CN105388533A - 安装于潜器中磁力仪磁干扰的陆上校正方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种安装于潜器中磁力仪的磁干扰校正方法。本发明通过磁源等价替换潜器内的磁干扰源,从而解决了因潜器重量重、体积大也很难在磁力计量中心进行相应的校正工作的问题;同时采用在有无磁源的情况下分别测量潜器位于四方位时的磁场情况,进而进行数据处理与比对,获得最终校正数据。本发明简单易行,成本低,校正效果良好。
Description
技术领域
本发明涉及磁力勘探技术领域,特别是一种安装于潜器中磁力仪磁干扰的陆上校正方法。
背景技术
由于矿物质通常具有磁性,在地球磁场作用下矿区往往呈现地磁异常现象,陆上磁法探矿是一种应用广泛的地球物理勘探方法,如航磁测量、地面磁测。由于陆上矿产资源日益枯竭,海洋存在着丰富的矿产资源,尤其国际海域矿产资源成为当今世界各国关注的焦点,我国对此也高度重视,已成功申请获得太平洋7.5万平方公里的多金属结核矿区、3000平方公里富钴结壳矿区和西南印度洋1万平方公里的多金属硫化物矿区,成为世界上首个同时拥有三种资源矿区,并享有专属勘探权和优先商业开采权的国家。海洋磁法勘探也成为深海探矿一种常用的技术手段之一,目前,海洋磁法勘探主要采用拖曳式作业方式,包括海面拖曳作业和近海底拖体拖曳作业两种方式。海面拖曳作业即将磁力仪拖于船后方3倍以上船长度距离并下沉于海面以下数米,由母船拖曳磁力仪沿设计测线进行调查,该方法具有作业方便的优点,但由于大洋矿区水深达数千米,采用海面拖曳式作业难以得到海底高精度、高分辨率的地磁数据,尤其对呈现丘状小区块分布的热液硫化物矿,采用磁力仪海面拖曳式作业难以满足其要求;近海底拖体拖曳作业方式将磁力仪安装在无磁拖体上进行近海底拖曳作业,该方法可以得到海底高精度地磁探测数据,但存在拖体姿态不稳,航行难以控制,实际调查航迹偏离设计测线距离大,作业不便,效率低下等问题。为了得到高精度海底地磁数据以及提高作业效率和调查质量,美国、德国等国率先采用将磁通门三分量磁力仪安装于自主潜器中,自主潜器潜入数千米的深海,在离海底数十米至数百米高度按设计使命进行自主探测,获到高精度、高分辨率的近底地磁数据,并解决了拖曳式磁测作业存在的不足;潜器磁力仪成为获取深海海底高精度、高分辨率地磁数据最有效的技术手段,已应用于热液硫化物等资源调查。我国也迫切需要这种技术手段应用于国际海域矿区资源详查中。
由于潜器中的下潜压铁、上浮压铁、电池仓、电子仓、电机等磁性物质会对潜器磁力仪造成严重的干扰,对于潜器磁力仪探测数据能否对各种干扰进行有效校正,得到可靠、可应用的探测数据是科学家们在潜器下海前就非常关心的技术问题。由于普通实验室或潜器研制车间存在磁干扰物质,不宜作为潜器磁力仪磁干扰校正的测试场所,同时因潜器重量重、体积大很难在磁力计量中心进行相应的校正工作。因此需要一种简便可行的潜器磁力仪磁干扰校正方法,对潜器的各种干扰进行有效校正,使得潜器下海前就能得知其磁测数据是否具有应用价值、潜器磁力仪能否适于近海底磁测调查。
发明内容
针对现有技术存在的不足,提出一种潜器磁力仪的磁干扰校正方法,解决潜器下海前对安装潜器中磁力仪受到磁干扰能否得到有效校正,磁测数据是否可靠、潜器磁力仪能否适于近海底进行磁法勘测的技术问题。
本发明为实现上述目的,通过以下技术方案实现:
一种安装于潜器中磁力仪的磁干扰校正方法,首先在野外探寻一块地形平整、磁场平稳的校正测试区,测区内布设测线,选定一条离测区中心点距离大于潜器长度二分之一的最近一条的测线作为比对测线;选用一磁铁作为磁源;高精度陆地磁力仪测量磁源置于比对测线上各测点的磁场值;旋转潜器一周测得各方位磁干扰校正数据;将潜器置于四个不同方位,潜器磁力仪测量磁源置于比对测线上各测点的磁场数据;利用潜器旋转一周测得磁干扰校正数据对不同方位磁测数据进行校正得到四个方位校正后的磁测数据,最后与陆地磁力仪测量的数据进行比较,验证本发明校正效果。测试过程中高精度陆地磁力仪探头高度与潜器磁力仪探头高度相同,同时备有一台以上同型号高精度陆地磁力仪用于地磁日变观测。
具体步骤如下:
S1.布设测区测线及测点,其中测区内的坡度小于10°;
S2.高精度磁力仪勘测测区的Tgeo,要求测区Tgeo梯度小于2nT/m,Tgeo为地磁场值;
S3.高精度磁力仪探头置于测区中心测量磁源在比对测线各测点的磁场值Tbase,Tbase为测区基准地磁场值;
S4.圆周旋转潜器一周,测量潜器在无磁源时各方位的磁场值,潜器感应磁场随潜器方位变化的拟合函数公式为:
Tw=a1cos(hdg-D+a2)+a3cos(2hdg-2D+a4)+a5;
所述的Tw为感应磁场,Traw为磁场实测原始值,hdg为潜器方位角,D地磁场磁偏角,a1、a2、a3、a4、a5为拟合参数;
S5.旋转潜器置于四个不同方位,在磁源置于比对测线各测点时,测量潜器各方位的磁场值Traw;
S6.对磁源在比对测线各测点时潜器四个不同方位的磁场值Traw进行校正,得到校正后的磁测地磁场数据Tgeo,校正公式为:
Tgeo=Traw-Tw+a5-Tauv,
将Tgeo与Tbase进行比较,可以得到准确的数值;
所述的Tgeo为地磁场值,Traw为磁场实测原始值,Tw为感应磁场,auv为潜器,Tauv为潜器本体磁场值,a5为拟合参数。
作为优选,上述安装于潜器中磁力仪的磁干扰校正方法中测量磁场值的磁力仪分别位于测试场地的中心点,磁力仪探测高度相同。
作为优选,上述安装于潜器中磁力仪的磁干扰校正方法中磁场梯度小于1nT/m。
作为优选,上述安装于潜器中磁力仪的磁干扰校正方法中比对测线为离测区中心点距离大于潜器长度二分之一的最近一条的测线。
作为优选,上述安装于潜器中磁力仪的磁干扰校正方法中比对测线上各测点校正后地磁场值Tgeo与基准地磁场值Tbase差小于50nT。
在整个技术的实施过程中,也可以理解为:
测试场地勘探及测线布设:在野外选择地形平整空旷、周围无电线等干扰源,地磁场平稳、梯度变化小于一定数值,且潜器能运达的场地,从中选择边长为潜器长度5倍以上的正方形区域作为测试区;以测试区的中心点作为原点,过原点水平测线及其平行线为X测线,过原点垂向测线及其平行线为Y测线,以2米测线间距测区布满X测线和Y测线,近测区中心点可设1米间距加密测线,测区内水平测线与垂直测线交点为测点;
测区背景场勘测:用高精度陆地磁力仪对测区内各测点进行地磁场勘测,对测量数据经地磁日变改正后,得到测区地磁背景场数据,要求用于磁干扰校正测区地磁场梯度小于2nT/m;
高精度陆地磁力仪测量磁源置于比对测线上各测点的磁场值;将高精度陆地磁力仪置于测区中心,选用一磁源如强磁铁作为磁异常源,选定一条离测区中心点距离大于潜器长度二分之一的最近一条的测线作为比对测线,移动磁源置于比对测线上各测点,高精度陆地磁力仪记录磁源在比对测线上各测点的磁场值,移动及放置过程中保持磁源方向不变;
潜器圆周旋转一周获取磁干扰校正数据:将潜器置入测区,并使磁力仪探头位于测区原点上方,卸除下潜压铁,转动电机,使潜器工作于最接近海上实际应用状态,以测区原点为圆心,缓慢转动潜器圆周运动一周,潜器控制计算机记录旋转过程中的潜器方位及潜器磁力仪测得的磁场数据;
潜器分别处于四个不同方位测量磁源置于比对测线上各测点的磁场值:转动潜器分别处于360度均匀分布的四个不同方位时,潜器控制计算机记录不同方位时磁源置于比对测线上各测点潜器磁力仪测得的的磁场数据;
潜器磁力仪校正公式及校正拟合参数:潜器磁力仪磁干扰校正包括潜器运动处不同方位时的磁感应场校正和潜器的固定场校正,因潜器近底作业时具有很好的稳定性,探测过程中,横摇与纵摇变化很小,因此在考虑潜器不同姿态的磁感应影响时,可以认为垂向的磁通量不变,只受水平方向的磁通量变化影响,磁感应场随潜器航向变化的拟合函数公式:
Tω=a1cos(hdg-D+a2)+a3cos(2hdg-3D+a4)+a5(1)
式中Tω为磁感应场,hdg为方位角,a1、a2、a3、a4、a5、为拟合参数,通过潜器旋转一周获取各方位的磁测数据,按(1)式拟合得到各拟合参数值;
潜器固有场校正:要得到准确地磁值Tgeo,对测量原始数据需要在消除不同方位的磁感应场基础上,还需消除潜器固有磁矩的影响,见式(2):
Tgeo=Traw-Tω+a5-Tauv(2)
式中,Tgeo为地磁场值,Traw为潜器磁力仪测得原始值,a5由潜器作圆周旋转时测量数据进行拟合得到,Tω感应磁场由式(1)计算得到,Tauv值可用高精度磁力仪测量同一位置潜器存在时与潜器不在时的磁场值,其差值即为Tauv的固有磁场值。
对潜器处于四个不同方位时,磁源置于比对测线上各测点的磁测数据进行磁干扰校正及结果验证:利用潜器圆周旋转数据得到公式(1)各拟合参数值,结合磁干扰校正公式(1)和公式(2)对处于不同方位的磁测数据进行校正,校正后得到四个方位的磁异常探测数据,并与高精度陆地磁力仪对磁源置于比对测线上各测点的磁异常数据进行比较,验证磁干扰校正效果。
有益效果:本发明先在室外探寻磁场平稳校正测试区,通过旋转潜器拟合校正法对潜器干扰进行校正,采用高精度磁力仪、磁源进行校正结果验证。本发明简单易行,成本低,校正效果良好。
由于本发明设置多个测点,并且在每个测点均分别进行四方位的磁场情况测试,从而获得足够的样本数据,进而通过拟合参数和公式进行校正,保证了较好的校正效果。
由于本发明分别在有无磁源的情况下获取了磁力仪的测试数据,并通过拟合参数和公式进行校正,再将校正数据与无磁源情况下的磁场数据进行比对,最后确定是否得到有效校正数据,具有良好的校正效果。
由于本发明采用高精度的陆地磁力仪,可以获得更高精度的测试数据,并在此基础上,获得吻合的拟合参数,从而得到更好的校正效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为潜器磁力仪磁干扰校正技术方案示意图。
图2为潜器磁力仪磁干扰校正方法流程示意图。
图3为高精度陆地磁力仪测量得到测区地磁场平面特征图。
图4为磁源置于比测测线上各测点高精度陆地磁力仪测量数据日变改正结果图。
图5为潜器圆周旋转一周潜器磁力仪磁测结果图与磁干扰校正结果图。
图6为高精度陆地磁力仪及潜器处于四方位时潜器磁力仪测得磁源在比对测线上各测点时的测量数据日变改正结果图。
图7为将潜器简化为直六面体的结构示意图。
图8为穿过与Z向平行的四个面的等效面积变化示意图及AUV切割磁感线等效面积变化示意图。
图9为潜器处于四个不同方位时潜器磁力仪测量磁源在比对测线上各测点数据的磁干扰校正结果与高精度陆地磁力仪测量磁源在比对测线上各测点的磁测结果比较图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明,以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例1:
对一种安装于潜器中磁力仪磁干扰的陆上校正方法,通过以下步骤:
S1.布设测区测线及测点,其中测区内的坡度小于10°;
S2.高精度磁力仪勘测测区的Tgeo,要求测区Tgeo梯度小于2nT/m,Tgeo为地磁场值;
S3.高精度磁力仪探头置于测区中心测量磁源在比对测线各测点的磁场值Tbase,Tbase为测区基准地磁场值;
S4.圆周旋转潜器一周,测量潜器在无磁源时各方位的磁场值,潜器感应磁场随潜器方位变化的拟合函数公式为:
Tw=a1cos(hdg-D+a2)+a3cos(2hdg-2D+a4)+a5;
其中,Tw为感应磁场,Traw为磁场实测原始值,hdg为潜器方位角,D地磁场磁偏角,a1、a2、a3、a4、a5为拟合参数;
S5.旋转潜器置于四个不同方位,在磁源置于比对测线各测点时,测量潜器各方位的磁场值Traw;
S6.对磁源在比对测线各测点时潜器四个不同方位的磁场值Traw进行校正,得到校正后的磁测地磁场数据Tgeo,校正公式为:
Tgeo=Traw-Tw+a5-Tauv,
其中,Tgeo为地磁场值,Traw为磁场实测原始值,Tw为感应磁场,auv为潜器,Tauv为潜器本体磁场值,a5为拟合参数。
在本实施例中,由于潜器中有下潜压铁、上浮压铁、电池仓、电子仓、电机等磁干扰物质,对磁力仪磁测精度产生重大影响,采用本发明可解决该技术问题,可对潜器的各种磁干扰进行有效校正,使得采用潜器磁力仪进行深海近底磁测可成为大洋调查一种新的技术手段。
本实施例采用我国新研制的“4500米级深海资源自主勘查系统”,该系统可下潜到4500米水深按使命规划进行自主航行的水下潜器,潜器长3.5米,宽1.5米,高1.5米,重约1500kg,潜器包括磁通门三分量磁力仪等各种探测设备、phins6000高精度惯性导航定位系统和控制计算机,控制计算机以1Hz频率记录潜器磁力仪等各种探测设备的探测数据及潜器姿态、位置等信息。
本实施例的潜器磁力仪的磁干扰校正方法具体过程如下:
如图1所示,先通过高精度陆地磁力仪探寻一块磁场平稳、地形平整区作为磁干扰校正测试区,在测区内布设水平和垂直测线,形成网格测点;对测区各测点用高精度陆地磁力仪进行测量,得到测区地磁背景场,要求地磁场平稳,梯度小于1nT/m;选定一条离测区中心点距离大于潜器长度二分之一的最近一条的测线作为比对测线;选定一强磁铁作为磁源,将磁源置于比对测线上各测点,通过置于测区中心点高精度陆地磁力仪记录各测点的磁场数据;将潜器中磁力仪探头置于测区中心点,以测区中心点为原点缓慢旋转潜器一周,潜器控制计算机记录潜器旋转时的方位及潜器磁力仪测得的磁场值,作为潜器磁力仪磁干扰校正数据;转动潜器分别处于四个不同方位,每次方位差约90度,将同样的磁源置于比对测线上各测点,潜器控制计算机记录潜器处于不同方位时的磁源置于比对测线上各测点的磁测量数据;通过潜器转圈获取的潜器方位及磁场数据对磁干扰校正公式进行拟合,得到拟合参数值,再对四个不同方位的比对测线上各测点的探测数据进行校正处理,得到校正后四个不同方位的磁异常响应,并与陆地磁力仪得到磁异常结果进行比较,验证本方法的磁干扰校正效果。测量过程中陆地磁力仪探头与潜器中磁力仪探头高度一致。本校正方法流程见图2所示,具体步骤如下:
选定测试场地,勘探测试场地及布设测线、测点。由于普通实验室及潜器研制车间存在磁干扰物质,不适宜作为潜器磁力仪的磁干扰校正场地。通过区域地质资料初步分析结合高精度陆地磁力仪在野外选择地形平整空旷、周围无电线等干扰源进行测试选址。本次测试高精度陆地磁力仪采用GSM-19T(高精度陆地磁力仪),其分辨率为0.01nT,测量绝对精度0.2nT。图3为采用GSM-19T在沈阳郊区探测得到一地磁平稳区,取边长20米正方形区域作为磁干扰校正测试区,布设水平和垂直测线,测线间距为2米,在距潜器中心5米区域进行加密布设,加密区测线间距为1米,布设水平测线为Y1、Y3、Y5、Y6、Y7、Y8、Y9、Y10、Y11、Y12、Y13、Y14、Y15、Y16、Y17、Y19和Y21;布设垂直测线为X1、X3、X5、X6、X7、X8、X9、X10、X11、X12、X13、X14、X15、X16、X17、X19和X21,测点坐标定义为左下角为(1,1),右上角(21,21),潜器中心即原点坐标为(11,11),依次对每个测点进行坐标定义。当然测试区可以为任何长度和形状,根据具体需要进行选择和布设。
勘测测试场地背景磁场值。此时采用两套GSM-19T高精度陆地磁力仪,其中一套用于测量,另一套用于地磁日变观测。陆地磁力仪对图1测区各测点进行测量,并经地磁日变改正后得到测区地磁背景如图3所示,可见测区地磁梯度小于1nT/m,测试区域地磁场非常平稳,适宜做潜器磁力仪磁干扰校正测试。
高精度磁力仪测量磁源置于选定测线上各测点的磁异常。将GSM-19T高精度陆地磁力仪探头置于测区中心,中心点坐标(11,11),选用磁铁作为磁源,选定X9测线作为比对测线,将磁铁沿X9测线移动并依次置于(9,1)、(9,3)、(9,5)、(9,6)、(9,7)、(9,8)、(9,9)、(9,10)、(9,11)、(9,12)、(9,13)、(9,14)、(9,15)、(9,16)、(9,17)、(9,19)、(9,21)测点,如图1所示,磁铁在移动及放置过程方向保持不变,高精度陆地磁力仪记录磁铁置于比对测线上各测点时的磁场数据,经地磁日变改正后中,作为磁源置于比对测线上各测点时引起磁异常的标准值,日变改正结果如图4所示。
圆周旋转潜器一周,测量潜器在无磁源时各方位的磁场值,即旋转潜器获取磁干扰校正数据。将潜器置入测区,并使潜器磁力仪探头位于测区原点上方,卸除下沉电磁铁,转动电机,使潜器工作于最接近海上实际应用状态,以测区原点为圆心,缓慢转动潜器一周,潜器控制计算机记录旋转过程中的潜器方位及潜器磁力仪测得的磁场数据,用于潜器处于不同方位的磁干扰校正,将潜器磁力仪测量数据通过地磁日变改正后得到地磁场与方位之间关系如图5所示。可见,潜器磁力仪受到严重磁干扰,潜器磁测值方位差约6000nT,如此大的磁干扰如果不加以校正则潜器磁测数据毫无使用价值,难以满足用于深海进行近底磁测要求。
潜器处于四个不同方位,潜器控制计算机记录磁源置于比对测线上各测点时潜器磁力仪测量的磁场数据。在方位一时,潜器方位角为0.64度,将磁铁沿X9测线移动并依次置于(9,1)、(9,3)、(9,5)、(9,6)、(9,7)、(9,8)、(9,9)、(9,10)、(9,11)、(9,12)、(9,13)、(9,14)、(9,15)、(9,16)、(9,17)、(9,19)、(9,21)测点,潜器控制计算机记录潜器磁力仪的测量值。顺时针转动潜器约90度,到方位二时,潜器方位角为89.46度,潜器控制计算机记录磁铁沿X9测线移动并依次置于(9,1)、(9,3)、(9,5)、(9,6)、(9,7)、(9,8)、(9,9)、(9,10)、(9,11)、(9,12)、(9,13)、(9,14)、(9,15)、(9,16)、(9,17)、(9,19)、(9,21)测点时潜器磁力仪的测量值。顺时针转动潜器约90度,到方位三时,潜器方位角为178.64度,潜器控制计算机记录磁铁沿X9测线移动并依次置于(9,1)、(9,3)、(9,5)、(9,6)、(9,7)、(9,8)、(9,9)、(9,10)、(9,11)、(9,12)、(9,13)、(9,14)、(9,15)、(9,16)、(9,17)、(9,19)、(9,21)测点时潜器磁力仪的测量值。转动潜器约90度,到方位四时,潜器方位角为270.71度,潜器控制计算机记录磁铁沿X9测线移动并依次置于(9,1)、(9,3)、(9,5)、(9,6)、(9,7)、(9,8)、(9,9)、(9,10)、(9,11)、(9,12)、(9,13)、(9,14)、(9,15)、(9,16)、(9,17)、(9,19)、(9,21)测点时潜器磁力仪的测量值,对潜器磁力仪的测量数据进行地磁日变改进后,潜器处于不同方位时,磁力仪测量的磁场经日变改正结果与测点关系如图6所示。由图6可见,潜器磁力仪测量结果随方位不同变化很大,四个方位磁测结果与高精度陆地磁力仪所测结果存在较大差异,这意味着潜器磁力仪的磁干扰不加以有效校正,磁测结果毫无应用价值。
潜器磁力仪校正公式及校正拟合参数。潜器磁力仪磁干扰校正包括潜器运动时不同方位的磁感应场校正和潜器的固定场校正。
潜器磁感应强度校正:潜器近底探测时具有很好的稳定性,其横摇与纵摇变化很小,因此分析潜器不同姿态的磁感应影响时,可以认为垂向的磁通量不变,只受水平方向的磁通量变化影响。为了便于分析,将潜器简化为直六面体,如图7所示,通过研究各面的磁通量变化关系,得到各面磁通量的矢量和,来求得磁感应场随姿态变化的校正公式。当AUV(潜器)姿态改变时,穿过与Z向平行的四个面的磁通量是随航向改变如图8所示,其与航向呈式(3)的函数关系,其产生的磁感应变化关系如式(4);与Z向垂直的两个面因与H在同一个平面磁通量为零,但是hdg与H的夹角在变,各边有切割磁感线,从而产生感应磁场BH,其变化关系正比于各边扫过的磁感线面积与hdg导数,见式(5)。式(4)与式(5)之和即得到AUV磁感应强度随航向的变化关系。由于a、b、c为常数,实际资料采集过程中,因测区范围相对较小,H与D也可视为常数,拟合函数可简化为式(6)。
潜器简化的直六面体垂直面磁通量之和与潜器航向hdg关系:
Tω=BV+BH=a1cos(hdg-D+a2)+a3cos(2hdg-2D+a4)+a5式(6)
上式中,φABB'A'、φDCC'D'、φBCC'B'、φADD'A'对应各面的磁通量,H为地磁场水平分量,D为磁偏角,a为简化直六面体AD、BC、A’D’、B’C’的边长,b为简化直六面体AB、DC、A’B’、D’C’的边长,c为简化直六面体AA’、BB’、CC’、DD’的边长,k1、k2为假定的磁感应强度变化与磁通量变化的正比系数,a1、a2、a3、a4、a5为拟合参数,hdg为方位角。通过对沈阳郊区潜器旋转实测数据进行拟合得到各拟合参数值如表1所示。
表1潜器旋转得到各拟合参数结果:
拟合参数 | a1(nT) | a2 | a3(nT) | a4 | a5(nT) |
结果值 | 2495.566 | 1.374 | 379.178 | -0.314 | 56294 |
潜器固有场校正:潜器磁力仪实测数据Traw在磁感应场校正基础上,还需要进行潜器固有场Tauv校正,才能得到潜器磁力仪测量地磁场背景值,见式(7)。
Tgeo=Traw-Tw+a5-Tauv式(7)
上式中,Traw为实测值,Tgeo为地磁数据,a5由潜器作圆周旋转时测量数据进行拟合得到,Tw感应磁场由式(6)计算得到,Tauv值可用高精度磁力仪测量同一位置潜器不在时与潜器存在时的磁场值,其差值即为Tauv的固有磁场值。
G、潜器处于四个不同方位,潜器磁力仪测量磁源置于比对测线上各测点数据的磁干扰校正及结果验证:根据潜器圆周旋转的测量数据对公式(6)拟合得到表1各拟合参数值,再利用潜器磁力仪磁干扰校正公式(6)和公式(7)对处于不同方位的磁测数据进行校正,校正后得到四个方位的磁异常探测数据如图9所示,并与高精度陆地磁力仪对磁异常源沿选定测线移动的磁异常数据进行比较,以验证磁干扰校正效果。由图9可见,采用本发明校正后,潜器磁力仪探测数据与高精度陆地磁力仪测量结果基本吻合,潜器磁力仪的磁干扰得到明显校正,具有显著的效果,使得潜器磁力仪以满足深海近底磁测要求。
综上所述,本发明同现有技术相比具有以下优点及效果:
1、由于本发明设置多个测点,并且在每个测点均分别进行四方位的磁场情况测试,从而获得足够的样本数据,进而通过拟合参数和公式进行校正,保证了较好的校正效果。
2、由于本发明分别在有无磁源的情况下获取了磁力仪的测试数据,并通过拟合参数和公式进行校正,再将校正数据与无磁源情况下的磁场数据进行比对,最后确定是否得到有效校正数据,具有良好的校正效果。
3、由于本发明采用高精度的陆地磁力仪,可以获得更高精度的测试数据,并在此基础上,获得吻合的拟合参数,从而得到更好的校正效果。
此外,需要说明的是,本说明书中所描述的具体实施例,其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化,均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围,均应属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种安装于潜器中磁力仪磁干扰的陆上校正方法,其特征是,包括以下步骤:
S1.布设测区测线及测点,其中测区内的坡度小于10°;
S2.高精度磁力仪勘测所述测区的Tgeo,要求测区Tgeo梯度小于2nT/m,所述的Tgeo为地磁场值;
S3.高精度磁力仪探头置于测区中心测量磁源在比对测线各测点的磁场值Tbase,Tbase为测区基准地磁场值;
S4.圆周旋转潜器一周,测量潜器在无所述磁源时各方位的磁场值,潜器感应磁场随潜器方位变化的拟合函数公式为:
Tw=a1cos(hdg-D+a2)+a3cos(2hdg-2D+a4)+a5;
所述的Tw为感应磁场,Traw为磁场实测原始值,hdg为潜器方位角,D地磁场磁偏角,a1、a2、a3、a4、a5为拟合参数;
S5.旋转潜器置于四个不同方位,在所述磁源置于所述比对测线各测点时,测量潜器各方位的磁场值Traw;
S6.对磁源在所述比对测线各测点时潜器四个不同方位的磁场值Traw进行校正,得到校正后的磁测地磁场数据Tgeo,校正公式为:
Tgeo=Traw-Tw+a5-Tauv,
将Tgeo与Tbase进行比较,可以得到准确的数值;
所述的Tgeo为地磁场值,Traw为磁场实测原始值,Tw为感应磁场,auv为潜器,Tauv为潜器本体磁场值,a5为拟合参数。
2.根据权利要求1所述的安装于潜器中磁力仪磁干扰的陆上校正方法,其特征是:测量磁场值的磁力仪分别位于所述测区的中心点,磁力仪探测高度相同。
3.根据权利要求1所述的安装于潜器中磁力仪磁干扰的陆上校正方法,其特征是:磁场梯度小于1nT/m。
4.根据权利要求1所述的安装于潜器中磁力仪磁干扰的陆上校正方法,其特征是:所述的比对测线为离测区中心点距离大于潜器长度二分之一的最近一条的测线。
5.根据权利要求1所述的安装于潜器中磁力仪磁干扰的陆上校正方法,其特征是:所述的比对测线上各测点校正后地磁场值Tgeo与基准地磁场值Tbase差小于50nT。
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