可以用瞬态阶跃响应阐明瞬变电磁理论：通过海底的信号首先到达接收器，在响应初至的时间点处反映海底以下浅部介质的电导率信息，在晚期的时间里，响应在海底以下深部介质的电导率信息。海底的阶跃响应是输入信号（人工激励场源）与海底脉冲响应的褶积，该褶积可表示成输入函数与脉冲响应函数的积分形式。对获取海底地层的瞬态阶跃响应进行时间域反演处理，可得到海底以下介质电阻率信息。磁理论表明，时域中的信号在到达时间及在一定时间范围内接收偶极处记录的信号幅度和形状取决于海底电阻率结构。高电阻物质（如天然气水合物和气体）的存在增强了介质的电阻率，从而增强了观察到的电场。

图5.58　海底多层介质模型

利用瞬态阶跃响应解释，可以给出更加清晰的物理过程和方法原理。图5.58为多层地电模型，图5.59为该模型下的瞬态阶跃响应。在瞬态阶跃响应中，对于不同的电导率比值，初至时间之间和初至振幅之间均存在着差异，海底介质的电阻率越高，初至时间就越早。这与物理学的基本结论是相适应的：响应的延迟与海底介质的电导率有某种正比例关系。在时间轴上，振幅一开始有所增加，其值增加到约大于晚期振幅值的一半，这是由信号在海底介质中的传播引起的。在海水中传播的信号较晚到达接收端。较晚时间到达的电场是静态偶极场，研究表明电场在介质中传播的旅行时与该介质的扩散常数τ=μ0σiρ2成正比。在瞬态阶跃响应的特征曲线上，可以用第一峰值点（旅行时）上的信息直接求解海底介质的电导率。因此对不同实际情况下的电导率比值而言，瞬态响应特征点处的时间具有重要价值。(www.daowen.com)

图5.59　时域阶跃响应（海水电导率与地层电导率的比值越大，地层电阻率越高，所观测信号越早到达，且幅值越大）

由图5.59可知，发射与接收之间需要实现严格的时间同步，否则将引入相位误差。另外接收偶极在拖曳过程中，由于水流运动引入电磁噪声，接收端信噪比变差。为进一步提升信噪比，同时减小由于海水引起的场源衰减，该装置在实际作业过程中，偶极-偶极装置贴近海底作业，在海底进行静态作业观测。实际为多个测点作业，还不能实现动态拖曳剖面测量，作业效率受影响，同时静态观测存在设备撞底损坏的风险。