频率域航空电磁系统线圈姿态变化影响及校正方法

频率域航空电磁系统线圈姿态变化影响及校正是一项探索性很强的开拓性工作, 目前国内尚无成熟经验可循.吊舱式直升机频率域航空电磁法线圈安装在吊舱内, 探头姿态变化相对较大, 因此姿态校正提高了其数据处理精度, 对提高航空电磁法数据处理水平具有重要意义.为了消除吊舱式直升机频率域航空电磁系统因收发线圈姿态发生变化, 而导致的电磁探头接收地下地质体电磁响应数据产生的误差, 采用三维频率域有限差分方法模拟计算频率域航空电磁系统的电磁响应, 分析了不同频率、不同收发线圈姿态变化类型对水平共面(HCP, 全称horizontal co-plane)和垂直同轴(VCX, 全称vertical coaxial)线圈装置的电磁响应影响.计算结果表明: 垂直同轴线圈装置因姿态角度变化引起的测量误差比值远大于水平共面装置, 而且频率越高, 受探头姿态角度变化的影响越大.垂直同轴装置主要受俯冲姿态变化的影响, 水平共面装置受摇摆和俯冲这2种姿态变化的影响.在此基础上, 根据姿态误差几何校正方法进行了电磁数据校正, 有效地去除了因线圈姿态变化造成的误差响应.      

三角波场源航空瞬变电磁测量的高度校正方法分析

近年,我国在引进国外航空瞬变电磁测量系统后开展了一系列的生产活动,但尚未建立一套航空瞬变电磁数据处理规范,航空电磁测量数据处理技术仍有待进一步完善.其中航空瞬变电磁测量数据因存在起伏飞行,在低阻地区形成明显的干扰异常,需要进行飞行高度校正,本文主要讨论高度校正的数据处理方法.通过高度校正数据处理方法的分析,得出三角波场...     

基于BP神经网络的固定翼航空电磁线圈姿态校正

固定翼航空电磁系统在测量过程中受风向、飞机飞行颠簸等影响,线圈姿态会发生变化,使接收到的电磁响应产生偏差。本文基于法拉第电磁感应定律,利用线圈坐标系和系统坐标系之间的转换关系,推导了线圈姿态变化时的电磁响应计算公式,得出电磁响应由线圈姿态变化过程中切割地磁场所产生的动态响应以及线圈处于倾斜状态下所感生的静态响应组成。并研究了基于BP神经网络的线圈姿态校正算法,首先利用地磁场和线圈姿态角度计算去除动态响应,然后构建BP神经网络模型,用该网络得出静态响应系数,实现静态响应校正。仿真结果表明,经过校正后的电磁响应数据质量得到很大改善。     

测高数据不准时的直升机航空瞬变电磁一维反演方法理论研究

航空电磁勘探中,高度计显示的发射线圈高度数据往往是不准确的,这可能会影响反演结果,出现假异常现象。针对这一情况,提出了一种高度计数据不准确条件下的航空瞬变电磁资料一维反演方法,在重构地电参数的同时也对发射线圈高度值进行校正。由于航空电磁反演问题是典型的病态问题,使用正则化反演方法,正则化因子由数据目标函数与模型目标函数之间的关系以自适应方式给出,使得反演迭代能稳定进行。以直升机航空瞬变电磁资料反演为例,用理论模型响应数据加入噪声进行反演,结果表明,无论初始高度值是高于真值还是低于真值,该反演方法均能够较好地重构地下介质参数和发射线圈高度值;作为反演初值的发射线圈高度测量值越准确时,反演迭代收敛速度就越快,反演效果也越好。     

航空瞬变电磁全时域全空域快速成像

航空瞬变电磁法以其快速高效的优势已获得广泛应用,然而航空瞬变电磁采样密集,数据量巨大。为了实现航空瞬变电磁观测数据的快速解释,开展航空瞬变电磁快速成像算法研究。利用反函数定理建立成像迭代格式,并在成像过程中考虑发射源高度和观测时间的影响,进而实现航空瞬变电磁全时域全空域快速成像。这里首先给出了全时域全空域成像理论和实现方法,然后对航空瞬变电磁装置进行了介绍,最后建立了典型采空区模型,利用开发的航空瞬变电磁全时域全空域视电阻率成像方法进行数据成像,成像结果与真实模型基本一致,验证了方法的有效性。     

吊舱式直升机航空电磁技术示范应用

吊舱式直升机频率域电磁、磁综合系统(以下简称“吊舱系统”)采用新型的宽带技术,数字化程度较高,系统较为灵活,尤其适合于地形较为复杂地区的矿产和水工环勘查工作。但由于吊舱系统在复杂山区飞行难度大,且没有实际工作经验,因此通过选择3个测区的吊舱系统试生产工作,在测量方法技术,数据处理方法和成果解释方面,以及基础地质研究、矿产勘查、地下煤火勘查方面均取得了显著成果。解决了航空电磁方法探测地下煤火区的电性结构特征问题,以及航空电磁方法直接寻找良导矿体的关键问题,弥补了航磁间接寻找多金属矿的不足,并取得了明显的勘查效果。     

CSAMT的静校正应用——联合反演法

CSAMT方法应用在地下近地表存在电性横向不均匀体时,在双对数坐标系中视电阻率曲线会出现沿着视电阻率轴平行移动的现象,称之为静态效应。静态效应对深部电性结构处理解释结果影响重大,需对其进行合适的校正。笔者介绍了目前通常使用的几种静态校正方法,并且分析了各方法的优缺点。对比各种方法,我们选择了时间域的瞬变电磁法和频率域的可控源电磁测深做联合反演,用精度较高的瞬变电磁数据校正受静态影响的可控源测深数据。在甘肃某地进行的铅锌矿CSAMT勘探中,应用联合反演法对可控源测深做静态校正,处理结果与实际地质情况吻合较好。     

航空瞬变电磁法在火山岩型块状硫化物矿区的试验

为推进航空瞬变电磁法在我国浅覆盖区寻找多金属矿的应用,选择在已知火山岩型块状硫化物(VMS)矿区开展航空瞬变电磁法测量试验,结果显示:反演电阻率断面图中低阻异常与勘探剖面探明的矿体十分吻合,反演电阻率剖面400 m处切面和时间常数τ圈定的航电异常与主矿区位置一致。证明航空瞬变电磁法在寻找火山岩型块状硫化物矿床中效果显著,值得在该类多金属找矿工作中推广应用。     

航空瞬变电磁法在新疆阿奇山地区铅锌多金属找矿中的应用研究

根据新疆阿奇山地区矿化岩石和围岩间存在明显电性差异的特征,在区内开展了大比例尺的航空瞬变电磁测量工作。本文根据测量结果综合评述了区内航空瞬变电磁特征并筛选了3处航电异常,其中1处航电异常位置与阿奇山铅锌矿相吻合,根据该异常特征推断了矿体的产状及延伸。在重点分析已知矿床地质、航电特征的基础上,在研究区内圈定了两处找矿靶区。航空瞬变电磁法在本区应用效果显著,值得在寻找与低阻体有关的铅锌多金属找矿工作中推广应用。     

地—井瞬变电磁关键技术问题研究

地—井瞬变电磁法在加拿大、澳大利亚等国的勘查实践中已取得了很好的效果,国内由于缺乏从仪器设备到资料处理解释的整套技术,使得该方法未能被广泛应用。为此,研制了地—井瞬变电磁仪器,同时系统地研究了地—井三分量坐标系的确定、探头角度系统偏差的测定、三分量的校正运算、勘查目标体方位及距离的分析与计算等,并在实际的地—井瞬变电磁观测中获得了良好的应用效果。     

高精度磁测正常场改正和高度改正精度

地球磁场强度存在沿纬度方向和高度方向上的变化,在开展高精度磁测工作时,必须进行高度改正和正常场改正。目前普遍使用的改正方法是根据高斯球谐表达式的13级近似式、十级近似式以及一级近似式进行改正的。经计算发现,与高斯球谐表达式的13级近似式相比,当测点与基点的南北方向距离为30 km时,使用十级近似式计算的正常场改正误差为-0.21 nT;使用一级近似式计算的正常场改正的误差随测点与基点的南北方向距离增大而增大,当测点与基点的南北方向的距离大于4 km时,正常场改正误差大于1 nT;使用一级近似式计算的高度改正的误差随测点与基点高度差增大而增大,当测点与基点高度差大于300 m时,误差大于1 nT。     

航空伽玛能谱测量的高度修正及高度曲线拟合

本文对航空伽玛能谱测量中的高度修正和高度曲线拟合等问题做了一些新的探讨,给出了准确进行高度修正和高度曲线拟合的实用方法,可提高航空伽玛能谱测量的精确度,并能实现地面和空中灵敏度的换算。     

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。     

水中电偶极子空中磁场响应的一维频率域分析

海洋电磁中浅海作业由于受到空气波的干扰而难于进行,而如果于空中接收电偶极子的磁场响应则可避免空气波的干扰,是一种新的海洋电磁勘探思路。用一维频率域程序,对水中电偶极子在空中的磁场响应进行了计算分析,比较了海底有高阻异常层和低阻异常层时空中磁场响应的变化规律。分别计算测线布置、发射信号频、海水深度、异常储层埋深、异常储层厚度、储层电阻率、空中测量高度等多种因素对空中磁场响应的影响,结果表明,海底有低阻层时空中磁场有更强的响应,归一化幅度异常变化约为10%~60%,而海底有高阻异常储层时响应较弱,归一化异幅度常变化约为2%~8%。因此海洋电磁勘探中于空中接收磁场的模式,更适合浅海区低阻矿产资源的大面积调查。     

提高磁测日变改正精度的方法

在利用高精度磁测方法进行间接寻找砂金、岩金的研究中,需探测10nT左右的弱磁异常。这对日变改正精度提出了更高要求。针对这一需要,编制了软件,适用于IGS-2／MP-4与ENVIMAG两种型号的质子磁力仪,使其能同时投入工作做日变改正。采用一个完整的地磁平静日的日变观测数据,用分时区加权平均来确定日变改正基值。对每天测定的日变曲线先进行圆滑,降低仪器噪声对日变观测结果的影响后,再对当天各测点上的磁测值进行日变改正。这样既提高了日变改正精度,又实现了对两种型号磁力仪间观测数据的日变改正处理。     

动力三角翼低空磁测在多宝山地区的应用效果

通过对动力三角翼低空磁测数据在多宝山地区的质量评价,证明动力三角翼低空磁测方法采集的数据真实可靠。在取得质量较好的数据前提下,将多宝山地区其他实测结果与动力三角翼测量结果进行对比分析,证明动力三角翼低空磁测方法具有高效、工作控制范围大、一定程度上能削弱地表人工磁性体的干扰等优势,从而能成为一种快速而有效的磁法测量手段。     

关于重力勘查的高度改正应采用何种高程系统的讨论

重力勘查的观测值必须进行正常场与高度改正,为此要测量重力测点的平面位置与高程,尤其对高程测量精度要求甚严。以前测地工作使用经纬仪、水准仪和测距仪等,高程系统按“规范”(1)采用大地水准面的“正高系统”.近来全球卫星定位系统(GPS)开始应用于重力勘查中,GPS测量的高程为WGS-84的“大地高系统”,这样需要把“大地高”换算到“正高”.这样做即要花费许多工作量,又会增加换算中产生的误差。本文通过对地球正常重力场理论公式的分析,认为可以采用GPS测量的大地高进行重力高度改正。     

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。     

地面磁测数据正常场改正现行方法探讨

地面磁测数据正常场改正是地面磁测工作资料整理的一个不可或缺的步骤。正常场改正的好与坏、对与错,改正的程度如何,都直接关系到磁异常的形态,以至于磁测工作的解释结果。本文通过讨论国际地磁参考场的求法、地面磁测工作正常场的改正意义,比较了国际地磁参考场与地磁图的精度,对现行的地面磁测数据正常改正的方法探讨后,通过工作实例说明...     

区域重力调查的进展

地质大调查以来区域重力调查取得了重要进展,1:100万区域重力调查基本实现了全国陆域的全覆盖,1:20万区域重力调查稳步推进,取得一批地质成果.区域重力调查技术进步突出:普遍使用各类高精度重力仪和GPS定位系统;区域重力数据库信息系统和几种二三维正反演软件得到推广;制订了新区域重力调查规范.为适应新形势的需要,区域重力调查要加快1:20万区域重力调查的工作进度,并合理部署调查和综合研究工作;每个图幅的具体调查任务和设计要有针对性;要改进地改和GPS高程改正方法,提高地改精度;要提高区域重力调查成果的解释水平,改进报告编写.