CN101750632A - 一种提高三元件磁测精度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明方法涉及地球物理磁法勘探领域,本方法对厂家生产的三分量磁力仪进行分析标定,使得测得的实际值经过校正后得到大幅度的提高。本方法首先在均匀磁场内测定若干组数据,这些数据需满足高精度计算各元件安装角度偏差的要求。计算出各偏差角后,将在实际探测中测出的重磁分量值直接在计算机上用高精度偏差角校正为高精度的测量结果,此方法提高了磁测精度,可使三分量磁力仪的磁测精度由原来的100-400nT,提高到10-30nT。
Description
技术领域
本发明涉及地球物理磁法勘查领域,具体涉及一种提高三分量磁测系统测量精度的方法。
背景技术
一个运动的物体,在其运动方向(轴向)的直角坐标系中,沿三轴重合安装三个重力(加速度)与三个磁场传感器,通过观测轴向重、磁三分量值,可将轴向坐标系三分量磁场值转换为垂向坐标系的三分量磁场值,即获得地磁场的两个水平分量Hx、Hy和一个垂直分量Hz。由此安装上述六元件的运动物体的空间磁方位角与倾角的变化,可通过其地磁水平、垂直分量偏离正常值,来发现地磁局部异常的情况。所以轴向三分量重、磁观测系统,可广泛的应用于矿产资源勘查、钻探工程对钻井的测斜、以钻井为找矿通道进行深部找矿及飞行器的姿态测定与控制等领域。
在井中,应用三个分量的磁测进行找矿,其优点是在一个钻井中,依据三个不同方向的磁场规律,可对下半空间中的异常源(矿床)进行正确的定值。而垂直分量或总场磁测所提供的信息量仅为三分量磁测的1/3-1/2,它需要多钻井测量来定位。
对找矿而言,井中三分量磁测系统的精度,决定其找矿能力,它与找矿的空间范围有关外,还与找矿的矿种密切相关。大多数有色金属、贵金属、稀有金属都与磁铁、磁黄铁矿(矿物)存在共生的关系,通常具有中-弱的磁异常,如果井中三分量磁测系统精度足够高的话,则不仅找矿的空间范围大,还能发现价值更高的很多矿种。
现有国内外生产或研制的三分量磁测系统,它们的测磁精度一般在200-400nT范围,精度偏低,只适宜寻找磁性较强的磁铁矿矿种。
发明内容
本申请人认为,井中三分量磁测系统的精度取决于如下两点:①系统的重磁测量精度;②磁场各分量由轴向系统转换为垂向系统过程中的转换精度。其中,重磁测量精度由重、磁传感器及电子线路的精度决定,转换精度由六个重、磁传感器相互间的垂直度和平行度所决定。由于井下探管内空间狭小等原因,机械调节的精度不易提高。因此坐标转换误差远大于系统的观测误差。这正是现有国内外生产的三分量磁测系统精度偏低的主要原因。
因此本发明提供一种可提高测磁仪器测量精度的换算方法,具体方法如下:一种提高三元件磁测精度的方法,所述方法采用装置包括分析仪器和探测仪器,其改进在于,高精度标定仪器各元件的安装偏差角并对出厂后的测量数据进行校正,内容包括:
A、在地面均匀磁场中,将探测仪器三个坐标轴X、Y、Z分别水平指向磁东和磁西后测出各重磁分量的场值;
B、(1)用A测得的南北直立剖面中两个重力分量与总重力之比的反余弦求取重力计各坐标轴间的直角偏差值;
(2)用A测得的磁南北直立剖面中两个磁力分量与总磁场之比的反余弦求取磁力计各坐标轴间的直角偏差;
C、利用A中测出的重磁分量值,经零直角偏差校正后,计算出磁场垂直分量和北向水平分量,用水平分量指东和指西时磁场垂直分量之差与北向水平分量之和的比,求取重磁坐标系对应三轴间的平行偏差值;
D、将实际使用中测出的重力计与磁力计的各重磁分量值,在计算机上经零直角偏差和平行偏差校正后得出校正后的高精度重力值和磁力值。
本方法的另一优选方式:所述A中探测仪器测量重磁场的具体方法为:
将x元件水平指西,y、z元件放置在南北直立剖面内,测定y、z元件的重力值Gy、Gz、磁场强度值Hy、Hz;水平旋转x元件180°,使其水平指东,测定y、z元件的重力值Gy、Gz、磁力值Hy、Hz;
将y元件水平指西,x、z元件放置在南北直立剖面内,测定x、z元件的重力值Gx、Gz、磁力值Hx、Hz;水平旋转y元件180°,使其水平指东,测定x、z元件的重力值Gx、Gz、磁力值Hx、Hz;
将z元件水平指西,x、y元件放置在南北直立剖面内,测定x、y元件的重力值Gx、Gy、磁力值Hx、Hy;水平旋转z元件180°,使其水平指东,测定x、y元件的重力值Gx、Gy、磁力值Hx、Hy。
本方法的另一优选方式:所述B步骤中直角偏差值计算采用如下计算公式:
(1)当重力计和磁力计的X元件水平指向西或东时,Y、Z元件
间的重力计直角偏差公式为:
εgyz=π/2-arcCOS(Gy/G0)-arcCOS(Gz/G0),
磁力计直角偏差公式为:
εmyz=π/2-arcCOS(Hy/H0)-arcCOS(Hz/H0),
(2)重力计和磁力计的Y元件水平指向西或东时,x、Z元件间的重力计直角偏差公式为:
εgxz=π/2-arcCOS(Gx/G0)-arcCOS(Gz/G0),
磁力计直角偏差公式为:
εmxz=π/2-arcCOS(Hx/H0)-arcCOS(Hz/H0),
(3)重力计和磁力计的Z元件水平指向西或东时,X、Y元件间的重力计直角偏差公式为:
εgxy=π/2-arcCOS(Gx/G0)-arcCOS(Gy/G0),
磁力计直角偏差公式为:
εmxy=π/2-arcCOS(Hx/H0)-arcCOS(Hy/H0)。
本方法的另一优选方式:所述C步骤中重力计与磁力计的平行偏差角计算公式为:
δxy=[(Gx1Hx0+Gy1Hy0)(OX东)-(Gx1Hx0+Gy1Hy0)(OX西)]/
[(Gy1Hx0+Gx1Hy0)(OX东)+(Gy1Hx0+Gx1Hy0)(OX西)];
δzx=[(Gz1Hz0+Gx1Hx0)(OX东)-(Gz1Hz0+Gx1Hx0)(OX西)]/
[(Gx1Hz0+Gz1Hx0)(OX东)+(Gx1Hz0+Gz1Hx0)(OX西)];
δyz=[(Gy1Hy0+Gz1Hz0)(OX东)-(Gy1Hy0+Gz1Hz0)(OX西)]/
[(Gz1Hy0+Gy1Hz0)(OX东)+(Gz1Hy0+Gy1Hz0)(OX西)]。
本方法的另一优选方式:所述D中经零直角偏差校正后的重力三分量
Gz1=Gz:
Gy1=Gy-εgyz Gz;
Gx1=Gx-εgxy Gy1-εgxz Gz;
经零直角偏差校正后的磁三分量
Hz0=Hz;
Hy0=Hy-εmyz Hz;
Hx0=Hx-εmxy Hy0-εmxz Hz;
经零直角偏差校正和零平行偏差校正后的重力三分量
Gx0=Gx-(δxy+εgxy)Gy+(δxz-εgzx)Gz;
Gy0=δxy Gx+Gy-(δyz+εgyz)Gz;
Gz0=-δyz Gx+δyz Gy+Gz。
采用本发明所述方法,提高了仪器测量后结果的精度值,特别是对矿井斜测定和井迹计算的精度,本方法钻孔倾角测定精度可达0.05-0.1°,方位测定精度可达0.3-0.5°(井斜>6°);高边、磁性工具面测定精度可达0.05°,井迹计算精度可达井深的3/千,井中三分量磁力仪精度的提高,不仅可以扩大找矿范围,还能发现价值更高的很多中-弱磁性矿种。并为油气田、煤田等的勘探提供高精度井斜测定手段。
附图说明
图1重力计、磁力计X元件水平指西时三元件状态图
图2重力计、磁力计X元件水平指东时三元件状态图
图3本方法偏差角计算流程图
具体实施方式
以下述具体方式为例,进一步说明本发明方法的实现步骤。
申请人认为,井中三分量磁测系统的精度,取决于系统的测磁精度与轴向系统转为垂向系统的转换精度,其中测磁精度由重、磁传感器与电子电路的精度决定,转换精度由六个重、磁传感器组成的两个轴向坐标系的三轴的直角偏差度与重、磁两坐标的重合偏差度决定,由于下井探管空间的狭小,依靠机械调节的困难较大,因此,坐标转换误差,远大于系统的观测误差,现有国内外生产的三分量磁测系统精度偏低的主要原因是坐标转换的精度差所造成的,本发明在下井探管中,由三个重力加速度计与三个磁敏元件组成轴向直角坐标系,通过观测轴向坐标系的重、磁三分量值,以提高轴向坐标系转换为垂向坐标系三分量磁场值的转换精度,本方法所用探测器由分析仪器和探测仪器组成,所述分析仪器包括计算机、分析软件、分析主机,所述探测仪器包括抗压管、减震器和由电源电路、数据传输电路、单片机、A/D转换电路、三块重力计、三块磁力计组成的探管,所述分析仪器和探测仪器通过电缆连接,也可以应用到本领域现有的利用重、磁探测的设备中,本方法将由探测器中的三个重力计和三个磁力计所测定的12个数据输入所编制的软件,可得重、磁元件直角偏差与重、磁坐标系重合偏差,经零偏差校正后,该低精度井中三分量磁测系统实测数据可提升为高精度三分量磁测数据。
如图3所示,在一个磁场均匀的场所,对重磁仪器的重磁实际数据进行测量,这些数据专用于计算各元件安装角度偏差值。首先将探测器置于待测区域,调整三块重力计和三块磁力计分别按三维坐标x、y、z方向放置,测定12组重、磁数据,测定各组数据时各元件放置状态如下表所示:
测定第1-6组和第7-12组数据时各元件放置状态对应相同。但第7-12组时,南北直立剖面内两元件倾角改变,向水平磁北方向偏转一定角度。其目的是为了检验测定、计算偏差角的质量。
如图1、图2所示,将x元件水平指西,y、z元件放置在南北直立剖面内,测定y、z元件的重力值Gy、Gz、磁场强度值Hy、Hz;水平旋转x元件180°,使其水平指东,测定y、z元件的重力值Gy、Gz、磁力值Hy、Hz;
将y元件水平指西,x、z元件放置在南北直立剖面内,测定x、z元件的重力值Gx、Gz、磁力值Hx、Hz;水平旋转y元件180°,使其水平指东,测定x、z元件的重力值Gx、Gz、磁力值Hx、Hz;
将z元件水平指西,x、y元件放置在南北直立剖面内,测定x、y元件的重力值Gx、Gy、磁力值Hx、Hy;水平旋转z元件180°,使其水平指东,测定x、y元件的重力值Gx、Gy、磁力值Hx、Hy。
执行下列“零偏差”校正计算程序:
将所测定的12个数据存入计算机所规定的地址,分别调用这12个数据计算重力三元件和磁力三元件的直角度偏差。
第一步,计算重力计、磁力计三元件的直角度偏差:其中Go为重力加速度值、Ho为总磁场,可用地面高精度磁力仪测得。
当重力计的X元件水平指向西时,Y、Z元件间的重力计直角的直角度偏差值εgyz、εmyz的偏差公式为:
εgyz=π/2-arcCOS(Gy/G0)-arcCOS(Gz/Go),
当磁力计的X元件水平指向西时,Y、Z元件间的磁力计直角的直角度偏差值εmyz的偏差公式为:
εmyz=π/2-arcCOS(Hy/H0)-arcCOS(Hz/Ho),
再将重力计、磁力计的x元件水平指东,y、z元件在南北直立剖面内,分别重新测定y、z元件的重力值Gy、Gz、磁场值Hy、Hz,代入上式再次求得y、z元件(x元件指东)的直角度偏差εgyz、εmyz。取两次均值作为最终结果。
同理,将重力计和磁力计的y元件水平指西,x、z元件在南北直立剖面内,测定x、z元件的重力值Gx、Gz、Hx、Hz,按照下式计算x、z元件(y元件指西)的直角度偏差εgxz、εmxz;
εgxz=π/2-arcCOS(Gx/G0)-arcCOS(Gz/G0),
磁力计直角值εmxz计算偏差公式为:
εmxz=π/2-arcCOS(Hx/H0)-arcCOS(Hz/H0),
步骤同上,将重力计、磁力计的y元件水平指东,x、z元件在南北直立剖面内,重新测定x、z元件的重力值Gx、Gz、Hx、Hz代入上式再次计算x、z元件(y元件指东)的直角度偏差εgxz、εmxz。取两次均值作为最终结果。
同样地,将重力计、磁力计的z元件水平指西,x、y元件在南北直立剖面内,测定x、y元件的重力值Gx、Gy、Hx、Hy,按照下式计算x、y元件(z元件指西)的直角度偏差εgxy、εmxy;
εgxy=π/2-arcCOS(Gx/G0)-arcCOS(Gy/G0),
磁力计直角偏差值εmxy计算偏差公式为:
mxy=π/2-arcCOS(Hx/H0)-arcCOS(Hy/H0),
步骤同上,将重力计、磁力计的z元件水平指东,x、y元件在南北直立剖面内,重新测定x、y元件的重力值Gx、Gy、Hx、Hy,代入上式再次计算x、y元件(z元件指东)的直角度偏差εgxy、εmxy。取两次均值作为最终结果。
经过上述步骤后,还需要测定重力计与磁力计坐标之间的平行偏差值,重力计、磁力计坐标系都有三个平面组成,即yoz、xoz和xoy,在各平面内分别测定重、磁元件重合的偏差值δyz、δxz和δxy。
第一步,当x元件水平指西、东时,yoz平面处在磁南北直立面内。
在该平面内,两重力元件Gy1、Gz1和两磁力元件Hy0、Hz0均进行了零偏差直角度校正,但由于重、磁元件不重合,则通过下式
δyz=[(GyHy+GzHz)(OX东)-(GyHy+GzHz)(OX西)]/
[(GzHy+GyHz)(OX东)+(GzHy+GyHz)(OX西)]
计算得出不重合的角度为δyz。
第二步,当y元件水平指西、东时,zox平面处在磁南北直立面内。
同理,通过
δzx=[(GzHz+GxHx)(OX东)-(GzHz+GxHx)(OX西)]/
[(GxHz+GzHx)(OX东)+(GxHz+GzHx)(OX西)];
计算得出不重合的角度为δzx。
第三步,当z元件水平指西、东时,xoy平面处在磁南北直立面内。
同理,通过
δxy=[(GxHx+GyHy)(OX东)-(GxHx+GyHy)(OX西)]/
[(GyHx+GxHy)(OX东)+(GyHx+GxHy)(OX西)];
计算得出不重合的角度为δxy。
接着计算重力三元件和磁力三元件的零直角偏差校正值。
重力坐标系OX1Y1Z1规定如下:O21轴与重力Z元件方向一致;重力Y、Z元件所决定的平面为OY1Z1平面。OX1、OY1、OZ1三轴互相垂直。
将测得的Gx、Gy、Gz带入下述公式:
Gz1=Gz
Gy1=Gy-εgyzGz
Gx1=Gx-εgxyGy1-εgxzGz
Gz1、Gy1、Gx1分别为重力三元件的零直角偏差校正值;εgyz、εgxz、εgxy为上面计算出的重力计三元件的直角偏差值。
磁坐标系OX0Y0Z0规定如下:OZ0轴与重力Z元件方向一致;重力Y、Z元件所决定的平面为OY0Z0平面。OX0、OY0、OZ0三轴互相垂直。
同理将测得的Hx、Hy、Hz带入下述公式:
Hz0=Hz
Hy0=Hy-εmyzHz
Hx0=Hx-εmxyHy0-εmxzHz
Hz0、Hz0、Hz0分别为重力三元件的零偏差校正值;εmyz、εmzx、εmxyy为前面算出的磁力计三元件的直角偏差值。
利用上面算出的零直角偏差值代入下面的公式进行重合校正,重合校正是将重力坐标系中的三分量Gx1、Gy1、Gz1投影到磁坐标系OX0Y0Z0上。因而只需对重力三元件进行校正,即
Gxo=Gx1-δxyGy1+δzxGz1
Gyo=δxyGx1+Gy1-δyzGz1
Gzo=-δzxGx1+δyzGy1+Gz1
其中Gx 0、Gy0、Gz 0为经零直角偏差校正和零平行偏差校正后的、在磁坐标系OX0Y0Z0中的重力值,Gz1、Gy1、Gx1分别为前面算出的经零直角偏差校正后的、在重力坐标系OX1Y1Z1中的重力值。
在实际使用中,经过本方法校正后的重磁仪器,置于测量地测出实际重力计和磁力计值上传到计算机,在计算机内利用校正后的重力计、磁力计各三个直角偏差值和三个平行偏差值进行偏差计算校正,然后在显示器上直接输出校正过后的高精度数值,此高精度数值即为最终结果。
在以后的使用或运输中,如果系统遭受强烈振动或其它原因导致原系统内重、磁元件方向发生变化,只需重新测定步骤A的12个重、磁数据,再经过上述公式计算,仍可获得高精度三分量磁测的结果。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员英当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
本方法中重力计、磁力计偏差角部分计算机程序如下:
Private Sub Form_Load()
Dim Ain(7,12)As Single,Aout(24,12)As Single
Dim I As Integer,J As Integer,N As Integer,M As Integer
Dim CHXY As Single,CHYZ As Single,CHZX As Single,_
CGXY As Single,CGYZ As Single,CGZX As Single,_
CHGXY As Single,CHGYZ As Single,CHGZX As Single,_
C1As Single,C2As Single,C3As Single,C4As Single,_
C5As Single,C6As Single,C7As Single,C8As Single
Dim Lin As String
CommonDialog1.FileName=″″
CommonDialog1.Flags=VBOFNFfilMustExist
CommonDialog1.Filter=″实测数据(*.csv)″
CommonDialog1.FilterIndex=1
CommonDialog1.DialogTitle=″打开实测数据文件(*.csv)″
CommonDialog1.Action=1
If CommonDialog1.FileName=″″Then
MsgBox″没有输入文件,请重新输入文件″
Exit Sub
Else
Open CommonDialog1.FileName For Input As#1
Line Input#1,Lin
For I=1To 12
Input#1,Aout(1,I),Aout(2,I),Aout(3,I),Aout(4,I),Aout(5,I),Aout(6,I),Aout(7,I)
Next I
End If
For I=1 To 6
C1=1.570796:C2=C1
For J=1 To 3
If Aout(J+3,I)>0.3Then
C3=Aout(J+3,I)
C1=C1-Atn(Sqr(1-C3*C3)/C3)
End If
If Aout(J,6+I)>10000Then
C3=Aout(J,6+I)/Aout(7,I+6)
C2=C2-Atn(Sqr(1-C3*C3)/C3)
End If
Next J
Aout(18,I)=C1
Aout(18,I+6)=C2
Next I
For I=1To 11Step 2
Aout(19,I)=(Aout(18,I)+Aout(18,I+1))/2
Next I
CGXY=Aout(19,1)
CGYZ=Aout(19,3)
CGZX=Aout(19,5)
CHXY=Aout(19,7)
CHYZ=Aout(19,9)
CHZX=Aout(19,11)
For I=1To 12
Aout(8,I)=Aout(2,I)-CHYZ*Aout(3,I)
Aout(7,I)=Aout(1,I)-CHXY*Aout(8,I)-CHZX*Aout(3,I)
Aout(10,I)=Aout(5,I)-CGYZ*Aout(6,I)
Aout(9,I)=Aout(4,I)-CGXY*Aout(10,I)-CGZX*Aout(6,I)
Next I
For J=0To 6Step 6
For I=1To 2
Aout(11,I+J)=Aout(7,I+J)
Aout(12,I+J)=Aout(8,I+J)
Aout(13,I+J)=Aout(9,I+J)
Aout(14,I+J)=Aout(10,I+J)
Next I
For I=3To 4
Aout(11,I+J)=Aout(8,I+J)
Aout(12,I+J)=Aout(3,I+J)
Aout(13,I+J)=Aout(10,I+J)
Aout(14,I+J)=Aout(6,I+J)
Next I
For I=5To 6
Aout(11,I+J)=Aout(3,I+J)
Aout(12,I+J)=Aout(7,I+J)
Aout(13,I+J)=Aout(6,I+J)
Aout(14,I+J)=Aout(9,I+J)
Next I
Next J
For I=1To 12
Aout(15,I)=Aout(12,I)*Aout(13,I)-Aout(11,I)*Aout(14,I)
Aout(16,I)=Aout(11,I)*Aout(13,I)+Aout(12,I)*Aout(14,I)
Next I
For I=1To 11 Step 2
Aout(20,I)=(Aout(15,I)+Aout(15,I+1))/(Aout(16,I)+Aout(16,I+1))
Next I
ForI=1To 5Step 2
Aout(21,I)=(Aout(20,I)+Aout(20,I+6))/2
Next I
CHGXY=Aout(21,1):CHGYZ=Aout(21,3):CHGZX=Aout(21,5)
For I=1To 12
Aout(11,I)=Aout(9,I)-CHGXY*Aout(10,I)+CHGZX*Aout(6,I)
Aout(12,I)=CHGXY*Aout(9,I)+Aout(10,I)-CHGYZ*Aout(6,I)
Aout(13,I)=-CHGZX*Aout(9,I)+CHGYZ*Aout(10,I)+Aout(6,I)
Next I
For I=1To 12
C1=Aout(11,I)
C2=Aout(12,I)
C3=Aout(13,I)
C4=C1*C1+C2*C2
C5=Sqr(C4)
C6=Sqr(C3*C3+C4)
Aout(14,I)=(Aout(8,I)*C1-Aout(7,I)*C2)/C5
Aout(15,I)=(-Aout(7,I)*C1-Aout(8,I)*C2)*C3/C5/C6+Aout(3,I)*C5/C6
Aout(16,I)=(Aout(7,I)*C1+Aout(8,I)*C2+Aout(3,I)*C3)/C6
Aout(17,I)=Sqr(Aout(14,I)^2+Aout(15,I)^2)
Next I
For I=1To 12
C1=Aout(4,I)
C2=Aout(5,I)
C3=Aout(6,I)
C4=C1*C1+C2*C2
C5=Sqr(C4)
C6=Sqr(C3*C3+C4)
C7=(Aout(2,I)*C1-Aout(1,I)*C2)/C5
C8=(-Aout(1,I)*C1-Aout(2,I)*C2)*C3/C5/C6+Aout(3,I)*C5/C6
Aout(22,I)=(Aout(1,I)*C1+Aout(2,I)*C2+Aout(3,I)*C3)/C6
Aout(23,I)=Sqr(C7*C7+C8*C8)
Next I
Aout(24,2)=CHXY:Aout(24,3)=CHYZ:Aout(24,4)=CHZX
Aout(24,7)=-Aout(21,1)-Aout(19,1)
Aout(24,8)=Aout(21,5)-Aout(19,5)
Aout(24,9)=Aout(21,1)
Aout(24,10)=-Aout(21,3)-Aout(19,3)
Aout(24,11)=-Aout(21,5)
Aout(24,12)=Aout(21,3)
For J=0 To 6Step 6
C1=Aout(16+J,1):C2=C1:C3=Aout(17+J,1):C4=C3:C5=C1:C6=C3
For I=2To 12
C7=Aout(16+J,I):C8=Aout(17+J,I)
If C7>C1 Then
C1=C7
End If
If C7<C2Then
C2=C7
End If
If C8>C3Then
C3=C8
End If
If C8<C4Then
C4=C8
End If
C5=C5+C7:C6=C6+C8
Next I
C5=C5/12:C6=C6/12:M=J/6
Ain(1+M,1)=C1:Ain(1+M,2)=C5:Ain(1+M,3)=C2
Ain(1+M,7)=C3:Ain(1+M,8)=C6:Ain(1+M,9)=C4
C1=0:C2=0
For I=1To 12
C1=C1+Abs(Aout(16+J,I)-C5)
C2=C2+Abs(Aout(17+J,I)-C6)
Next I
C1=C1/12:C2=C2/12
Ain(1+M,5)=C1:Ain(1+M,11)=C2
Next J
C1=0:C2=1:C3=0:C4=0:C5=1:C6=0
For I=1To 6
C7=Abs(Aout(24,I+6))
C8=Aout(18,2*I-1)-Aout(18,2*I)
Ain(3,I+6)=C8:C8=Abs(C8)
If C7>C1 Then
C1=C7
End If
If C7<C2Then
C2=C7
End If
C3=C3+C7
If C8>C4Then
C4=C8
End If
If C8<C5Then
C5=C8
End If
C6=C6+C8
Next I
For I=1To 3
C7=Abs(Aout(24,I+1))
C8=Aout(20,2*I-1)-Aout(20,2*I+5)
Ain(3,I+3)=C8:C8=Abs(C8)
If C7>C1Then
C1=C7
End If
If C7<C2Then
C2=C7
End If
C3=C3+C7
If C8>C4Then
C4=C8
End If
If C8<C5Then
C5=C8
End If
C6=C6+C8
Next I
C1=C1*3438:C2=C2*3438:C3=C3/9*3438
C4=C4*1719:C5=C5*1719:C6=C6/9*1719
CommonDialog1.FileName=″″
CommonDialog1.Flags=VbofnFileMustExist
CommonDialog1.Filter=″输出文件数据|*.csv|″
CommonDialog1.FilterIndex=1
CommonDialog1.DialogTitle=″打开输出文件(*.csv)″
CommonDialog1.Action=1
If CommonDialog1.FileName=″″Then
MsgBox″没有指定输出文件″
Exit Sub
Else
Open CommonDialog1.FileName For Output As#2
Print#2,″仪器号:″;″,″;Ain(7,1);″_″;″,″;″日期:″;″,″;
Print#2,Format$(Ain(7,2),″####″);″年″;″,″;Format$(Ain(7,3),″##″);
″月″;Format$(Ain(7,4),″##″);″日″
Print#2,
Write#2,,″井磁仪″,″偏差角度″,″计算结果″
Print#2,
Write#2,,,″XY″,″YZ″,″ZX″
Write#2,,″CH:″,Format(Aout(24,2),″0.00000″),Format(Aout(24,3),″0.00000″),Format(Aout(24,4),″0.00000″)
Write#2,,″C1,C2:″,,Format(Aout(24,7),″0.00000″),Format(Aout(24,8),″0.00000″)
Write#2,,″C3,C4:″,Format(Aout(24,9),″0.00000″),,Format(Aout(24,10),″0.00000″)
write#2,,″C5,C6:″,Format(Aout(24,11),″0.00000″),Format(Aout(24,12),″0.00000″)
Print#2,:Print#2,
Write#2,″九″,″个偏差角″,″测定误差″,″平均值=″,:Print#2,
Format$(C6,″##.0″);″分″
Text1.Text=″计算完毕″
End If
Close#1:Close#2
End Sub
Private Sub COMMAND1_CLICK()
End
End Sub
Claims (5)
1.一种提高三元件磁测精度的方法,所述方法采用装置包括分析仪器和探测仪器,其特征在于,高精度标定仪器各元件的安装偏差角并对出厂后的测量数据进行校正,内容包括:
A、在地面均匀磁场中,将探测仪器三个坐标轴X、Y、Z分别水平指向磁东和磁西后测出各重磁分量的场值;
B、(1)用A测得的南北直立剖面中两个重力分量与总重力之比的反余弦求取重力计各坐标轴间的直角偏差值;
(2)用A测得的磁南北直立剖面中两个磁力分量与总磁场之比的反余弦求取磁力计各坐标轴间的直角偏差;
C、利用A中测出的重磁分量值,经零直角偏差校正后,计算出磁场垂直分量和北向水平分量,用水平分量指东和指西时磁场垂直分量之差与北向水平分量之和的比,求取重磁坐标系对应三轴间的平行偏差值;
D、将实际使用中测出的重力计与磁力计的各重磁分量值,在计算机上经零直角偏差和平行偏差校正后得出校正后的高精度重力值和磁力值。
2.如权利要求1所述的一种提高三元件磁测精度的方法,其特征在于,所述A中探测仪器测量重磁场的具体方法为:
将x元件水平指西,y、z元件放置在南北直立剖面内,测定y、z元件的重力值Gy、Gz、磁场强度值Hy、Hz;水平旋转x元件180°,使其水平指东,测定y、z元件的重力值Gy、Gz、磁力值Hy、Hz;
将y元件水平指西,x、z元件放置在南北直立剖面内,测定x、z元件的重力值Gx、Gz、磁力值Hx、Hz;水平旋转y元件180°,使其水平指东,测定x、z元件的重力值Gx、Gz、磁力值Hx、Hz;
将z元件水平指西,x、y元件放置在南北直立剖面内,测定x、y元件的重力值Gx、Gy、磁力值Hx、Hy;水平旋转z元件180°,使其水平指东,测定x、y元件的重力值Gx、Gy、磁力值Hx、Hy。
3.如权利要求1或2所述的一种提高三元件磁测精度的方法,其特征在于,所述B步骤中直角偏差值计算采用如下计算公式:
(1)当重力计和磁力计的X元件水平指向西或东时,Y、Z元件间的重力计直角偏差公式为:
εgyz=π/2-arcCOS(Gy/G0)-arcCOS(Gz/G0),
磁力计直角偏差公式为:
εmyz=π/2-arcCOS(Hy/H0)-arcCOS(Hz/H0),
(2)重力计和磁力计的Y元件水平指向西或东时,X、Z元件间的重力计直角偏差公式为:
εgxz=π/2-arcCOS(Gx/G0)-arcCOS(Gz/G0),
磁力计直角偏差公式为:
εmxz=π/2-arcCOS(Hx/H0)-arcCOS(Hz/H0),
(3)重力计和磁力计的Z元件水平指向西或东时,X、Y元件间的重力计直角偏差公式为:
εgxy=π/2-arcCOS(Gx/G0)-arcCOS(Gy/G0),
磁力计直角偏差公式为:
εmxy=π/2-arcCOS(Hx/H0)-arcCOS(Hy/H0)。
4.如权利要求3所述的一种提高三元件磁测精度的方法,其特征在于,所述C步骤中重力计与磁力计的平行偏差角计算公式为:
δxy=[(Gx1Hx0+Gy1Hy0)(OX东)-(Gx1Hx0+Gy1Hy0)(OX西)]/
[(Gy1Hx0+Gx1Hy0)(OX东)+(Gy1Hx0+Gx1Hy0)(OX西)];
δzx=[(Gz1Hz0+Gx1Hx0)(OX东)-(Gz1Hz0+Gx1Hx0)(OX西)]/
[(Gx1Hz0+Gz1Hx0)(OX东)+(Gx1Hz0+Gz1Hx0)(OX西)];
δyz=[(Gy1Hy0+Gz1Hz0)(OX东)-(Gy1Hy0+Gz1Hz0)(OX西)]/
[(Gz1Hy0+Gy1Hz0)(OX东)+(Gz1Hy0+Gy1Hz0)(OX西)]。
5.如权利要求4所述的一种提高三元件磁测精度的方法,其特征在于,所述D中经零直角偏差校正后的重力三分量
Gz1=Gz;
Gy1=Gy-εgyz Gz;
Gx1=Gx-εgxy Gy1-ε gxz Gz;
经零直角偏差校正后的磁三分量
Hz0=Hz;
Hy0=Hy-εmyz Hz;
Hx0=Hx-εmxy Hy0-εmxz Hz;
经零直角偏差校正和零平行偏差校正后的重力三分量
Gx0=Gx-(δxy+εgxy)Gy+(δxz-εgzx)Gz;
Gy0=δxy Gx+Gy-(δyz+εgyz)Gz;
Gz0=-δyz Gx+δyz Gy+Gz。
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