飞机磁补偿质量评价及补后检查验证方法

对于高精度航空磁测来说,飞机磁干扰必须有效的消除,其方法是补偿飞行。补偿效果的好坏直接影响到物探飞行数据的质量,由于国内目前使用的磁力补偿仪型号比较多,如何统一评价磁补偿质量就非常重要了。在航磁规范里,对航磁软补偿质量给出了具体的指标要求,但没有明确航磁软补偿质量的评价方法。笔者引入改善率和磁通门三分量等参数作为质量评价参考指标,及补偿后的航向飞行检查,以近一步验证补偿效果。     

直升机上航磁仪磁补偿的质量研究与探讨

磁补偿飞行是通过硬件和软件技术有效地减弱飞机造成的磁干扰场和磁探头对航磁测量的影响,是提高航空磁测的测量精度的重要手段之一,在高精度航磁测量项目中必须进行磁补偿飞行。简单介绍了磁补偿原理,并结合AS350-B3型直升机磁补偿飞行实例,通过使用FOM值、NORM值、剩余方向差值这三个参数对磁补偿飞行效果进行评价,直观、准确地反应出干扰场的消除情况。通过分析背景磁场梯度等因素对磁补偿的影响,提出了对设计磁补偿飞行路径时,应以磁等值线线圈为主,并在飞行做动作时尽量兼顾测线方向和切割线方向的新思路。     

基于磁通门估计的航磁补偿快速处理方法

航磁补偿飞行中,飞机姿态变化产生的磁场严重影响航磁数据精度。为了补偿飞机产生的磁干扰,基于Tolles-Lawson方程建立补偿模型,其中关键是计算方向余弦值;采用Leach提出的基于三轴磁通门解算方向余弦方法建立航磁补偿系统;依据当地水平坐标系与飞机坐标系之间的旋转关系,建立了机载三轴磁通门数据的理论模型解算方向余弦,从而验证了该补偿方法的有效性。将该方法运用到云南某实验场地的航磁补偿数据中,并选择标准差作为评价补偿效果的指标,得到补偿质量满足规范要求,说明基于磁通门估计的航磁补偿方法是有效的。     

航磁软补偿动作规范性评价

在航磁补偿飞行中,补偿动作(侧滚、俯仰和侧滑角)是否能够达到规范要求至关重要,会直接影响补偿系数的求解。为了评价磁干扰场补偿过程,提出了利用飞机坐标系下的三轴磁通门磁力仪测得的磁场三分量和当地水平坐标系下的地磁场三分量之间的坐标系旋转关系,来解算飞机姿态角,从而评价补偿动作是否达到规定幅度要求。将该方法应用到吉林磐石测区的航磁补偿数据(带高精度姿态仪数据),得到的姿态角与高精度姿态仪AIRINS测得的姿态角比较接近,幅度误差基本在±1°以内,表明该方法可有效监控飞机飞行过程中补偿动作是否符合补偿飞行要求。     

国内外航磁补偿技术历史与展望

笔者从飞机干扰场构成、数学模型建立、模型系数求解3个方面概要介绍了航磁补偿技术的基本原理,回顾了国内外航磁补偿方法研究历程和航磁补偿仪器更新换代的历史,对比了两种航磁补偿质量评价方法,并在分析航磁补偿技术研究现状的基础上,对航磁补偿技术的发展趋势进行了分析与预测。     

航磁测量飞机飞行姿态影响及矫正

为消除航磁测量过程中由于飞机姿态变化而产生的感应磁场、涡流磁场等磁干扰,本文建立了干扰场模型,用补偿的方法对飞机飞行姿态产生的影响进行矫正。为验证方法的有效性,对M区实测航磁数据进行实时姿态矫正处理,结果显示,处理后的磁总场数据与国际标准地磁场基本吻合。证明本文提出的实时补偿方法能够消除飞机飞行姿态对磁测质量的影响。     

航磁软补偿质量评价方法及软件实现

《航空磁测技术规范》(DZ/T 1402-2010)对航磁软补偿质量给出了具体的指标要求,但没有明确航磁软补偿质量的评价方法,笔者在借鉴航磁自动数字补偿仪DSC-1的评价方法基础上,提出利用补前磁总场和补后磁总场进行事后评价的方法,并编制了软件,为软补偿质量的统一评价提供了可能。     

一种低温超导航磁梯度张量数据补偿模型

超导航磁梯度张量数据补偿时,补偿模型的仿真结果与实际测量数据补偿结果往往存在一定差异。本文从实测数据出发,以建立对实测数据有效的模型为目标,分析了误差的来源,结合磁干扰、安装误差、不平衡度等提出了综合补偿模型,给出了模型求解方法。同时,采用综合补偿模型对实测数据进行补偿处理并验证。实验结果表明,本文所建立的综合补偿模型适用于实测数据的补偿,能够有效降低外界干扰的影响,提高航磁梯度张量数据的质量,且补偿效果明显。     

运五飞机上航磁梯度测量系统的安装与补偿

介绍了在单阀双翼的运五飞机上安装既可进行垂直梯度测量,又可进行水平梯度测量(包括横向和纵向水平梯度测量)的航磁梯度测量系统的方法,初步探讨应用航空地球物理综合测量系统(AADCⅡ)自动航空磁力数字补偿仪的方法,并对补偿结果进行评价。多次实验结果证明了该补偿方法的效果良好。     

基于矢量测量的在线载体磁补偿方法

针对传统载体磁补偿求解系数存在病态性的问题,本文研究了磁干扰的主要来源,忽略了涡流场的影响,在原有的模型基础上进行了简化,建立了三分量磁补偿模型,由此提出了磁场分量的在线载体补偿方法。通过与传统方法进行对比仿真,本文方法有效提高了约1.14 nT的补偿精度。同时利用现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array, FPGA)的高层次综合工具(high-level synthesis, HLS)对该方法进行了嵌入式硬件仿真,验证了方法在硬件系统的实时性和补偿精度。     

无人直升机航磁测量系统集成及应用

笔者介绍了一种基于无人直升机平台的航磁测量系统的集成与应用。通过对无人直升机飞行平台的集成改装和飞行测试试验,成功将航空磁测传感器与无人直升机平台集成为无人直升机航磁测量系统。为验证系统的有效性,该系统先后完成了航磁补偿飞行和测区应用飞行。通过将实测飞行的数据绘制航磁异常等值线图与测区内以往地磁异常等值线图对比,结果显示两者反映的测区地磁场特征形态基本一致。无人直升机航磁测量系统为地形起伏、环境复杂的勘探区域开展航磁测量提供了一种高效、便捷的工作手段。     

基于无人直升机平台的航磁系统集成与应用

笔者介绍了无人直升机航磁系统的研发与集成,采用无人直升机作为飞行平台,搭载高精度航空磁测系统,具有低成本、高效率、不受机场跑道限制、可夜航、按设计测线全自主导航飞行等特点。该系统分别完成了磁补偿试验飞行与实际应用工作,补偿精度达到0.046 9 n T,测量成果与测区内以往航磁成果对比,其反映的地磁场特征形态基本一致,验证了该系统的有效性,航磁异常等值线在细节上表现更细致。本系统为大比例尺、高精度、小面积的航磁测量工作提供了一种高效灵活的工作手段。     

Quality Evaluation of Offshore Data in the Earth Magnetic Anomaly Grid（2-arc-Minute Resolution）：Taking the Southern Section of the Kolbeinsey Ridge in the Arctic Region as an Example

In order to evaluate the quality of the offshore magnetic data in the Earth Magnetic Anomaly Grid (2-arc-minute resolution)(EMAG2), the authors chose the aeromagnetic data at 1∶500 000 and 1∶1 000 000 scales of the southern section of the Kolbeinsey Ridge with a total area of 193 500 km² to compare and analyze. Based on the EMAG2 data, the authors obtained the EMAG2 (downward continuation 4 km) and the aeromagnetic anomaly (upward continuation 4 km) using the analytical continuation method. Then, the correlation coefficients between the aeromagnetic anomaly (upward continuation 4 km) and the EMAG2, and the aeromagnetic anomaly and the EMAG2 (downward continuation 4 km) were calculated by the correlation analysis method. Finally, through comprehensive analysis of the features of these correlation coefficients and differences, the quality of the magnetic data of the southern section of the Kolbeinsey Ridge was evaluated in the database EMAG2. The results showed that the EMAG2 integrated a large number of the airborne or offshore magnetic data. The quality of the offshore magnetic data is relatively high in the offshore areas with dense lines. However, the quality of the offshore magnetic data is relatively low if the EMAG2 data at 4 km altitude is converted to the anomaly data at sea level.     

高空正常地磁场在航磁编图中的应用

在研究磁异常时,习惯将正常地磁场从测得的地磁场值中消除,以便突出上地幔和地壳内的各种磁异常。正常地磁场的选择正确与否,直接影响到人们对磁异常的认识及地质现象的研究。对于大面积的航空磁测编图,正常地磁场的选择尤为重要。     

几种低空高精度航空磁测系统及找矿应用分析

航空磁法测量在地质矿产勘查领域有着广泛深入的应用,特别是寻找在与磁性矿物有关的金属矿床勘查中发挥着重要的作用。但是大飞机的航磁和地面人工磁测资料已难以满足矿产勘查工作的需求,为此,近几年国内迅速发展一种新型的磁法测量手段—低空高分辨磁法测量系统。这种系统以动力滑翔机、无人飞艇或无人飞机为飞行平台,集成了当前先进的磁测仪器及相关的软件技术,并多个地区开展了1∶1万高分辨率的低空磁法测量工作,取得了较好的方法运用效果,经对比分析,这种低空磁测资料可以替代传统地面磁法测量,快速而有效地开展高精度大面积的磁法测量,为矿产勘查提供一种先进的技术手段。     

频率域偶层位方法在直升机磁测数据处理中的应用

由于航磁测量飞行高度数据精度低以及数据量大等原因,使得已有的一些曲面位场数据处理和转换方法很少用于实际生产中.因此,提出了频率域偶层位曲面位场数据处理和转换方法.该方法采用数据圆滑方法压制飞行高度数据的干扰,并成功地应用于湖北黄石直升机航磁测量的数据处理中.应用结果表明,曲面延拓到地表的磁场与地面磁测结果对应很好,而且曲面化极结果与已知地质体也有很好的对应,证实了频率域偶层位曲面位场数据处理和转换方法实用性强,可用于起伏测量条件下航磁数据的处理工作中.     

ASTER遥感影像与航磁梯度数据综合应用

以中国北部某地区为研究区域,通过研究区典型矿物与典型地物波谱分析,利用主成分分析与波段比值方法,对ASTER数据的蚀变信息进行提取,获取地表蚀变信息.同时根据实际飞行测量所得的航磁梯度数据解译梯度异常,获取地表以下的岩性构造信息,并圈定航磁梯度找矿远景区.最后,利用这两种数据优势,建立遥感和航磁梯度综合远景区判断依据,划分出研究区一级综合远景区3处,二级综合远景区3处,三级综合远景区2处,并进行实地踏勘.结果表明,遥感与物探方法的结合,可以提高地质勘查的准确度与效率.     

庐枞火山岩盆地北部马鞭山铁矿床磁异常特征及找矿预测

马鞭山铁矿处于庐枞火山岩盆地北部边缘,其赋矿层位为东马鞍山(T2d)含铁质、钙质泥质粉砂岩。航磁为梯度带上叠加局部异常、局部异常形态规则,其走向与梯度带大致平行;地磁与航磁对应较好,异常未分解;地磁异常剖面曲线连续完整且正负伴生、具低缓特征。小波变换较好地分离出了矿致异常。盆地西侧和北侧二条航磁梯度带上局部低缓磁异常系寻找该类铁矿的重要指示信息。