RU2486549C2 - Processing of gravity survey data - Google Patents

Processing of gravity survey data Download PDF

Info

Publication number
RU2486549C2
RU2486549C2 RU2009132490A RU2009132490A RU2486549C2 RU 2486549 C2 RU2486549 C2 RU 2486549C2 RU 2009132490 A RU2009132490 A RU 2009132490A RU 2009132490 A RU2009132490 A RU 2009132490A RU 2486549 C2 RU2486549 C2 RU 2486549C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
data
model
potential field
field
spatial
Prior art date
Application number
RU2009132490A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009132490A (en
Inventor
Гари Барнс
Original Assignee
Аркекс Лимитед
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from GB0701725A external-priority patent/GB2446174B/en
Application filed by Аркекс Лимитед filed Critical Аркекс Лимитед
Publication of RU2009132490A publication Critical patent/RU2009132490A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2486549C2 publication Critical patent/RU2486549C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: measurement equipment.
SUBSTANCE: method of processing of measured data of a potential field in aviation or marine surveys of the potential field includes identification of an array of field mapping parameters for field mapping and introduction of potential field data into the processor. Measured data of the potential field contains data that identify multiple measurements of the potential field, each with the appropriate position of measurement and time of measurement. The array of field mapping parameters is identified using a model containing a combination of a spatial part displaying spatial variation of the specified potential field, and a time area displaying time noise in the specified measured data of the potential field. Besides, the specified identification includes adaptation of measured data of the potential field both to spatial and time parts of the specified model.
EFFECT: problem of low-frequency noise in process of board survey of a potential field is solved.
27 cl, 5 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение относится к усовершенствованным методикам для обработки данных измерения потенциального поля при аэросъемке, например при гравиметрических съемках, и к способам, устройству и коду компьютерной программы для таких методик.The present invention relates to improved methods for processing potential field measurement data during aerial surveys, for example during gravimetric surveys, and to methods, apparatus and computer program code for such techniques.

Уровень техникиState of the art

Настоящее описание относится к аэросъемкам и, более конкретно, к гравиметрическим съемкам. Однако описываемые методики не ограничиваются этими примерами съемки и могут быть применены к другим съемкам потенциального поля, включая, но без ограничений, съемку магнитного поля, например магнитотеллурические съемки, электромагнитные съемки и т.п.The present description relates to aerial surveys and, more specifically, to gravimetric surveys. However, the described techniques are not limited to these shooting examples and can be applied to other surveys of a potential field, including but not limited to magnetic field surveys, for example magnetotelluric surveys, electromagnetic surveys, etc.

Съемка потенциального поля выполняется посредством измерения данных потенциального поля, которые, для гравиметрической съемки, могут содержать одни или несколько гравиметрических данных (измерение гравитационного поля) или данные гравитационного градиентометра (измерение градиента гравитационного поля), данные векторного магнитометра, достоверные данные магнитного градиентометра и другие типы данных, хорошо известных специалистам в данной области техники. Общая цель геофизической съемки потенциального поля заключается в том, чтобы найти характерные признаки, потенциально указывающие на ценные минеральные отложения.A potential field is taken by measuring potential field data, which, for gravimetric surveys, may contain one or more gravimetric data (gravitational field measurement) or gravitational gradiometer data (gravitational field gradient measurement), vector magnetometer data, reliable magnetic gradiometer data, and other types data well known to those skilled in the art. The overall goal of a geophysical survey of a potential field is to find characteristic features that potentially indicate valuable mineral deposits.

Традиционно аэросъемки потенциального поля, например гравиметрические съемки, проводятся по координатной сетке. Сетка задается ортогональными рядами параллельных линий (траектории полета) на двумерной поверхности, которая огибает земную поверхность. Однако огибаемая поверхность ограничивается разрешенным для летательного аппарата приближением к Земле и максимальной скоростью подъема/спуска летательного аппарата. Некоторые улучшенные методики для аэросъемок потенциального поля, которые облегчают сбор данных на малом расстоянии от Земли, описаны в находящейся на рассмотрении PCT Патентной заявке авторов "Обработка данных гравиметрической съемки", PCT/GB2006/050211, тем самым полностью включенной в данное описание посредством ссылки.Traditionally, aerial surveys of potential fields, such as gravimetric surveys, are carried out along a grid. The grid is defined by orthogonal rows of parallel lines (flight paths) on a two-dimensional surface that envelops the earth's surface. However, the enveloped surface is limited to the approximation to the Earth permitted for the aircraft and the maximum speed of the aircraft ascending / lowering. Some improved techniques for aerial surveys of potential fields that facilitate the collection of data at a short distance from the Earth are described in the PCT pending patent application "Processing of gravimetric survey data", PCT / GB2006 / 050211, thereby fully incorporated into this description by reference.

После того как данные потенциального поля собраны, но до интерпретации данных, обычно применяется коррекция рельефа местности, компенсирующая поверхностные вариации высоты. Поверхностный профиль может быть получен в форме цифровых данных повышения рельефа местности или определен из (D) GPS ((Дифференциальная) Глобальная Система Позиционирования) и/или из бортовых методик, например LIDAR (Лазерная Система Обнаружения, Отображения и Определения расстояния) и SAR (радар с синтезированной апертурой). Ускорение летательного аппарата, ориентация, угловая скорость и данные углового ускорения могут также быть использованы для коррекции выходных данных аппаратуры измерения потенциального поля. Авторы описывают некоторые улучшенные методики для коррекции рельефа местности при геофизических съемках в своей, находящейся на рассмотрении Патентной заявке Соединенного Королевства "Системы коррекции рельефа местности", №0601482.3, поданной 25 января 2006 г. и также полностью включенной в данное описание посредством ссылки.After the data of the potential field is collected, but before the interpretation of the data, the correction of the terrain is usually applied, compensating for surface variations in height. The surface profile can be obtained in the form of digital elevation data or determined from (D) GPS ((Differential) Global Positioning System) and / or from on-board techniques such as LIDAR (Laser Detection, Imaging and Distance Sensing System) and SAR (radar with synthesized aperture). Aircraft acceleration, orientation, angular velocity, and angular acceleration data can also be used to correct the output of potential field measurement equipment. The authors describe some improved techniques for correcting terrain during geophysical surveys in their pending United Kingdom Patent Application "Terrain Correction Systems", No. 0601482.3, filed January 25, 2006 and also incorporated herein by reference in its entirety.

Однако несмотря на улучшенные методики авторы ранее отмечали, что низкочастотный шум, или дрейф, в бортовых измерениях при съемке остается проблемой. (Хотя термин дрейф иногда относится к случайному монотонному изменению, в настоящем описании он используется для обозначения любого вида коррелированного шума с характерной частотой, намного меньшей частоты основных, представляющих интерес сигналов.)However, despite improved techniques, the authors previously noted that low-frequency noise, or drift, in on-board measurements during shooting remains a problem. (Although the term drift sometimes refers to random monotonous variation, in the present description it is used to denote any kind of correlated noise with a characteristic frequency much lower than the frequency of the main signals of interest.)

Термин "нивелировка" используется в данной области техники как общий термин, относящийся к обычным методикам приведения данных в соответствие. Эти методики включают в себя удаление низкочастотного дрейфа, согласование низкочастотного вклада соседних линий и отнесение данных к плоскости фиксированной высоты. Например, точки пересечения стандартной координатной съемки могут быть использованы для перекрестной нивелировки, когда данные по линиям съемки корректируются для минимизации различий в этих точках.The term “leveling” is used in the art as a general term referring to conventional techniques for matching data. These techniques include removing the low-frequency drift, matching the low-frequency contribution of adjacent lines, and assigning data to a plane of fixed height. For example, the intersection points of a standard coordinate survey can be used for cross-leveling, when the data on the survey lines are adjusted to minimize differences at these points.

Имеется, однако, потребность в улучшенной обработке данных и, в частности, в улучшенной обработке шума.However, there is a need for improved data processing and, in particular, for improved noise processing.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Таким образом, в соответствии с первым объектом изобретения предоставляется способ обработки измеренных данных потенциального поля из аэро- или морской съемки потенциального поля для определения массива картографических параметров поля для картографирования поля, содержащий: введение упомянутых измеренных данных потенциального поля, причем упомянутые измеренные данные потенциального поля содержат множество измерений, определяющих данные потенциального поля, каждое с соответственным положением измерения и временем измерения; и определение упомянутого массива картографических параметров поля, используя модель, содержащую комбинацию пространственной части, отображающей пространственную вариацию упомянутого потенциального поля, и временной части, отображающей временной шум в упомянутых измеренных данных потенциального поля, причем упомянутое определение содержит подгонку упомянутых измеренных данных потенциального поля к обеим упомянутым, пространственной и временной, частям упомянутой модели.Thus, in accordance with a first aspect of the invention, there is provided a method of processing measured potential field data from an aerial or marine survey of a potential field to determine an array of cartographic field parameters for mapping a field, comprising: introducing said measured potential field data, said measured potential field data comprising a plurality of measurements defining potential field data, each with a corresponding measurement position and measurement time; and determining said array of cartographic field parameters using a model comprising a combination of a spatial part representing a spatial variation of said potential field and a temporal part representing temporal noise in said measured potential field data, said definition comprising fitting said measured potential field data to both of said , spatial and temporal, parts of the mentioned model.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления пространственные и временные части модели содержат пространственные и временные члены модельного уравнения, которые определены совместно для определения картографических параметров поля. Предпочтительно модель имеет линейный вид; это упрощает инверсию. В частности, модель может иметь видIn some preferred embodiments, the spatial and temporal parts of the model comprise the spatial and temporal terms of the model equation, which are defined together to determine the cartographic parameters of the field. Preferably, the model is linear; this simplifies the inversion. In particular, the model may have the form

Figure 00000001
,
Figure 00000001
,

где ρ и λ - векторы пространственного и временного модельных параметров соответственно, A и B - матрицы, и f содержит вектор прямого расчета измерений, оцениваемый из модели.where ρ and λ are the vectors of the spatial and temporal model parameters, respectively, A and B are the matrices, and f contains the vector of direct calculation of measurements estimated from the model.

Предпочтительно модель имеет достаточно высокую временную разрешающую способность для интервалов между измерениями, меньшую ожидаемого времени корреляции прибора или измерительного шума. Таким образом, предпочтительно, чтобы время между узловыми точками выбиралось в зависимости от измеренного, или ожидаемого, характеристического или корреляционного времени шума в упомянутых измеренных данных; это может быть получено из спецификации изготовителя измерительного прибора.Preferably, the model has a sufficiently high temporal resolution for the intervals between measurements, less than the expected correlation time of the device or the measurement noise. Thus, it is preferable that the time between the nodal points is selected depending on the measured, or expected, characteristic or correlation time of the noise in said measured data; this can be obtained from the specifications of the manufacturer of the measuring device.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления пространственная часть модели удовлетворяет уравнению Лапласа. Предпочтительно пространственная часть модели содержит модель эквивалентного источника.In some preferred embodiments, the spatial portion of the model satisfies the Laplace equation. Preferably, the spatial portion of the model comprises an equivalent source model.

Предпочтительно временная часть модели содержит линию, определенную дискретными точками по времени (узловые точки). В вариантах осуществления линия содержит наборы кусочно-линейных разделов, соединяющих эти узловые точки; в других вариантах осуществления могут быть использованы интерполяционные функции высших порядков. Предпочтительно узловые точки находятся в интервалах времени, по меньшей мере, 60, 120, 180, 240, 300, 360 или 420 секунд. Предпочтительно модель шума отображает измеряемый дрейф (который не должен быть монотонным).Preferably, the temporal part of the model contains a line defined by discrete points in time (nodal points). In embodiments, the line comprises sets of piecewise linear sections connecting these nodal points; in other embodiments, higher order interpolation functions may be used. Preferably, the nodal points are in time intervals of at least 60, 120, 180, 240, 300, 360 or 420 seconds. Preferably, the noise model displays a measured drift (which should not be monotonous).

Предпочтительно определение картографических параметров поля содержит решение системы совместных уравнений. Поскольку уравнения могут быть некорректными, предпочтительно используется регуляризация, но предпочтительно пространственные и временные части модели регуляризуются раздельно, для облегчения различия между дрейфом и истинными пространственными вариациями. Таким образом, в некоторых предпочтительных вариантах осуществления градиентная регуляризация используется для пространственной части модели, и регуляризация другого типа, например регуляризация Тихонова, используется для временной части модели. Это помогает, например, различать истинную пространственную вариацию и аппаратурный дрейф, который может быть, например, в различных пространственных направлениях в смежных линиях съемки, осуществляемой в противоположных направлениях. Будет ясно, что в вариантах осуществления методик описываются картографические параметры поля, определяемые посредством подгонки к модели с использованием данных из измерений потенциального поля от множества различных линий съемки одновременно (в том смысле, что подгонка измеренных данных к модели определяет глобальную подгонку для множества линий съемки, в вариантах осуществления для всех обрабатываемых измерительных данных).Preferably, the determination of the cartographic parameters of the field comprises a solution to a system of joint equations. Since the equations may not be correct, regularization is preferably used, but preferably the spatial and temporal parts of the model are regularized separately to facilitate the difference between drift and true spatial variations. Thus, in some preferred embodiments, gradient regularization is used for the spatial part of the model, and another type of regularization, for example Tikhonov regularization, is used for the time part of the model. This helps, for example, to distinguish between true spatial variation and instrumental drift, which may, for example, be in different spatial directions in adjacent survey lines carried out in opposite directions. It will be clear that, in embodiments of the techniques, cartographic field parameters are described that are determined by fitting to the model using data from potential field measurements from many different survey lines at the same time (in the sense that fitting the measured data to a model defines a global fit for multiple survey lines, in embodiments for all processed measurement data).

Таким образом, в вариантах осуществления подгонка содержит совместно подгоняемые данные измерений потенциального поля от множества различных линий съемки для (аэро-) съемки потенциального поля, простирающейся по длинам линий. Эти линии съемки могут быть по существу параллельными или по существу не быть параллельными, например, по существу ортогональными. В вариантах осуществления линии съемки содержат больше чем две, и предпочтительно по существу все полетные линии при съемке, иначе говоря, в предпочтительных вариантах осуществления по существу все данные, собранные от съемки, предоставляются для модели, которая моделирует и пространственную, и временную вариацию для полной съемки. (В этом последнем случае съемка предпочтительно содержит множество полетных линий, располагаемых так, чтобы охватить снимаемую область, которая может иметь любую разумную физическую протяженность.)Thus, in embodiments, the fit comprises jointly tailored potential field measurement data from a plurality of different survey lines for (aerial) surveying a potential field extending along the lengths of the lines. These survey lines may be substantially parallel or substantially not parallel, for example substantially orthogonal. In embodiments, the survey lines contain more than two, and preferably substantially all of the flight paths when shooting, in other words, in preferred embodiments, substantially all of the data collected from the survey is provided for a model that models both spatial and temporal variation for full shooting. (In this latter case, the survey preferably comprises a plurality of flight lines positioned so as to encompass the surveyed area, which may be of any reasonable physical length.)

Измеренные данные потенциального поля предпочтительно содержат гравитационные данные, например гравиметрические данные (измерение гравитационного поля), и/или гравитационные градиентометрические данные (измерение градиента гравитационного поля) и могут включать в себя множественные компоненты. Например, измеренные данные потенциального поля могут содержать компоненту Gzz гравитационного градиента. Таким образом, в вариантах осуществления картографированное поле содержит гравитационное поле, хотя это может быть отображено посредством данных гравитационного градиента. Вместе с тем, в других вариантах осуществления измеренные данные потенциального поля могут содержать векторные магнитометрические данные, истинные магнитные градиентометрические данные или другие данные потенциального поля (например, скалярные гравиметрические данные).The measured potential field data preferably contains gravitational data, for example gravimetric data (gravitational field measurement), and / or gravitational gradiometric data (gravitational field gradient measurement), and may include multiple components. For example, the measured potential field data may contain a component G zz of the gravitational gradient. Thus, in embodiments, the mapped field contains a gravitational field, although this can be displayed using gravitational gradient data. However, in other embodiments, the measured potential field data may comprise vector magnetometric data, true magnetic gradiometric data, or other potential field data (e.g., scalar gravimetric data).

Картографические параметры поля предпочтительно содержат параметры или коэффициенты, которые позволяют характеризовать потенциальное поле и, в частности, которые могут быть использованы для создания подобных данных потенциального поля из прямого расчета в вариантах осуществления.The cartographic field parameters preferably contain parameters or coefficients that allow characterizing the potential field and, in particular, which can be used to create similar data of the potential field from direct calculation in the embodiments.

Таким образом, в вариантах осуществления значения параметра определяют потенциальное поле, например гравитационное поле или поле гравитационного градиента, которое отображает наилучшее приближение к измеренным данным потенциального поля. Это наилучшее приближение предпочтительно минимизирует остаток, который зависит от разности между прямым расчетом потенциального поля из модели и измеренными данными потенциального поля, например среднеквадратичную ошибку, значение модуля разности или некоторый другой остаток.Thus, in embodiments, the parameter values determine a potential field, for example, a gravitational field or a gravitational gradient field, which displays the best approximation to the measured potential field data. This best approximation preferably minimizes the remainder, which depends on the difference between the direct calculation of the potential field from the model and the measured data of the potential field, for example, the mean square error, the value of the difference modulus, or some other remainder.

В вариантах осуществления картографические параметры поля извлекаются из пространственной части модели и могут содержать значения для эквивалентных массовых элементов источника или, в общем случае, эквивалентные элементы источника с соответственной силой источника, когда картографические параметры поля могут содержать эти силы источников.In embodiments, the cartographic field parameters are extracted from the spatial part of the model and may contain values for equivalent mass source elements or, in general, equivalent source elements with corresponding source strength when the cartographic field parameters can contain these source forces.

В вариантах осуществления способ дополнительно содержит определение карты, используя массив картографических параметров поля, и она может отображать или данные потенциального поля, или данные, извлеченные из данных потенциального поля, например, после дополнительной обработки. Такая карта может отображать или двумерные, или трехмерные данные, и в вариантах осуществления карта конструируется посредством выполнения прямого расчета для определения потенциального поля, например, на поверхности, из массива картографических параметров поля. Картографические параметры поля могут быть использованы в прямом расчете, например, чтобы позволить определение и картографирование потенциального поля, например гравитационного поля, или поля гравитационного градиента, или соответственного скалярного потенциала.In embodiments, the method further comprises defining a map using an array of cartographic field parameters, and it can display either potential field data or data extracted from potential field data, for example, after further processing. Such a map can display either two-dimensional or three-dimensional data, and in embodiments, the map is constructed by performing direct calculation to determine a potential field, for example, on a surface, from an array of cartographic field parameters. The cartographic parameters of the field can be used in direct calculation, for example, to allow the determination and mapping of a potential field, for example, a gravitational field, or a gravitational gradient field, or the corresponding scalar potential.

Специалисту в данной области техники должно быть ясно, что в общем случае при измерении данных потенциального поля фактически измеряется гравитация и/или градиент гравитации (хотя другие величины, полученные из пространственных производных потенциального поля, могут быть измерены дополнительно или альтернативно).One skilled in the art will appreciate that in the general case, when measuring potential field data, gravity and / or gravity gradient are actually measured (although other quantities derived from the spatial derivatives of the potential field can be measured additionally or alternatively).

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления способ, который использует эквивалентное отображение источника, значения поверхностной массы (или плотность) для множества поверхностных массовых элементов, предпочтительно на плоской поверхности (но необязательно, поскольку поверхность может быть выбрана так, чтобы приблизить поверхность земли в области съемки), используется в прямом расчете для картографирования одной или нескольких компонент поля на ровной картографической плоскости или некоторой другой удобной поверхности.In some preferred embodiments, a method that uses an equivalent source mapping, surface mass values (or density) for a plurality of surface mass elements, preferably on a flat surface (but not necessarily, since the surface can be chosen to approximate the surface of the earth in the shooting area), used in direct calculation to map one or more field components on a flat cartographic plane or some other convenient surface.

В другом соответствующем объекте изобретения обеспечивается способ эквивалентного источника для обработки измеренных данных потенциального поля для определения полевых картографических данных, в которых упомянутые измеренные данные потенциального поля моделируются как комбинация пространственного сигнала и компоненты временного шума, причем способ содержит определение общего наилучшего приближения упомянутых измеренных данных потенциального поля к упомянутой моделируемой комбинации.Another related aspect of the invention provides an equivalent source method for processing measured potential field data for determining field cartographic data in which said potential field measured data is modeled as a combination of a spatial signal and a temporal noise component, the method comprising determining the overall best approximation of said potential field measured data to said simulated combination.

Изобретение дополнительно обеспечивает управляющий процессором код для осуществления вышеописанных способов, в частности, на носителе информации, например на диске, CD или DVD-ROM, запрограммированной памяти, такой как постоянное запоминающее устройство (Встроенное программное обеспечение), или на таком носителе информации, как, например, оптический носитель или носитель электрического сигнала. Код (и/или данные) для осуществления вариантов осуществления изобретения может содержать источник, объектный или исполняемый код в обычном языке программирования (интерпретируемый или компилированный), например C, или ассемблерный код, код для установки или управления ASIC (специализированная интегральная схема) или FPGA (полевая программируемая вентильная матрица) или код для языка описания аппаратных средств, например Verilog (Товарный знак) или VHDL (язык описания сверхвысокоскоростной интегральной схемы). Специалисту в данной области техники должно быть ясно, что такой код и/или данные могут быть распределены между множеством связанных компонентов в коммуникации друг с другом, например распределены по сети.The invention further provides a processor control code for implementing the above methods, in particular on a storage medium such as a disk, CD or DVD-ROM, programmed memory, such as read-only memory (Firmware), or on a storage medium such as for example, optical or electrical signal carrier. The code (and / or data) for implementing the embodiments of the invention may comprise a source, object or executable code in a conventional programming language (interpreted or compiled), for example C, or assembler code, ASIC (specialized integrated circuit) installation or control code, or FPGA (Field Programmable Gate Array) or code for a hardware description language, such as Verilog (Trademark) or VHDL (Ultra High Speed Integrated Circuit Description Language). One skilled in the art will appreciate that such code and / or data can be distributed among a plurality of related components in communication with each other, for example, distributed over a network.

Изобретение дополнительно обеспечивает систему обработки данных, сконфигурированную для осуществления вариантов осуществления вышеописанных способов.The invention further provides a data processing system configured to implement embodiments of the above methods.

Таким образом, в дополнительном объекте изобретения обеспечена система обработки данных для обработки измеренных данных потенциального поля из съемки потенциального поля для определения массива картографических параметров поля при картографировании поля, причем система содержит: устройство сохранения данных для упомянутых измеренных данных потенциального поля, причем упомянутые измеренные данные потенциального поля содержат данные, определяющие множество измерений потенциального поля, каждое с соответственным положением измерения и временем измерения; и устройство хранения программ, хранящее управляющий процессором код; и процессор, связанный с упомянутым устройством хранения данных и с упомянутым устройством хранения программы для загрузки и осуществления упомянутого управляющего кода, причем упомянутый код содержит код, чтобы управлять процессором для: ввода упомянутых измеренных данных потенциального поля; и определения упомянутого массива картографических параметров поля с использованием модели, содержащей комбинацию пространственной части, отображающей пространственную вариацию упомянутого потенциального поля, и временной части, отображающей временной шум в упомянутых измеренных данных потенциального поля, причем упомянутый код для определения упомянутого массива картографических параметров поля сконфигурирован для подгонки упомянутых измеренных данных потенциального поля к обеим упомянутым, пространственной и временной, частям упомянутой модели.Thus, in an additional aspect of the invention, there is provided a data processing system for processing measured potential field data from a potential field survey to determine an array of cartographic field parameters when mapping a field, the system comprising: a data storage device for said potential field measured data, said potential data being measured the fields contain data defining a plurality of measurements of a potential field, each with a corresponding measurement position niya and time of measurement; and a program storage device storing processor control code; and a processor associated with said data storage device and said program storage device for downloading and executing said control code, said code comprising a code for controlling a processor for: inputting said measured potential field data; and determining said array of cartographic field parameters using a model comprising a combination of a spatial part representing a spatial variation of said potential field and a time part representing temporal noise in said measured data of a potential field, said code for determining said array of cartographic field parameters being configured to fit the mentioned measured data of the potential field to both mentioned, spatial and temporal, frequent m mentioned model.

Изобретение дополнительно обеспечивает носитель, переносящий структуру данных, причем структура данных содержит данные, определяющие значения, по меньшей мере, A и ρ, причем A и ρ определяются так, что для массива измерений потенциального поля m(x, y, z, t) значение L(f, m) минимизируется, где L(f, m) отображает меру различия между f и m, гдеThe invention additionally provides a carrier transferring the data structure, the data structure containing data defining values of at least A and ρ, wherein A and ρ are determined so that for the array of measurements of the potential field m (x, y, z, t) L (f, m) is minimized, where L (f, m) represents the measure of the difference between f and m, where

Figure 00000002
,
Figure 00000002
,

где ρ и λ - векторы пространственного и временного модельных параметров соответственно, A и B - матрицы, и причем упомянутые данные, переносимые упомянутой структурой данных, сопоставляются с упомянутым массивом упомянутых измерений m(x, y, z, t) или включают их в себя.where ρ and λ are the vectors of the spatial and temporal model parameters, respectively, A and B are the matrices, and moreover, the data mentioned carried by the data structure are compared with the mentioned array of the mentioned measurements m (x, y, z, t) or include them .

Изобретение дополнительно обеспечивает носитель, переносящий структуру данных, определяющую карту, полученную из данных, определяющих значения, по меньшей мере, A и ρ, причем A и ρ определяются так, что для массива измерений потенциального поля m(x, y, z, t) значение L(f, m) минимизируется, где L(f, m) отображает меру различия между f и m, гдеThe invention further provides a carrier transferring a data structure defining a map obtained from data defining values of at least A and ρ, wherein A and ρ are determined such that for the array of measurements of the potential field m (x, y, z, t) the value of L (f, m) is minimized, where L (f, m) represents the measure of the difference between f and m, where

Figure 00000003
,
Figure 00000003
,

где ρ и λ - векторы пространственного и временного модельных параметров соответственно, A и B - матрицы, и причем упомянутые данные, переносимые упомянутой структурой данных, сопоставляются с упомянутым массивом упомянутых измерений m(x, y, z, t) или включают их в себя.where ρ and λ are the vectors of the spatial and temporal model parameters, respectively, A and B are the matrices, and moreover, the data mentioned carried by the data structure are compared with the mentioned array of the mentioned measurements m (x, y, z, t) or include them .

Изобретение дополнительно обеспечивает носитель информации, такой как описан выше для переноса массива картографических параметров поля, определенных посредством предварительно описанного способа.The invention further provides a storage medium, such as described above, for transferring an array of cartographic field parameters determined by a previously described method.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Эти и другие объекты изобретения описываются ниже только в качестве примера в связи с сопровождающими чертежами, на которых:These and other objects of the invention are described below by way of example only in connection with the accompanying drawings, in which:

на фиг.1 изображен пример временной интерполяционной функции для совместной модели эквивалентного источника и временного дрейфа в соответствии с вариантом осуществления изобретения;figure 1 shows an example of a temporal interpolation function for a joint model of an equivalent source and temporal drift in accordance with an embodiment of the invention;

на фиг.2 изображена синтетическая модель и моделируемая картина полета;figure 2 shows a synthetic model and a simulated picture of the flight;

на фиг.3a-3c изображено сравнение предсказанной Gzz от инверсий эквивалентного источника с использованием синтетических измерений: a) без моделирования дрейфа (только пространственный эквивалентный источник), b) с одновременным моделированием дрейфа (дополненная модель) в соответствии с вариантом осуществления изобретения, и c) без синтетического измерения шума, добавленного к модели (истинный сигнал - нет шума);3a-3c show a comparison of the predicted G zz from inversions of the equivalent source using synthetic measurements: a) without drift simulation (spatial equivalent source only), b) while drift modeling (augmented model) in accordance with an embodiment of the invention, and c) without synthetic noise measurement added to the model (true signal - no noise);

на фиг.4 изображен летательный аппарат с данными аэросъемки и пример системы обработки данных, сконфигурированной для осуществления варианта осуществления способа в соответствии с изобретением; иfigure 4 shows an aircraft with aerial survey data and an example of a data processing system configured to implement an embodiment of the method in accordance with the invention; and

на фиг.5 изображена блок-схема последовательности операций в процедуре для обработки измеренных данных потенциального поля для осуществления варианта осуществления способа в соответствии с изобретением.5 is a flowchart of a procedure for processing measured potential field data for implementing an embodiment of a method in accordance with the invention.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществленияDetailed Description of Preferred Embodiments

Ниже описываются методики, которые в вариантах осуществления используют совместное моделирование эквивалентного источника и временного дрейфа для измеренных данных потенциального поля.The following describes techniques that, in embodiments, use joint simulation of an equivalent source and time drift for measured potential field data.

Там, где речь идет о поле, в частности о гравитационном поле, оно не ограничивается векторным полем, но включает в себя скалярное поле и тензорное поле, потенциальное поле и любые производные, получаемые из потенциальной поля.Where it is a field, in particular a gravitational field, it is not limited to a vector field, but includes a scalar field and a tensor field, a potential field and any derivatives obtained from a potential field.

Данные потенциального поля включают в себя, но без ограничений, гравиметрические данные, гравитационные градиентометрические данные, векторные магнитометрические данные и истинные магнитные градиентометрические данные. Элементы и представления потенциального поля могут быть получены из скалярной величины.Potential field data includes, but is not limited to, gravimetric data, gravitational gradiometric data, vector magnetometric data, and true magnetic gradiometric data. Elements and representations of a potential field can be obtained from a scalar quantity.

Для гравитации соответственным потенциалом является гравитационный скалярный потенциал Ф(r), определяемый какFor gravity, the corresponding potential is the gravitational scalar potential Ф (r), defined as

Figure 00000004
,
Figure 00000004
,

где r, ρ(r'), G - соответственно положение измерения гравитационного поля, массовая плотность в местоположении r' и гравитационная постоянная. Гравитационное ускорение, которое является мерой гравитационного поля, является пространственной производной скалярного потенциала. Ускорение силы тяжести - это вектор, который задает его направление. Он представляется тремя компонентами относительно любой выбранной Декартовой системы координат:where r, ρ (r '), G - respectively, the measurement position of the gravitational field, mass density at the location r' and the gravitational constant. Gravitational acceleration, which is a measure of the gravitational field, is the spatial derivative of the scalar potential. Gravity acceleration is a vector that sets its direction. It is represented by three components with respect to any chosen Cartesian coordinate system:

Figure 00000005
.
Figure 00000005
.

Каждая из этих трех компонент изменяется в каждом из трех направлений, и девять величин, таким образом, формируют тензор гравитационного градиента:Each of these three components changes in each of the three directions, and nine quantities thus form the tensor of the gravitational gradient:

Figure 00000006
.
Figure 00000006
.

Фундаментальные уравнения и соотношения для потенциальных полей следуют из анализа свойств скалярной потенциальной функции, ее производных, ее преобразований Фурье и других математических величин.The fundamental equations and relations for potential fields follow from an analysis of the properties of a scalar potential function, its derivatives, its Fourier transforms, and other mathematical quantities.

Из одной из теорем Грина следует, что в случае если известны любые пространственные производные скалярного потенциала (включая и сам скалярный потенциал) по замкнутой поверхности, то значение пространственной производной известно во всех точках в пределах объема, ограниченного этой поверхностью. Следствием этого является то, что как только эта величина известна во всех точках, дифференцированием и интегрированием могут быть получены все другие производные скалярного потенциала, включая и сам скалярный потенциал. Таким образом, скалярный потенциал и все его производные фактически известны во всех точках в пределах объема, если известна только одна из его производных по поверхности, заключающей этот объем. Это означает, что полное измерение любой компоненты любой из производных скалярного потенциала позволяет вычисление любой другой компоненты любой производной скалярного потенциала. Из этого также следует, что не имеет значения, по меньшей мере, в теории, какая величина измеряется, в этом случае просто выбирается тот аппарат, который измеряет желаемую величину с наибольшим отношением сигнал-шум.It follows from one of Green's theorems that if any spatial derivatives of the scalar potential (including the scalar potential itself) over a closed surface are known, then the value of the spatial derivative is known at all points within the volume bounded by this surface. The consequence of this is that as soon as this quantity is known at all points, by differentiation and integration all other derivatives of the scalar potential can be obtained, including the scalar potential itself. Thus, the scalar potential and all its derivatives are actually known at all points within the volume if only one of its derivatives is known over the surface enclosing this volume. This means that a complete measurement of any component of any of the derivatives of the scalar potential allows the calculation of any other component of any derivative of the scalar potential. It also follows from this that, at least in theory, it does not matter which quantity is measured, in this case the apparatus that measures the desired value with the highest signal-to-noise ratio is simply selected.

Дифференцирование вышеуказанного гравитационного скалярного потенциала с необходимостью дает:Differentiation of the above gravitational scalar potential with the need gives:

Figure 00000007
,
Figure 00000007
,

что независимо от областей переходит в уравнение Лапласа - важное фундаментальное соотношение в теории гравитации:which, regardless of areas, goes over to the Laplace equation - an important fundamental relation in the theory of gravity:

Figure 00000008
.
Figure 00000008
.

Гармонические функции удовлетворяют уравнению Лапласа, и они имеют много свойств, которые могут быть использованы при анализе данных, собранных во время съемок потенциального поля.Harmonic functions satisfy the Laplace equation, and they have many properties that can be used to analyze the data collected during surveys of a potential field.

Данные могут быть проанализированы и обработаны с использованием ряда методик, которые работают с данными, собранными во время съемки как отправная точка, но которые затем изменяют и данные, и/или их формат так, что все значения, соотнесенные с измеренными величинами, появляются на правильной 2D сетке, которая находится на горизонтальной, с фиксированной высотой аналитической плоскости (нивелировка и гриддинг).Data can be analyzed and processed using a number of techniques that work with data collected during the survey as a starting point, but which then change the data and / or their format so that all values correlated with the measured values appear on the correct 2D grid, which is located on a horizontal, with a fixed height of the analytical plane (leveling and gridding).

При гриддинге, вообще говоря, снимаемая область разделяется на прямоугольные ячейки, стороны которых предпочтительно выравниваются с основными направлениями полета для съемки, и затем фактические данные измерения заменяются данными (данные с координатной привязкой), которые являются "эквивалентными" измеренным данным, но которые теперь являются отмеченными значениями в точках в середине каждой ячейки. Размер каждой ячейки может быть выбран исходя из среднего разделения линий полета в двух ортогональных направлениях. Как только данные помещены в этот координатный формат, их намного проще математически обработать. Данные могут быть обработаны как набор чисел, например, посредством статистических или других способов, предоставляя наилучшую оценку потенциального поля на горизонтальной аналитической плоскости.In gridding, generally speaking, the surveyed area is divided into rectangular cells, the sides of which are preferably aligned with the main flight directions for shooting, and then the actual measurement data is replaced by data (coordinate-referenced data), which are "equivalent" to the measured data, but which are now marked values at the points in the middle of each cell. The size of each cell can be selected based on the average separation of the flight lines in two orthogonal directions. Once the data is placed in this coordinate format, it is much easier to mathematically process it. Data can be processed as a set of numbers, for example, by statistical or other methods, providing the best estimate of the potential field on the horizontal analytical plane.

Авторы предварительно описали улучшенный способ эквивалентного источника (см. PCT/GB2006/050211, включенный в данном случае посредством ссылки).The authors tentatively described an improved equivalent source method (see PCT / GB2006 / 050211, incorporated herein by reference).

Способы эквивалентного источникаEquivalent Source Methods

Для понимания вариантов осуществления изобретения полезно описать некоторые аспекты способов моделирования эквивалентного источника.To understand the embodiments of the invention, it is useful to describe some aspects of modeling methods for an equivalent source.

Известно, что гравитационное поле вне тела может быть смоделировано как происходящее от вещества, расположенного целиком в бесконечно тонком слое у поверхности тела и который в точности повторяет форму поверхности тела. Такой слой определяет двумерный эквивалентный источник - то есть источник гравитации, который производит по существу (теоретически точно) те же самые гравитационные признаки, как и собственно тело. Имеется много вариантов определения эквивалентных источников: они могут быть такими, как указано выше, или они могут быть строго горизонтальными, они могут быть полностью или частично выше или ниже поверхности земли; они могут быть двух- или трехмерными. Однако они имеют то общее свойство, что обычно образуют по существу то же самое гравитационное поле, что и образуемое снимаемым участком земли. Для дальнейших сведений можно сослаться на книгу R.J.Blakely, "Potential Theory in Gravity and Magnetic Applications", Cambridge University Press, 1995.It is known that the gravitational field outside the body can be modeled as coming from a substance located entirely in an infinitely thin layer at the surface of the body and which exactly repeats the shape of the body surface. Such a layer defines a two-dimensional equivalent source - that is, a source of gravity that produces essentially (theoretically accurate) the same gravitational features as the body itself. There are many options for determining equivalent sources: they can be as described above, or they can be strictly horizontal, they can be completely or partially above or below the surface of the earth; they can be two- or three-dimensional. However, they have the same property that they usually form essentially the same gravitational field as that formed by the removed plot of land. For further information, reference is made to the book by R.J. Blakely, "Potential Theory in Gravity and Magnetic Applications", Cambridge University Press, 1995.

При съемке можно измерить Gzz как функцию положения, rmeasure, используя гравитационный градиентометр и работу с ним без необходимости в создании других элементов тензора гравитационного градиента. Это может быть использовано для создания отображения основного массового распределения. Вышеупомянутая теорема Грина показывает, что основное массовое распределение может быть получено, в принципе, из Gzz, хотя в вариантах осуществления методик описывается более поздняя теорема Грина, не требуемая для использования явно.When shooting, you can measure G zz as a function of position, r measure , using a gravitational gradiometer and working with it without the need to create other elements of the gravitational gradient tensor. This can be used to create a display of the main mass distribution. The aforementioned Green theorem shows that the main mass distribution can be obtained, in principle, from G zz , although the later Green's theorem, which is not required to be used explicitly, is described in the embodiments of the techniques.

В примере способа эквивалентного источника поверхность зоны съемки разбивается на маленькие части, обычно со стороной порядка 50 м, которые можно считать пластинками или массовыми элементами. Разрешающая способность модели может быть выбрана для грубого соответствия разрешающей способности измерений. Легко непосредственно рассчитать гравитацию каждой пластинки (см., например, R.J.Blakely, "Potential Theory in Gravity and Magnetic Applications", Cambridge University Press, 1995), масса которой корректируется до тех пор, пока не будет получена наилучшая полная подгонка к измеренным данным. Это массовое определение может использовать стандартную процедуру подгонки по методу наименьших квадратов. Подгонка может быть получена посредством согласования данных в истинных положениях измерения с гравитационным полем, созданным посредством предложенного эквивалентного источника в идентичных истинных положениях измерения. Этот процесс математически строг и не требует введения каких-либо искусственных корректировок с данными, чтобы они соответствовали горизонтальной прямоугольной съемке.In an example of an equivalent source method, the surface of the survey zone is divided into small parts, usually with a side of the order of 50 m, which can be considered plates or mass elements. The resolution of the model can be chosen to roughly match the resolution of the measurements. It is easy to directly calculate the gravity of each plate (see, for example, R.J. Blakely, "Potential Theory in Gravity and Magnetic Applications", Cambridge University Press, 1995), the mass of which is adjusted until the best complete fit to the measured data is obtained. This mass definition can use the standard least squares fit procedure. A fit can be obtained by matching the data in the true measurement positions with the gravitational field created by the proposed equivalent source in identical true measurement positions. This process is mathematically rigorous and does not require any artificial adjustments to the data to fit the horizontal rectangular survey.

Как только подгонка получена, модель считается первичным массивом данных. Весь последующий анализ для определения геологической структуры может (но необязательно) затем заключаться в сравнении и минимизации разности между гравитационным полем, которое любая данная геологическая структура может создать, и гравитационным полем эквивалентного источника. Одно существенное преимущество этой методики заключается в том, что наилучшая подгонка возникает из массового распределения, хотя и синтетического, и поэтому решение для наилучшей подгонки автоматически удовлетворит уравнению Лапласа. Это представляет собой усовершенствование способа, который дает численную наилучшую подгонку, но который не накладывает дополнительное ограничение удовлетворения данных уравнению Лапласа, то есть она может проистекать из реального массового распределения.Once fitting is obtained, the model is considered the primary data array. All subsequent analysis to determine the geological structure may then (but not necessarily) then consist in comparing and minimizing the difference between the gravitational field that any given geological structure can create and the gravitational field of an equivalent source. One significant advantage of this technique is that the best fit arises from the mass distribution, albeit synthetic, and therefore the best fit solution will automatically satisfy the Laplace equation. This represents an improvement in the method that gives a numerical best fit, but which does not impose an additional restriction on the satisfaction of the data with the Laplace equation, that is, it can result from a real mass distribution.

Способ эквивалентного источника не использует поверхность, соответствующую топографии, он может использовать источники, которые покрывают любую поверхность, которая может быть постоянной по высоте или нет, выше или ниже истинной поверхности земли, которая может разрезать истинную поверхность земли или нет и т.д. Дополнительно, способ эквивалентного источника не использует поверхность, но может использовать трехмерную модель. Аналогично, пластинки могут иметь любой размер или форму в двух или трех измерениях (или даже могут быть точечными), и они даже не должны соответствовать по размерам или форме; действительно, это способствует эффективности анализа, если их размеры и геометрия могут варьироваться в зависимости от того, как быстро топография и/или геология могут варьироваться в каждой области.The equivalent source method does not use a surface corresponding to topography, it can use sources that cover any surface that can be constant in height or not, above or below the true surface of the earth, which can cut the true surface of the earth or not, etc. Additionally, the equivalent source method does not use a surface, but can use a three-dimensional model. Similarly, the plates can be of any size or shape in two or three dimensions (or even can be point-like), and they do not even have to correspond in size or shape; indeed, this contributes to the effectiveness of the analysis if their size and geometry can vary depending on how quickly topography and / or geology can vary in each area.

Эквивалентный источник, следующий топографии или даже основной геологии, насколько он может быть разумно обозначен, вероятно, произведет меньшее варьирование массы отдельных пластинок, но окончательный результат, в принципе, не будет существенно затронут никаким разумным выбором. Таким образом, например, если подозревается наличие конкретного геологического слоя или, например, геологической аномалии, например кимберлитовой трубки, эквивалентный источник может быть определен с учетом этого. Аналогично, больше источников может быть добавлено в области, где имеется более детальное или быстрое изменение геологической структуры. Таким образом, в некоторых отношениях выбор форм эквивалентных источников может быть задуман как подобный дискретизации технического изделия при анализе методом конечных элементов.An equivalent source following the topography or even basic geology, as far as it can be reasonably marked, is likely to produce less variation in the mass of individual plates, but the final result, in principle, will not be significantly affected by any reasonable choice. Thus, for example, if a specific geological layer or, for example, a geological anomaly, for example a kimberlite pipe, is suspected, an equivalent source can be determined with this in mind. Likewise, more sources can be added in areas where there is a more detailed or faster change in geological structure. Thus, in some respects, the choice of forms of equivalent sources can be conceived as similar to the discretization of a technical product in finite element analysis.

Отчасти математическая сложность процесса определяется числом используемых источников и тем, сколько этих источников используется в анализе в каждом положении при съемке. Преимущество методики заключается в том, что для некоторых компонентов гравитации или гравитационного градиента возможно использование непосредственных источников в области измерительной точки, что может существенно снизить сложность анализа. Пороговое расстояние составляет обычно несколько километров, например в пределах от 1 до 10 километров, хотя это зависит до некоторой степени от географии (например, может быть необходимо продлить расстояние для охвата большой близлежащей горы). Например, элемент источника на одной стороне области съемки вряд ли внесет значительный вклад в измеряемое поле на другой стороне области съемки, и где влияние элемента источника намного меньше ожидаемого или фактического шума, такие вклады могут игнорироваться (устанавливаться на нуль). Это полезно, поскольку такая матрица может содержать, например, 100 К на 500 К матричных элементов, и трудности обработки значительно снижаются, если они по большей части нули.In part, the mathematical complexity of the process is determined by the number of sources used and how many of these sources are used in the analysis in each position when shooting. The advantage of the technique is that for some components of gravity or the gravitational gradient, it is possible to use direct sources in the region of the measuring point, which can significantly reduce the complexity of the analysis. The threshold distance is usually several kilometers, for example between 1 and 10 kilometers, although this depends to some extent on geography (for example, it may be necessary to extend the distance to cover a large nearby mountain). For example, the source element on one side of the survey area is unlikely to make a significant contribution to the measured field on the other side of the survey region, and where the influence of the source element is much less than the expected or actual noise, such contributions can be ignored (set to zero). This is useful since such a matrix may contain, for example, 100 K per 500 K matrix elements, and processing difficulties are significantly reduced if they are mostly zeros.

Ниже определяется уравнение, в которое вклады элементов источника в измеренный сигнал зависят от матричных значений влияния источника, и где (как это обычно бывает на практике) влияние многих источников может игнорироваться, эта матрица становится разреженной матрицей, позволяя более эффективную численную обработку.An equation is defined below in which the contributions of the source elements to the measured signal depend on the matrix values of the source influence, and where (as is usually the case in practice) the influence of many sources can be ignored, this matrix becomes a sparse matrix, allowing more efficient numerical processing.

Как только эквивалентный источник создан, то оказывается возможным предсказать любую производную скалярного гравитационного потенциала на поверхности посредством непосредственного прямого расчета. Этот процесс полезен и для анализа, и для перспективы визуализации. Таким образом, как только массив массовых элементов найден, прямой расчет (то есть суммирование влияния массовых элементов) позволяет получить другие компоненты скалярного потенциала и посредством дифференцирования другие компоненты G. Полученные значения G могут сравниваться с геологической моделью (обозначаемой как "интерпретация") для определения основной геологической структуры.As soon as an equivalent source is created, it becomes possible to predict any derivative of the scalar gravitational potential on the surface through direct direct calculation. This process is useful for both analysis and perspective visualization. Thus, as soon as an array of mass elements is found, direct calculation (that is, summing up the influence of mass elements) allows one to obtain other components of the scalar potential and, by differentiation, other components of G. The obtained values of G can be compared with a geological model (denoted as “interpretation”) to determine basic geological structure.

Более подробно, учитывая массы (или плотности) каждого элемента источника, прямой расчет используется для предсказания того, какое значение получится для измеренной величины, то есть значение компоненты вектора гравитации или тензора гравитационного градиента в каждой точке измерения. В общем случае это будет суммированием в показанной ниже форме. Здесь мы используем gg как обозначение для измеренной величины, которая, как отмечено выше, является величиной Gzz в некоторых предпочтительных вариантах осуществления.In more detail, given the masses (or densities) of each element of the source, a direct calculation is used to predict what value will be obtained for the measured quantity, that is, the value of the component of the gravity vector or the gravitational gradient tensor at each measurement point. In general, this will be a summation in the form shown below. Here we use gg as the designation for the measured value, which, as noted above, is the value of G zz in some preferred embodiments.

Figure 00000009
.
Figure 00000009
.

В вышеприведенном уравнении функция F называется функцией Грина (Blakely, там же, с.185, включенная посредством ссылки), и rmass-element определяет местоположение массового элемента (например, центр гравитации или некоторую другую определенную точку).In the above equation, the function F is called the Green function (Blakely, ibid., P. 185, incorporated by reference), and r mass-element determines the location of the mass element (for example, the center of gravity or some other specific point).

Функции F представляют собой стандартные функции, хорошо известные специалистам в данной области техники (и их применения не ограничиваются гравиметрическими съемками). Это, по существу, влияние источника (массового элемента) единичной массы или плотности и определенной формы, имеющихся в определенной (измерительной) точке. Источником может быть точечный источник, сфера или эллипсоид, но в практических применениях методики источник чаще бывает призмой, которая может быть неправильной. Множество учебников перечисляют функции Грина для простых форм; функции для более сложных геометрий источника могут быть найдены в литературе. Кроме того, влияние источника накладывается так, что если сложная форма может быть дискретизирована на множество более простых форм, то функции Грина для дискретных форм могут быть просуммированы. Это в принципе позволяет определить числовые значения функции Грина для любой произвольной формы, хотя обычно практически предпочтительны относительно простые формы. В качестве примера функция Грина F для прямоугольной призмы определена там же, в книге Blakely, с.187, и в данном случае она включена посредством ссылки; при этом имеется 8 членов, каждый из которых соответствует вершине призмы.Functions F are standard functions well known to those skilled in the art (and their applications are not limited to gravimetric surveys). This, in essence, is the influence of the source (mass element) of a unit mass or density and a certain shape, available at a certain (measuring) point. The source may be a point source, a sphere, or an ellipsoid, but in practical applications of the technique, the source is often a prism, which may be incorrect. Many textbooks list Green's functions for simple forms; functions for more complex source geometries can be found in the literature. In addition, the influence of the source is superimposed so that if a complex form can be discretized into many simpler forms, then the Green's functions for discrete forms can be summed. In principle, this allows one to determine the numerical values of the Green's function for any arbitrary form, although relatively simple forms are usually preferable. As an example, the Green's function F for a rectangular prism is defined in the same place in Blakely, p. 187, and in this case it is included by reference; there are 8 members, each of which corresponds to the top of the prism.

Способ инверсии эквивалентного источника может объединить множественные измерения распределения потенциального поля (наблюдаемые величины потенциального поля фактически являются пространственными производными) в единственную модель. Способ включает в себя нахождение параметров модели источника (например, плотности или геометрии) таким образом, что рассчитанные из модели данные подгоняются к данному массиву измерений. Модель инвертированного эквивалентного источника может затем восстановить сигнал при измерениях и в определенных пределах может быть использована для повторного проектирования данных для различающихся местоположений. В целом, число регулируемых модельных параметров меньше числа независимых измерений, и, таким образом, в соответствии с законом больших чисел сигналы, повторно рассчитанные из модели, будут иметь большие отношения сигнал-шум, чем при исходных измерениях.The equivalent source inversion method can combine multiple measurements of the potential field distribution (the observed values of the potential field are actually spatial derivatives) into a single model. The method includes finding the parameters of the source model (for example, density or geometry) in such a way that the data calculated from the model are adjusted to this array of measurements. The inverted equivalent source model can then reconstruct the signal during measurements and, within certain limits, can be used to re-design the data for different locations. In general, the number of adjustable model parameters is less than the number of independent measurements, and thus, in accordance with the law of large numbers, the signals recalculated from the model will have greater signal-to-noise ratios than in the initial measurements.

Конструкция эквивалентного источника больше, чем измерение методики усреднения, поскольку она отображает удобный и реальный способ составления массива пространственных базисных функций, которые поддерживают функциональный вид основного измерительного сигнала. Базисные функции могут позволить объединение различного типа измерений потенциального поля, например; гравитационные измерения и измерения тензора гравитационного градиента могут все быть инвертированы к единственной модели. Базисные функции могут также способствовать большей устойчивости инвертированной модели относительно некоторых ложных вариаций в измерениях, поскольку если они не проявляются как истинные вариации потенциального поля, то они не поддерживаются функциональной формой модели. Модель эквивалентного источника может дополнительно сосредоточить свое функциональное пространство посредством исключения решений, которые известны как физически недопустимые. Например, модель эквивалентного источника, помещенная вблизи или ниже уровня земли, естественно отфильтрует нефизические высокочастотные вариации в измерениях (хотя модель может, в принципе, быть помещена где угодно). Такие вариации в другом случае могут создавать большие ошибки в менее ограниченной модели.The design of an equivalent source is larger than the measurement of the averaging method, since it displays a convenient and real way of compiling an array of spatial basis functions that support the functional form of the main measuring signal. Basic functions may allow the union of various types of potential field measurements, for example; gravitational measurements and measurements of the gravitational gradient tensor can all be inverted to a single model. The basic functions can also contribute to the greater stability of the inverted model relative to some false variations in the measurements, since if they do not appear as true variations of the potential field, then they are not supported by the functional form of the model. An equivalent source model can further focus its functional space by eliminating solutions that are known as physically invalid. For example, an equivalent source model placed near or below ground level will naturally filter out non-physical high-frequency variations in measurements (although the model can, in principle, be placed anywhere). Otherwise, such variations can create large errors in a less limited model.

Увеличение отношения числа измерений к числу степеней свободы модели улучшает точность инверсии, делая получающуюся модель эквивалентного источника менее чувствительной к измерительному шуму и помехам. Однако во многих случаях из-за практических трудностей, связанных со сбором полной выборки вариаций потенциального поля, это отношение часто становится малым, и инверсия эквивалентного источника может стать затруднительной.An increase in the ratio of the number of measurements to the number of degrees of freedom of the model improves the inversion accuracy, making the resulting model of an equivalent source less sensitive to measuring noise and interference. However, in many cases, due to practical difficulties associated with collecting a complete sample of variations of the potential field, this ratio often becomes small, and the inversion of the equivalent source can become difficult.

Низкочастотный шум (дрейф) в измерениях аэросъемки ухудшает процесс инверсии, поскольку эти явления могут походить на истинный сигнал (хотя термин дрейф обычно относится к случайному монотонному изменению, в этом описании он используется для отображения любого вида скоррелированного шума с характерной частотой, намного меньшей частоты доминирующих и представляющих интерес сигналов). Такое изменение может, поэтому, легко быть учтено моделью эквивалентного источника, особенно в местах, где оно не определено. Следствия из последовательных прямых расчетов эквивалентного источника затем демонстрируют ложные признаки, коррелирующие с картиной измерения. В дополнение к этому когерентные компоненты шума не усредняются в процессе инверсии и поэтому приводят к худшей оценке модельного параметра.Low-frequency noise (drift) in aerial survey measurements worsens the inversion process, since these phenomena may resemble a true signal (although the term drift usually refers to random monotonic variation, in this description it is used to display any kind of correlated noise with a characteristic frequency much lower than the dominant frequency and signals of interest). Such a change can therefore easily be accounted for by the equivalent source model, especially in places where it is not defined. The consequences of successive direct calculations of the equivalent source then show false signs that correlate with the measurement pattern. In addition, the coherent noise components are not averaged during the inversion process and therefore lead to a worse estimate of the model parameter.

Ниже описывается дополнение к методике эквивалентного источника, при которой вводится отдельная модель для компенсации коррелированного временного шума. Посредством использования отдельной модели, работающей одновременно с моделью эквивалентного источника, можно сделать оценку параметра источника менее восприимчивой к этому типу шума при измерениях. После инверсии дополненная модель может раздельно предсказать желаемое пространственное распределение потенциального поля и длинноволновый временной шум, сопровождающий измерения.An addition to the equivalent source technique is described below, in which a separate model is introduced to compensate for the correlated temporal noise. By using a separate model that works simultaneously with the equivalent source model, it is possible to make the estimate of the source parameter less susceptible to this type of noise during measurements. After the inversion, the augmented model can separately predict the desired spatial distribution of the potential field and the long-wave time noise accompanying the measurements.

Совместное моделирование эквивалентного источника и временного дрейфаJoint simulation of equivalent source and time drift

Измеряемая величина m при геофизической съемке, соответствующая местоположению (x, y, z) и моменту времени t, может быть разбита на ряд членовThe measured value m during geophysical surveys, corresponding to the location (x, y, z) and time t, can be divided into a number of terms

Figure 00000010
,
Figure 00000010
,

где S(x, y, z) отображает сигнал, I(t) - источник помехи, C(t) - коррелированный шум, и n - чисто случайный шум. Главная цель обработки после съемки заключается в определении с наилучшей точностью истинного сигнала S(x, y, z). Источники помехи I(t) корректируемы подходящими измерениями основных возмущений и соответствующих передаточных функций с ошибкой. В теории после этих исправлений единственные остающиеся нежелательные члены - коррелированный шум C(t) и белый шум n. Белый шум фундаментален, и его влияние может быть только снижено посредством закона больших чисел при множественных измерениях. Большая часть мощности коррелированного шума может, однако, быть смоделирована интерполяционной функцией с временным периодом, который подобен или короче характерного временного периода шума.where S (x, y, z) represents the signal, I (t) is the source of interference, C (t) is the correlated noise, and n is purely random noise. The main goal of post-acquisition processing is to determine with the best accuracy the true signal S (x, y, z). Interference sources I (t) are corrected by suitable measurements of the main disturbances and corresponding transfer functions with an error. In theory, after these corrections, the only remaining unwanted terms are the correlated noise C (t) and white noise n. White noise is fundamental, and its influence can only be reduced by the law of large numbers in multiple measurements. Most of the power of the correlated noise can, however, be modeled by an interpolation function with a time period that is similar to or shorter than the characteristic time period of the noise.

На фиг.1 показана простая временная интерполяционная функция, образованная сшиванием между собой кусочно-линейных участков с одинаковыми интервалами. Более конкретно, на фиг.1 показан экспоненциально коррелированный шум с характерным временем в 500 секунд, смоделированный кусочно-линейным интерполятором, соединяющим узловые точки (квадраты) каждые 400 секунд.Figure 1 shows a simple temporal interpolation function formed by stitching piecewise-linear sections between them at equal intervals. More specifically, FIG. 1 shows an exponentially correlated noise with a characteristic time of 500 seconds modeled by a piecewise linear interpolator connecting nodal points (squares) every 400 seconds.

Интерполятор непрерывен в определенных пределах, но имеет разрывные производные в узловых точках. Модель полностью определена посредством значений в узловых точках и поэтому делает число степеней свободы равным числу узловых точек. В этом случае узловые значения становятся модельными подгоночными параметрами при оптимизации (см. ниже). Если используются более сложные интерполяционные функции, например полиномы высокого порядка или сплайны, то число степеней свободы может быть большим. Как видно из фиг.1, длинноволновые компоненты коррелированного шума могут быть вполне смоделированы посредством основного интерполятора с временным периодом, несколько меньшим, чем таковой для шума. Описываемая одновременная модель эквивалентного источника и временного дрейфа позволяет модели дрейфа низкого порядка поглотить большую часть временного коррелированного шума в пределах массива измерений, оставляя модель эквивалентного источника только для установления соответствия с пространственно коррелированным сигналом. Остающаяся несмоделированная часть измерений (остаточная подгонка) является тогда в значительной степени белым шумом, показывая, что статистические данные инверсии совместимы с хорошей оценкой модельного параметра.The interpolator is continuous within certain limits, but has discontinuous derivatives at nodal points. The model is fully defined by means of the values at the nodal points and therefore makes the number of degrees of freedom equal to the number of nodal points. In this case, the nodal values become model fitting parameters during optimization (see below). If more complex interpolation functions are used, for example, high-order polynomials or splines, then the number of degrees of freedom can be large. As can be seen from figure 1, the long-wavelength components of the correlated noise can be quite modeled by the main interpolator with a time period slightly less than that for noise. The described simultaneous model of the equivalent source and time drift allows the low order drift model to absorb most of the temporal correlated noise within the measurement array, leaving the model of the equivalent source only to establish correspondence with the spatially correlated signal. The remaining unmodeled portion of the measurements (residual fit) is then largely white noise, indicating that the inversion statistics are compatible with a good estimate of the model parameter.

В случае модели линейной инверсии дополненная модель может быть записана какIn the case of a linear inversion model, the augmented model can be written as

Figure 00000011
,
Figure 00000011
,

где f - модельный вектор прямого расчета измерений, ρ - вектор модельных параметров эквивалентного источника (например, плотность или дискретные модули-источники массы), A - матрица, которая связывает отклики элементов источника с местоположениями измерения, λ - вектор параметров модели дрейфа (например, узловые значения в кусочно-линейной модели), и B - матрица, которая связывает интерполяцию модели дрейфа с моментами измерений. В таком виде при данном массиве измерений m(x, y, z, t), модельные параметры ρ и λ могут быть определены посредством любой стандартной методики оптимизации, которая минимизирует остаток при подгонкеwhere f is the model vector of the direct calculation of measurements, ρ is the vector of model parameters of the equivalent source (for example, density or discrete modules-mass sources), A is the matrix that connects the responses of the source elements to the measurement locations, λ is the vector of parameters of the drift model (for example, nodal values in a piecewise linear model), and B is the matrix that relates the interpolation of the drift model to the moments of measurement. In this form, with a given array of measurements m (x, y, z, t), the model parameters ρ and λ can be determined using any standard optimization technique that minimizes the remainder when fitting

Figure 00000012
,
Figure 00000012
,

где L отображает меру остатка; норма L2, например, выполняет оптимизацию по методу наименьших квадратов. Минимизация квадратичной ошибки, норма L2, имеет преимущество из-за простого вычисления, и имеется много коммерчески доступных компонентов математических пакетов/библиотек для осуществления подгонки по методу наименьших квадратов. Другой вариант заключается в использовании модуля вместо этого (норма L1). Это может привести к возможному пропуску выбросов точек данных, что делает оптимизацию более трудоемкой; и в этом случае подходящие математические компоненты пакетов/библиотек коммерчески доступны, но вычислительные затраты могут оказаться слишком большими (поскольку требуется более сложный математический аппарат).where L represents the measure of the remainder; the L 2 norm, for example, performs least squares optimization. Minimizing the squared error, the norm of L 2 , has the advantage of being easy to calculate, and there are many commercially available math / library components to implement the least squares fit. Another option is to use a module instead (norm L 1 ). This can lead to a possible omission of data point outliers, which makes optimization more time consuming; in this case, suitable mathematical components of packages / libraries are commercially available, but the computational cost may be too large (since a more complex mathematical apparatus is required).

После полной инверсии член эквивалентного источника используется изолированно или для оценки исходного сигнала, лежащего в основе измерений,After complete inversion, a member of the equivalent source is used in isolation or to evaluate the initial signal underlying the measurements,

Figure 00000013
,
Figure 00000013
,

или для предсказания различных величин в возможных различных местоположениях. Аналогично, второй член в (2) может быть использован изолированно для оценки дрейфа при измеренияхor to predict different values at possible different locations. Similarly, the second term in (2) can be used in isolation to estimate the drift in measurements

Figure 00000014
Figure 00000014

Модель уравнения (2) может быть дополнена для совместного моделирования сигналов от множественных источников данных измеряемого потенциального поля. В этом случае общая модель эквивалентного источника может быть использована для различных источников данных измеряемого потенциального поля, но предпочтительно члены отдельного шума (дрейфа) включены в модель для каждого отличающегося источника измеряемых данных. Различные источники измеряемых данных потенциального поля могут быть, например, различными устройствами измерения различных компонент G (Gxx, Gyy, Gzz, Gxy, Gxz, Gyz - таким образом, возможны шесть различных устройств этого типа) и/или различными устройствами измерения g (gx, gy, gz - таким образом, возможны три устройства этого типа). Например, одна или несколько компонент данных гравитационного и гравитационного градиентного потенциального поля могут быть совместно измерены таким образом с множественными измерительными устройствами (хотя они могут быть объединены в единственном измерительном приборе). Подгоночная минимизация может быть выполнена так же, как отмечено выше (и рассмотрено дополнительно ниже), хотя и с большим числом определяемых параметров дрейфа.The model of equation (2) can be supplemented for joint modeling of signals from multiple data sources of the measured potential field. In this case, the general model of the equivalent source can be used for different data sources of the measured potential field, but preferably members of the individual noise (drift) are included in the model for each different source of measured data. Different sources of measured potential field data can be, for example, different devices for measuring various components of G (G xx , G yy , G zz , G xy , G xz , G yz - thus, six different devices of this type are possible) and / or different measuring devices g (g x , g y , g z - thus, three devices of this type are possible). For example, one or more data components of the gravitational and gravitational gradient potential fields can be jointly measured in this way with multiple measuring devices (although they can be combined in a single measuring device). Adjustable minimization can be performed in the same way as noted above (and discussed further below), although with a large number of determined drift parameters.

На этом этапе полезно более подробно определить матрицы A и B и векторы ρ и λ. Продолжая рассматривать пространственную часть модели, начальный этап заключается обычно в построении модели, которая следует за ландшафтом в области съемки. Модель дискретизируется на ряд конечных элементов, каждый из которых определяет массовый элемент, плотность которого определяется посредством обратного решения. Матричный элемент Aij отображает модельный, непосредственно рассчитанный сигнал, дающий вклад от массового элемента j в положении i измерения, когда единичная плотность приписывается массовому элементу. Тип используемого прямого расчета соответствует типу сигнала измерения, например; если имеется n измерений и m были предприняты в том же самом положении, но n измерений являются измерениями гравитационного градиента Gzz, и m измерений являются измерениями гравитационного градиента Gxx, то соответствующие прямые расчеты от массового элемента j, An,j и Am,j будут соответствовать Gzz и Gxx соответственно.At this stage, it is useful to define in more detail the matrices A and B and the vectors ρ and λ. Continuing to consider the spatial part of the model, the initial stage is usually to build a model that follows the landscape in the shooting area. The model is discretized into a series of finite elements, each of which determines a mass element, the density of which is determined by the inverse solution. The matrix element A ij displays a model, directly calculated signal, giving a contribution from the mass element j in the measurement position i, when the unit density is attributed to the mass element. The type of direct calculation used corresponds to the type of measurement signal, for example; if there are n measurements and m were taken in the same position, but n measurements are measurements of the gravitational gradient G zz , and m measurements are measurements of the gravitational gradient G xx , then the corresponding direct calculations from the mass element j, A n, j and A m , j will correspond to G zz and G xx, respectively.

Вектор ρ определяет массив фактических плотностей массовых элементов, определяющих модель, и после оптимизации содержит часть решения эквивалентного источника. Таким образом, вектор ρ фактически предоставляет массив параметров, отображающих поле. Как упомянуто выше, произведение Аρ служит для предсказания фактического сигнала при измерениях.The vector ρ defines an array of actual densities of the mass elements that determine the model, and after optimization contains a part of the solution of the equivalent source. Thus, the vector ρ actually provides an array of parameters representing the field. As mentioned above, the product Aρ is used to predict the actual signal during measurements.

Для облегчения оптимизации (2) аппроксимации могут быть введены при построении матрицы A. Это может принять вид усечения, когда пренебрежимо малые матричные элементы заменяются нулями), или усреднения, когда влияния нескольких отдельных элементов объединяются в единственный элемент, отображающий среднее влияние. Оба вышеупомянутых приближения становятся справедливыми, когда расстояние между точкой измерения и исходным элементом становится большим по сравнению с размером источника. При использовании таких приближений пространственная матрица A становится разреженной, позволяя более эффективные численные матричные вычисления.To facilitate optimization (2), approximations can be introduced when constructing matrix A. This can take the form of truncation when negligible small matrix elements are replaced by zeros), or averaging, when the effects of several individual elements are combined into a single element that displays the average effect. Both of the above approximations become valid when the distance between the measurement point and the source element becomes large compared to the size of the source. Using such approximations, the spatial matrix A becomes sparse, allowing more efficient numerical matrix calculations.

Элементы матрицы В определяют уравнения, которые связывают предсказанный дрейф в измерениях с параметрами λ модели дрейфа. Для случая кусочно-линейной интерполяционной функции (относящейся к фиг.1), если i-тое измерение было выполнено в момент времени ti, что попадает между узловыми параметрами λj и λj+1 дрейфа, определяемыми в (узловая точка) моменты времени Tj и Tj+1, то линейное интерполяционное предсказание для дрейфа в измерениях задается посредствомThe elements of matrix B determine the equations that relate the predicted drift in the measurements to the parameters λ of the drift model. For the case of a piecewise linear interpolation function (referring to FIG. 1), if the ith measurement was performed at time t i , which falls between the nodal parameters λ j and λ j + 1 of the drift determined at the (nodal point) time points T j and T j + 1 , then the linear interpolation prediction for the drift in the measurements is specified by

Figure 00000015
Figure 00000015

Выраженное в соответствии с матричным уравнением (2) вышеприведенное уравнение определяет матричные элементы Bi,j и Bi,j+1 следующим образом:Expressed in accordance with the matrix equation (2), the above equation defines the matrix elements B i, j and B i, j + 1 as follows:

Figure 00000016
Figure 00000016

Времена Tj узловых параметров дрейфа определяют разрешающую способность модели дрейфа. Когда имеется разрыв в массиве данных измерений, например, в конце линии съемки, или когда регистрация данных приостанавливается по каким-либо причинам, предпочтительно перезапустить модель дрейфа посредством форсирования параметра дрейфа в тот момент времени, в который измерения возобновляются.Times T j of nodal drift parameters determine the resolution of the drift model. When there is a gap in the array of measurement data, for example, at the end of the survey line, or when the recording of data is suspended for some reason, it is preferable to restart the drift model by forcing the drift parameter at the point in time at which measurements are resumed.

В случае множественных типов измерения в той же самой съемке (например, когда имеются несколько приборных каналов вывода) удобно разделить матричное уравнение (2) так, чтобы каждый тип измерения занимал блок строк в матрицах A и B. Таким образом, первая группа параметров дрейфа в λ отображает моделируемый дрейф для первого типа измерений, второй массив отображает второй тип измерений и так далее. Важно отметить, что хотя каждый тип измерений имеет свою собственную модель дрейфа, есть только одна модель эквивалентного источника.In the case of multiple measurement types in the same survey (for example, when there are several instrument output channels) it is convenient to divide matrix equation (2) so that each measurement type occupies a block of rows in matrices A and B. Thus, the first group of drift parameters in λ displays the simulated drift for the first type of measurements, the second array displays the second type of measurements, and so on. It is important to note that although each type of measurement has its own drift model, there is only one equivalent source model.

Если спектр остатка (f-m) не достаточно белый во временной области, то это указывает, что разрешающая способность модели дрейфа может быть неадекватной, и выигрышным может оказаться более короткий временной период или интерполятор более высокого порядка. Аналогично, если остаток представлен в пространственной области, это может указывать, что модель эквивалентного источника слишком ограничена. Если при этом остаток все же демонстрирует заметную корреляцию, то возможна более фундаментальная проблема, например чрезмерная помеха при измерениях или плохо спроектированная модель эквивалентного источника, например.If the remainder spectrum (f-m) is not sufficiently white in the time domain, then this indicates that the resolution of the drift model may be inadequate, and a shorter time period or a higher order interpolator may be beneficial. Similarly, if the remainder is represented in the spatial domain, this may indicate that the equivalent source model is too limited. If at the same time, the remainder still shows a noticeable correlation, then a more fundamental problem is possible, for example, excessive interference in measurements or a poorly designed model of an equivalent source, for example.

Поскольку природа сигнала и дрейфа различна, один коррелирован в пространственной области, а другой коррелирован во временной области, разделение этих величин на два члена в правой части (2) представляется естественным при оптимизации. Чтобы проиллюстрировать это, рассмотрим две смежные линии из аэросъемки. Хотя дрейф сильно коррелирован вдоль отдельных линий, при рассмотрении в пространственной области нет никакой корреляции между линиями - смежные линии могли быть получены с интервалом в недели, или даже с различными приборами. При оптимизации (3), поскольку вариация этого типа хорошо не аппроксимируется моделью эквивалентного источника, она может корректно описываться членом модели дрейфа. И наоборот, истинный сигнал обычно появляется вне диапазона модели дрейфа и поэтому предпочтительно описывается членом модели эквивалентного источника.Since the nature of the signal and the drift is different, one is correlated in the spatial domain and the other is correlated in the time domain, the separation of these quantities into two terms on the right-hand side of (2) seems natural during optimization. To illustrate this, consider two adjacent aerial survey lines. Although the drift is strongly correlated along individual lines, when viewed in the spatial domain there is no correlation between the lines - adjacent lines could be obtained with an interval of weeks, or even with different instruments. In optimization (3), since a variation of this type is not well approximated by an equivalent source model, it can be correctly described by a member of the drift model. Conversely, a true signal usually appears outside the range of the drift model and is therefore preferably described by a member of the equivalent source model.

Вместе с тем, имеется много ситуаций, особенно в неопределенном случае, когда трудно различить низкочастотный шум прибора и истинный длинноволновый сигнал. Если случается, что дрейфы вдоль смежных линий имеют ту же самую общую тенденцию, шум может казаться пространственно коррелированным и во время инверсии может войти и исказить член эквивалентного источника. И наоборот, большая длина волны геологического сигнала может легко возникнуть как дрейф во времени, поэтому обнаружение себя относится к неправильному члену в (2). Результатом является потеря интенсивности сигнала в предсказаниях (4) эквивалентного источника, связанных с нежелательными шумовыми тенденциями.At the same time, there are many situations, especially in the indefinite case, when it is difficult to distinguish between the low-frequency noise of the device and the true long-wave signal. If it happens that drifts along adjacent lines have the same general tendency, the noise may seem spatially correlated and during the inversion can enter and distort a member of the equivalent source. Conversely, a long wavelength of a geological signal can easily occur as a drift in time, therefore, self-discovery refers to the wrong term in (2). The result is a loss of signal intensity in predictions (4) of the equivalent source associated with undesired noise trends.

Для добавления уровня управления по этой проблеме можно ввести отдельную регуляризацию для двух частей расширенной модели (2). Градиентная регуляризация предпочтительна для распределения плотности ρ эквивалентного источника, поскольку, при том что геометрия модели походит на нечто физически правдоподобное, реальные распределения плотности стремятся иметь гладкие вариации. Предпочтительно выбирать более гладкие решения для плотности, которые поэтому стремятся улучшать целостность инверсии. Для параметров модели дрейфа, λ, стандартная регуляризация Тихонова является предпочтительным выбором. При регуляризации выражение (3) принимает видTo add a control level on this problem, one can introduce a separate regularization for two parts of the extended model (2). Gradient regularization is preferable for the density distribution ρ of the equivalent source, because, while the geometry of the model resembles something physically plausible, real density distributions tend to have smooth variations. It is preferable to choose smoother density solutions that therefore tend to improve the inversion integrity. For drift model parameters, λ, Tikhonov standard regularization is the preferred choice. With regularization, expression (3) takes the form

Figure 00000017
,
Figure 00000017
,

где a - коэффициент полной регуляризации, и b - коэффициент, управляющий относительной регуляризацией между двумя моделями (практически, члены регуляризации нормированы модельными матрицами). Увеличение b делает модель эквивалентного источника более значимой посредством приписывания неоднозначной вариации в измерениях, предпочтительно вариации плотности, а не дрейфа. Нет никакого определенного способа получить правильные значения для коэффициентов регуляризации, но анализ с "L - кривой" и другие эмпирические способы могут дать направление определения лучшего регуляризационного компромисса между подгонкой к измерениям и поведением решения. В конечном счете, для определения наилучших значений для a и b требуется последовательность тестов параметров.where a is the coefficient of full regularization, and b is the coefficient that controls the relative regularization between the two models (in practice, the terms of the regularization are normalized by model matrices). Increasing b makes the equivalent source model more meaningful by attributing ambiguous variation in measurements, preferably density variation rather than drift. There is no definite way to get the right values for the regularization coefficients, but L-curve analysis and other empirical methods can give direction to determine the best regularization trade-off between fitting measurements and solution behavior. Ultimately, a sequence of parameter tests is required to determine the best values for a and b.

Таким образом, вообще говоря, в некоторых предпочтительных вариантах осуществления вводится регуляризация, которая в пространственной части модели призвана отыскать самое гладкое распределение, подгоняемое к измерениям (предполагаемые большие изменения в подземной плотности предпочтительно учитываются, где это возможно, посредством конструкции начальной модели элемента источника). В широком смысле значение a определяет, до какой степени следует добиваться гладкого решения с моделью, и практически этот параметр может варьироваться в соответствии с ожидаемой основной геологией и для достижения того, что окажется хорошим результатом. Кроме того, выбор большого значения для b отменяет выделение членов модели дрейфа (поскольку меньшие члены модели дрейфа необходимы затем для полной минимизации уравнения (8)).Thus, generally speaking, in some preferred embodiments, a regularization is introduced, which in the spatial part of the model is designed to find the smoothest distribution fit for measurements (the expected large changes in the underground density are preferably taken into account, where possible, by constructing the initial model of the source element). In a broad sense, the value of a determines to what extent a smooth solution with the model should be achieved, and in practice this parameter can vary in accordance with the expected basic geology and to achieve what turns out to be a good result. In addition, the selection of a large value for b cancels the selection of members of the drift model (since the smaller members of the drift model are then necessary to completely minimize equation (8)).

Вместе с тем, наиболее эффективный путь разрешения неоднозначности между дрейфом и сигналом заключается в гарантии того, что имеется достаточно измерений при съемке, которые близки в пространстве, но хорошо разделены во времени. Рассмотрим, например, точки в массиве данных съемки, где две линии (часто перпендикулярные) пересекаются. В этих местоположениях сигнал S(x, y, z) является общим для двух измерений на каждой линии. (Пару измерений можно считать правильной точкой пересечения, если их разделение достаточно мало по сравнению с шириной корреляции сигнала, соизмеримого с высотой съемки.) Различие между измерениями, выполненными в моменты времени t1 и t2, должно, поэтому, быть обусловленным коррелированным шумом, I(t2)-I(t1) плюс некоторый случайный шум. В матричной конструкции (2) эти пары точек приводят к дублированным строкам в члене эквивалентного источника, но независимо для строк в члене модели дрейфа. Поэтому они вместе предоставляют уравнения, которые только по существу влияют на решение для дрейфа, и поэтому могут разрешить неоднозначность между длинноволновым сигналом и дрейфом. Посредством учета пространственной вариации сигнала одновременное решение модели эквивалентного источника и модели дрейфа является более точным, чем пересечение по нивелировке, поскольку модель дрейфа по существу выводится из измерений в съемке во множественных положениях на различных линиях съемки, потенциально всех измерений, а не только тех, что для точек пересечения.However, the most effective way to resolve the ambiguity between drift and signal is to ensure that there are enough measurements when shooting, which are close in space but well separated in time. Consider, for example, points in a survey data array where two lines (often perpendicular) intersect. At these locations, the signal S (x, y, z) is common to two measurements on each line. (A pair of measurements can be considered a correct intersection point if their separation is sufficiently small compared to the correlation width of the signal commensurate with the height of the survey.) The difference between the measurements taken at time t 1 and t 2 should therefore be due to the correlated noise, I (t 2 ) -I (t 1 ) plus some random noise. In matrix construction (2), these pairs of points lead to duplicate rows in the equivalent source term, but independently for rows in the drift model term. Therefore, they together provide equations that only substantially affect the drift solution, and therefore can resolve the ambiguity between the long wavelength signal and the drift. By taking into account the spatial variation of the signal, simultaneously solving the equivalent source model and the drift model is more accurate than leveling intersection, since the drift model is essentially derived from measurements in the survey at multiple positions on different survey lines, potentially all measurements, and not just those for intersection points.

Для демонстрации характеристик объединенных модели эквивалентного источника и модели дрейфа представлен синтетический пример. Синтетическая модель содержит выбор 5 кимберлитовых трубок с различными размерами, снятыми посредством бортового гравитационного градиентометра в соответствии с регулярной картиной аэросъемки, как показано на фиг.2, которая иллюстрирует синтетическую модель и моделируемую картину полета.A synthetic example is presented to demonstrate the characteristics of the combined equivalent source model and drift model. The synthetic model contains a selection of 5 kimberlite pipes with various sizes taken by an onboard gravity gradiometer in accordance with the regular aerial survey, as shown in FIG. 2, which illustrates the synthetic model and simulated flight picture.

При моделировании компонента гравитационного градиента, Gzz, была непосредственно рассчитана для местоположения картины съемки для отображения сигнала, измеренного гравитационным градиентометром. Экспоненциально коррелированный временной шум был затем добавлен к синтетическому сигналу для отображения дрейфа и другого низкочастотного шума, который присутствовал бы в реальной измерительной системе. Моделируемые измерения были использованы для инвертирования модели эквивалентного источника, во-первых, без и затем с добавлением модели дрейфа. В обоих случаях инвертированная модель была использована для прямого вычисления Gzz для массива координатных точек, имеющих ту же самую высоту, как и в исходной съемке. На фиг.3 показано сравнение предсказанной величины Gzz из инверсий эквивалентного источника, используя синтетические измерения: a) без, b) с одновременным моделированием дрейфа, c) совершенный ответ, достигнутый без синтетического измерительного шума, добавленного в модель.In modeling the component of the gravitational gradient, G zz was directly calculated for the location of the survey picture to display the signal measured by the gravitational gradiometer. An exponentially correlated temporal noise was then added to the synthetic signal to display drift and other low-frequency noise that would be present in a real measurement system. Simulated measurements were used to invert the model of the equivalent source, first, without and then with the addition of the drift model. In both cases, the inverted model was used to directly calculate G zz for an array of coordinate points having the same height as in the original survey. Figure 3 shows a comparison of the predicted value of G zz from inversions of the equivalent source using synthetic measurements: a) without, b) while simulating drift, c) the perfect response achieved without synthetic measurement noise added to the model.

В вышеприведенном примере для иллюстрации текущего способа никакие дополнительные процедуры обработки данных для снижения шума не выполнялись, хотя на практике обычные методики снижения шума, например фильтрация/ограничение, могут (и часто предпочтительно должны) также быть использованы. Результаты, получаемые от расширенной модели эквивалентного источника (b), ясно показывают уровень надежности и защищенности относительно коррелированного шума в измерениях. Без этого расширения результаты (a) демонстрируют значительные артефакты, коррелированные с картиной съемки, и почти полную маскировку истинного сигнала.In the above example, to illustrate the current method, no additional data processing procedures for noise reduction were performed, although in practice conventional noise reduction techniques, such as filtering / limiting, can (and often preferably should) also be used. The results from the extended equivalent source model (b) clearly show the level of reliability and protection relative to the correlated noise in the measurements. Without this extension, results (a) show significant artifacts correlated with the survey picture and an almost complete masking of the true signal.

Таким образом, дополнение способа инверсии эквивалентного источника моделью временного дрейфа и последующее решение для обеих моделей одновременно предоставляет способ надежной обработки массивов данных потенциального поля, которые содержат значительный низкочастотный шум. Хотя уровень низкочастотного шума может быть снижен обычными процедурами нивелировки, эти способы не работают, например, когда съемка имеет недостаточно пересекающихся точек. Преимущество связи модели дрейфа с моделью эквивалентного источника заключается в том, что поведение дрейфа может быть выведено из большего числа или по существу из всех измерений при съемке.Thus, the addition of a time-drift model of the equivalent source inversion method and the subsequent solution for both models at the same time provides a method for reliable processing of potential field data arrays that contain significant low-frequency noise. Although low-frequency noise can be reduced by conventional leveling procedures, these methods do not work, for example, when shooting has insufficiently intersecting points. The advantage of associating a drift model with an equivalent source model is that the drift behavior can be inferred from a larger number or essentially from all measurements when shooting.

На фиг.4 показан пример летательного аппарата 10 для проведения съемки потенциального поля для получения данных для обработки в соответствии с описанным выше способом. Летательный аппарат 10 содержит инерциальную платформу 12, на которой установлен гравитационный градиентометр 14 (и/или векторный магнитометр), который предоставляет данные съемки потенциального поля на систему 16 сбора данных. Инерциальная платформа 12 оснащена модулем 18 инерциального измерения (IMU), который также предоставляет данные на систему 16 сбора данных, обычно содержащие данные положения в пространстве (например, данные по углу тангажа, крену и отклонению от курса), данные об угловой скорости и угловом ускорении и данные ускорения летательного аппарата. Летательный аппарат также оборудован дифференциальной системой 20 GPS и системой 22 LIDAR или подобной для предоставления данных относительно высоты летательного аппарата над основным рельефом местности. Данные положения и времени предпочтительно получаются от (D) GPS, произвольно в комбинации с IMU для точности.Figure 4 shows an example of an aircraft 10 for capturing a potential field to obtain data for processing in accordance with the method described above. The aircraft 10 contains an inertial platform 12 on which a gravity gradiometer 14 (and / or vector magnetometer) is installed, which provides potential field data to a data collection system 16. The inertial platform 12 is equipped with an inertial measurement module (IMU) 18, which also provides data to the data acquisition system 16, typically containing spatial position data (e.g., pitch angle, roll and course deviation), angular velocity and angular acceleration data and aircraft acceleration data. The aircraft is also equipped with a differential GPS system 20 and 22 LIDAR or the like to provide data on the height of the aircraft above the main terrain. Position and time data is preferably obtained from (D) GPS, optionally in combination with IMU for accuracy.

Летательный аппарат 10 может также быть оборудован другой аппаратурой 24, например магнитометром, TDEM (Временная Электромагнитная Система) системой и/или гиперспектральной отображающей системой, также питающими систему сбора данных. Система 16 сбора данных также имеет ввод от общей аппаратуры 26 летательного аппарата, которая может содержать, например, высотомер, данные воздушной скорости и/или скорости относительно земли и т.п. Система 16 сбора данных может предоставлять некоторую начальную предварительную обработку данных, например, для коррекции данных LIDARa для движения летательного аппарата и/или для объединения данных от IMU 18 и DGPS 20. Система 16 сбора данных может быть снабжена линией 16a связи и/или энергонезависимым устройством 16b памяти для обеспечения возможности сохранять собранные данные потенциального поля и данные о положении для последующей обработки. Сетевой интерфейс (не показан) также может быть предоставлен.The aircraft 10 may also be equipped with other equipment 24, for example a magnetometer, a TDEM (Temporary Electromagnetic System) system and / or hyperspectral imaging system, which also feed the data acquisition system. The data acquisition system 16 also has input from the general equipment 26 of the aircraft, which may include, for example, an altimeter, data of airspeed and / or speed relative to the ground, etc. The data acquisition system 16 may provide some initial data preprocessing, for example, to correct LIDARa data for aircraft movement and / or to combine data from IMU 18 and DGPS 20. The data acquisition system 16 may be provided with a communication line 16a and / or non-volatile device 16b of a memory so as to be able to store the collected potential field data and position data for subsequent processing. A network interface (not shown) can also be provided.

Обработка данных для создания картографических данных для съемки потенциального поля в общем случае (но необязательно) выполняется автономно, иногда в другой стране, где данные съемки были собраны. Видно, что система 50 обработки данных содержит процессор 52, соединенный с устройством 54 сохранения кода и данных, и систему 56 ввода/вывода (например, содержащую интерфейсы для сети, и/или носителей данных, и/или другой связи) с пользовательским интерфейсом 58, например, содержащим клавиатуру и/или мышь. Код и/или данные, сохраняемые в устройстве 54 памяти, могут быть предоставлены на сменном носителе 60 данных. При работе данные включают в себя данные, собранные из съемки потенциального поля, и код содержит код для обработки этих данных для создания картографических данных в вариантах осуществления в соответствии с процедурой, показанной на фиг.5, описанной ниже.Data processing for creating cartographic data for surveying a potential field is generally (but not necessarily) autonomous, sometimes in another country where the survey data were collected. It can be seen that the data processing system 50 comprises a processor 52 connected to a code and data storage device 54 and an input / output system 56 (for example, containing interfaces for a network and / or storage media and / or other communication) with a user interface 58 , for example, containing a keyboard and / or mouse. The code and / or data stored in the memory device 54 may be provided on a removable storage medium 60. In operation, the data includes data collected from a potential field survey, and the code contains a code for processing this data to generate map data in the embodiments in accordance with the procedure shown in FIG. 5, described below.

На фиг.5 показан пример процедуры, осуществляемой процессором данных, который в вариантах осуществления может содержать универсальную компьютерную систему для обработки данных от полетной съемки в соответствии с предварительно описанными методиками. Таким образом, на этапе S200 процедура вводит измеренные данные потенциального поля, например, от гравитационного градиентометра и соответственные 3D данные положения. При необходимости на этапе S200a может быть применена некоторая предварительная обработка, например, для удаления аномалий и/или для снижения (или увеличения) или выбора обрабатываемых данных.FIG. 5 shows an example of a procedure performed by a data processor, which in embodiments may comprise a universal computer system for processing data from a flight survey in accordance with previously described techniques. Thus, in step S200, the procedure enters the measured data of the potential field, for example, from a gravitational gradiometer and the corresponding 3D position data. If necessary, in step S200a, some pre-processing may be applied, for example, to remove anomalies and / or to reduce (or increase) or select the data to be processed.

На этапе S202 процедура заполняет матрицы A и В, как описано выше, и затем создает разреженное матричное уравнение, относящееся к измеренным данным потенциального поля, например Gzz, измеренному 3D положению и временным данным, пространственным картографическим параметрам (ρ) поля и параметрам временного дрейфа (λ). Модель эквивалентного источника снятого рельефа местности (S202a) может быть специально построенной, или может быть использована стандартная регулярная сетка. Процедура затем решает матричное уравнение (S206) для определения массива картографических параметров поля, более конкретно массива сил элементов эквивалентных источников, и они могут предоставить выходные данные от процедуры как картографические данные. Альтернативно, карта может быть непосредственно рассчитана как часть процедуры (S208) посредством выполнения прямого расчета с использованием этих параметров. Например, могут быть созданы двумерная карта типа той, что показана на фиг.3, или трехмерная карта (более точная геологическая модель) типа той, что показана на фиг.2.In step S202, the procedure fills in the matrices A and B as described above, and then creates a sparse matrix equation related to the measured potential field data, for example G zz , the measured 3D position and temporal data, spatial cartographic parameters (ρ) of the field and temporal drift parameters (λ). An equivalent source terrain model (S202a) may be specially constructed, or a standard regular grid may be used. The procedure then solves the matrix equation (S206) to determine the array of cartographic parameters of the field, more specifically the array of forces of elements of equivalent sources, and they can provide output from the procedure as cartographic data. Alternatively, the map can be directly calculated as part of the procedure (S208) by performing direct calculation using these parameters. For example, a two-dimensional map of the type shown in FIG. 3 or a three-dimensional map (a more accurate geological model) of the type shown in FIG. 2 can be created.

Без сомнения много других эффективных альтернатив будут очевидны для специалистов в данной области техники. Например, описанная методика может быть осуществлена в Фурье представлении, например, вдоль линий, описанных в рассматриваемой авторской заявке PCT там же (PCT/GB2006/050211, включенной посредством ссылки).Without a doubt, many other effective alternatives will be apparent to those skilled in the art. For example, the described technique can be carried out in Fourier representation, for example, along the lines described in the considered PCT patent application in the same place (PCT / GB2006 / 050211, incorporated by reference).

Хотя здесь описана методика, использующая предпочтительный пример аэросъемки потенциального поля, варианты осуществления могут также использоваться для морских съемок потенциального поля, выполняемых на судне, и, в общем случае, для съемок потенциального поля, выполняемых на других подвижных платформах или транспортных средствах.Although a technique is described herein using a preferred example of aerial survey of a potential field, embodiments may also be used for marine surveys of a potential field performed on a ship and, in general, for surveys of a potential field performed on other moving platforms or vehicles.

Методики не ограничиваются обработкой гравитационных данных, но могут также использоваться, например, при обработке данных магнитного поля. Измеренные данные потенциального поля могут, таким образом, быть получены, посредством измерения магнитного поля, и/или вектора плотности потока, и/или его величины, например, используя измерение, выполненное с магнитным градиентометром. Элементы эквивалентного источника могут тогда иметь, например, плотность поверхностного тока или напряженность поля.The techniques are not limited to the processing of gravitational data, but can also be used, for example, when processing magnetic field data. The measured potential field data can thus be obtained by measuring the magnetic field and / or the flux density vector and / or its magnitude, for example, using a measurement made with a magnetic gradiometer. Elements of an equivalent source may then have, for example, surface current density or field strength.

Следует понимать, что изобретение не ограничивается описанными вариантами осуществления и охватывает модификации, очевидные специалистам в данной области техники, находящиеся в пределах существа и объема притязаний приложенных формул.It should be understood that the invention is not limited to the described embodiments and encompasses modifications obvious to those skilled in the art that fall within the spirit and scope of the appended claims.

Claims (27)

1. Реализуемый с помощью компьютера способ обработки измеренных данных потенциального поля, полученных из аэро- или морской съемки потенциального поля для определения массива картографических параметров поля для модели для картографирования поля, причем способ содержит:
введение в процессор измеренных данных потенциального поля из аэро- или морской съемки потенциального поля, причем упомянутые измеренные данные потенциального поля содержат данные, определяющие множество измерений потенциального поля, каждое с соответственным положением измерения и временем измерения; и
определение с помощью процессора упомянутого массива картографических параметров поля посредством подгонки указанной модели к упомянутым измеренным данным потенциального поля, причем модель содержит комбинацию пространственной части, отображающей пространственную вариацию упомянутого потенциального поля, и временной части, отображающей временной шум в упомянутых измеренных данных потенциального поля.
1. A computer-implemented method for processing measured potential field data obtained from an aerial or marine survey of a potential field to determine an array of cartographic field parameters for a model for mapping a field, the method comprising:
introducing into the processor the measured potential field data from an aerial or marine survey of the potential field, said measured potential field data containing data defining a plurality of potential field measurements, each with a corresponding measurement position and measurement time; and
determining, using a processor, said array of cartographic field parameters by fitting said model to said measured potential field data, the model comprising a combination of a spatial part representing a spatial variation of said potential field and a temporal part displaying temporal noise in said potential field measured data.
2. Способ по п.1, в котором упомянутые пространственная и временная части упомянутой модели содержат пространственные и временные члены модельного уравнения, и причем упомянутое определение содержит совместно определяемые оценки упомянутых пространственных и временных членов для определения упомянутых картографических параметров поля.2. The method according to claim 1, wherein said spatial and temporal parts of said model comprise spatial and temporal terms of a model equation, and said definition comprising jointly determined estimates of said spatial and temporal terms for determining said cartographic field parameters. 3. Способ по п.1, в котором упомянутая модель имеет вид:
f ( x , y , z , t ) = A ρ ( x , y , z ) + B λ ( t ) ,
Figure 00000018

где ρ и λ - векторы пространственного и временного модельных параметров, соответственно, A и B - матрицы, и f содержит вектор прямого расчета измерений, оцениваемых из модели.
3. The method according to claim 1, in which said model has the form:
f ( x , y , z , t ) = A ρ ( x , y , z ) + B λ ( t ) ,
Figure 00000018

where ρ and λ are the vectors of the spatial and temporal model parameters, respectively, A and B are matrices, and f contains the vector of direct calculation of the measurements estimated from the model.
4. Способ по п.1, в котором упомянутая пространственная часть упомянутой модели содержит модель эквивалентного источника.4. The method according to claim 1, wherein said spatial portion of said model comprises an equivalent source model. 5. Способ по п.1, в котором упомянутая временная часть упомянутой модели содержит интерполяционную функцию для интерполяции между узловыми точками во временных интервалах, больших, чем 60 с.5. The method according to claim 1, wherein said time portion of said model comprises an interpolation function for interpolating between nodal points in time intervals greater than 60 s. 6. Способ по п.1, в котором упомянутая временная часть упомянутой модели содержит кусочно-линейную модель.6. The method according to claim 1, wherein said temporary part of said model comprises a piecewise linear model. 7. Способ по п.1, в котором упомянутый шум содержит измеряемый дрейф.7. The method according to claim 1, wherein said noise comprises a measured drift. 8. Способ по п.1, в котором упомянутое определение содержит минимизацию меры различия между упомянутыми измеренными данными потенциального поля и данными, предсказанными посредством упомянутого массива картографических параметров поля для определения упомянутого массива картографических параметров поля.8. The method according to claim 1, wherein said definition comprises minimizing a measure of difference between said measured potential field data and data predicted by said array of cartographic field parameters to determine said array of cartographic field parameters. 9. Способ по п.1, в котором упомянутое определение содержит регуляризацию упомянутой пространственной части и упомянутой временной части упомянутой модели.9. The method according to claim 1, wherein said definition comprises regularizing said spatial part and said time part of said model. 10. Способ по п.1, в котором упомянутое определение содержит регуляризацию упомянутой пространственной части упомянутой модели с первой регуляризацией и регуляризацию упомянутой временной части упомянутой модели со второй, отличающейся регуляризацией.10. The method according to claim 1, wherein said definition comprises regularizing said spatial part of said model with a first regularization and regularizing said temporal part of said model with a second, different regularization. 11. Способ по п.9, содержащий использование градиентной регуляризации для упомянутой пространственной части упомянутой модели.11. The method according to claim 9, containing the use of gradient regularization for said spatial part of said model. 12. Способ по п.9, содержащий использование регуляризации Тихонова для упомянутой временной части упомянутой модели.12. The method according to claim 9, containing the use of Tikhonov regularization for said time part of said model. 13. Способ по п.1, в котором упомянутая подгонка содержит совместную подгонку данных из измерений потенциального поля от множества различных линий съемки упомянутой съемки потенциального поля.13. The method according to claim 1, wherein said fitting comprises co-fitting data from potential field measurements from a plurality of different survey lines of said potential field survey. 14. Способ по п.1, в котором упомянутые измеренные данные потенциального поля содержат одни или несколько гравиметрических данных и гравитационных градиентометрических данных.14. The method according to claim 1, in which the said measured data of the potential field contain one or more gravimetric data and gravitational gradiometric data. 15. Способ по п.1, в котором упомянутые картографические параметры поля содержат значения для элементов магнитного эквивалентного источника.15. The method according to claim 1, in which the aforementioned cartographic field parameters contain values for elements of a magnetic equivalent source. 16. Способ по п.1, в котором упомянутые картографические параметры поля содержат значения для элементов эквивалентного источника массы.16. The method according to claim 1, wherein said cartographic field parameters contain values for elements of an equivalent mass source. 17. Способ по п.1, в котором упомянутые измеренные данные потенциального поля содержат данные от множества источников измерения потенциального поля, причем упомянутая пространственная часть упомянутой модели является общей для упомянутого множества источников измерения, и причем отдельная упомянутая временная часть упомянутой модели предоставлена для каждого упомянутого источника измерения потенциального поля.17. The method according to claim 1, wherein said potential field measured data contains data from a plurality of potential field measurement sources, said spatial portion of said model being common to said plurality of measurement sources, and wherein a separate said temporary part of said model is provided for each said source of potential field measurement. 18. Способ по п.1, дополнительно содержащий определение карты с использованием упомянутых картографических параметров поля.18. The method according to claim 1, additionally containing a map definition using said cartographic field parameters. 19. Носитель, переносящий управляющий процессором код для осуществления при его запуске способа по любому из предшествующих пунктов.19. A medium carrying a code controlling a processor for executing when starting the method according to any one of the preceding paragraphs. 20. Система обработки данных для обработки измеренных данных потенциального поля по съемке потенциального поля для определения массива картографических параметров поля для картографирования поля, причем система содержит:
память данных для упомянутых измеренных данных потенциального поля, причем упомянутые измеренные данные потенциального поля содержат данные, определяющие множество измерений потенциального поля, каждое с соответственным положением измерения и временем измерения; и
память программы, хранящую управляющий процессором код; и
процессор, связанный с упомянутой памятью данных и с упомянутой памятью программы для загрузки и осуществления упомянутого управляющего кода, причем упомянутый код содержит код, чтобы управлять процессором для: ввода упомянутых измеренных данных потенциального поля; и
определения упомянутого массива картографических параметров поля, используя модель, содержащую комбинацию пространственной части, отображающей пространственную вариацию упомянутого потенциального поля, и временной части, отображающей временной шум в упомянутых измеренных данных потенциального поля, причем упомянутый код для определения упомянутого массива картографических параметров поля сконфигурирован для подгонки упомянутых измеренных данных потенциального поля и к упомянутым пространственным частям, и к упомянутым временным частям упомянутой модели.
20. A data processing system for processing the measured data of a potential field by surveying a potential field to determine an array of cartographic parameters of a field for mapping a field, the system comprising:
a data memory for said potential field data being measured, said potential field data being measured comprising data defining a plurality of potential field measurements, each with a corresponding measurement position and a measurement time; and
program memory storing processor control code; and
a processor associated with said data memory and said program memory for downloading and executing said control code, said code comprising a code to control a processor for: inputting said measured potential field data; and
determining said array of cartographic field parameters using a model comprising a combination of a spatial part representing a spatial variation of said potential field and a time part representing temporal noise in said measured data of a potential field, said code for determining said array of cartographic field parameters being configured to fit said measured data of the potential field and to the aforementioned spatial parts, and to the mentioned temporal m part of the said model.
21. Реализуемый с помощью компьютера способ эквивалентного источника обработки измеренных данных потенциального поля для определения картографических данных поля для модели, в которой потенциальное поле смоделировано как комбинация пространственного сигнала и компонента временного шума, причем способ содержит
измерение данных потенциального поля с помощью аэро- или морской съемки потенциального поля;
определение с помощью процессора совместного наилучшего приближения упомянутых измеренных данных потенциального поля к упомянутой моделируемой комбинации пространственного сигнала и компонента временного шума, для определения картографических данных поля для модели.
21. A computer-implemented method of an equivalent source for processing measured potential field data for determining cartographic field data for a model in which a potential field is modeled as a combination of a spatial signal and a temporary noise component, the method comprising
measurement of potential field data using aerial or marine surveys of potential fields;
determining with a processor the joint best approximation of the measured potential data of the potential field to the simulated combination of the spatial signal and the temporal noise component to determine the cartographic field data for the model.
22. Способ по п.21, дополнительно содержащий включение одной или обеих пространственной регуляризации и временной регуляризации в упомянутой моделируемой комбинации упомянутого пространственного сигнала и упомянутого временного шума.22. The method according to item 21, further comprising including one or both spatial regularization and temporal regularization in said simulated combination of said spatial signal and said temporary noise. 23. Способ по п.21, в котором упомянутые измеренные данные потенциального поля содержат гравитационные данные.23. The method according to item 21, in which the said measured data of the potential field contain gravitational data. 24. Носитель, переносящий управляющий процессором код, который при его запуске осуществляет способ по пп.21, 22 или 23.24. A medium that transfers code that controls the processor, which, when launched, implements the method according to claims 21, 22, or 23. 25. Система обработки данных, включающая в себя носитель по п.24.25. A data processing system including a medium according to claim 24. 26. Носитель, переносящий массив картографических параметров поля, определяемых посредством способа по любому из пп.1-17.26. A medium that transfers an array of cartographic field parameters determined by the method according to any one of claims 1-17. 27. Носитель, переносящий картографические данные, определенные посредством способа по любому из пп.21-23. 27. A medium that transfers cartographic data determined by the method according to any one of paragraphs.21-23.
RU2009132490A 2007-01-30 2008-01-30 Processing of gravity survey data RU2486549C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB0701725A GB2446174B (en) 2007-01-30 2007-01-30 Gravity survey data processing
GB0701725.4 2007-01-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009132490A RU2009132490A (en) 2011-03-10
RU2486549C2 true RU2486549C2 (en) 2013-06-27

Family

ID=

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J.M.Torta and al. "A model of the secular change of the geomagnetic field for Antarctica", In press on Tectonophysics. October 2000, c.1-18. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8332184B2 (en) Gravity survey data processing
Bouman et al. GOCE gravity gradient data for lithospheric modeling
US8437960B2 (en) Gravity survey data processing
CA2576586C (en) Method and system for processing geophysical survey data
Li 3-D inversion of gravity gradiometer data
US9964653B2 (en) Method of terrain correction for potential field geophysical survey data
AU2016305571B2 (en) System and method for gravity and/or gravity gradient terrain corrections
AU2008281630B2 (en) Geophysical data processing systems
CN101371165B (en) Geophysical terrain survey correction method
US8473264B2 (en) Geophysical data processing systems
Di et al. A new algorithm for evaluating 3D curvature and curvature gradient for improved fracture detection
US20100094556A1 (en) Terrain correction systems
Martinez et al. Denoising of gravity gradient data using an equivalent source technique
Toushmalani et al. Fast 3D inversion of gravity data using Lanczos bidiagonalization method
US9798038B2 (en) Directional filter for processing full tensor gradiometer data
CN101278210B (en) Gravity survey data processing
EP2430481B1 (en) Geophysical data processing systems
CN102636819A (en) Processing gravimetric survey data
RU2486549C2 (en) Processing of gravity survey data
EP3164740B1 (en) Wavefield reconstruction
AU2013248229B2 (en) Geophysical data processing systems
Brown Bayesian mass anomaly estimation with measurements of gravity
AU2012200072A1 (en) Gravity survey data processing
Lupiano et al. Susceptibility Assessment of Subaerial (and/or) Subaqueous Debris-Flows