir compte de ces variations géométriques, la capacité de ces systèmes à détecter et identifier correctement les cibles fortement conductrices ne peut pas être pleinement réalisée. Les facteurs affectant les positions relatives du transmetteur et du récepteur comprennent les changements de position du récepteur relativement au transmetteur, les changements d’altitude du transmetteur et la déformation de la boucle du transmetteur. Le degré de précision requis pour déterminer la configuration nécesaire pour compenser complètement l‘effet des changements géométriques est différent pour chacune des variables et dépend de la profondeur de la cible. Les changements géométriques qui ont le plus d’influence sont ceux qui font varier la position du récepteur relativement au transmetteur dans l’axe de la ligne de vol; c’est donc cette variable qu’il faut contrôler avec le plus de précision. La précision requise pour le suivi des mouvements du récepteur le long de l’axe vertical est moindre d’environ un ordre de grandeur, tandis que selon l’axe latéral elle est diminuée de plusieurs ordres de grandeur. Le but du présent article est d’établir comment la susceptibilité de la réponse à la géométrie transmetteur-récepteur affecte la capacité d’un système électromagnétique en domaine temporel aéroporté à reconnaître une cible verticale fortement conductrice. Cet objectif est atteint par l’analyse détaillée de l’effet individuel des distances x, y, et z entre le transmetteur et le récepteur, l’attitude du transmetteur (lacet, roulis, tangage) et la déformation du transmetteur."