RU2813580C1 - Method of determining location of magnetic observatory on territory of investigated deposit - Google Patents

Method of determining location of magnetic observatory on territory of investigated deposit Download PDF

Info

Publication number
RU2813580C1
RU2813580C1 RU2024100387A RU2024100387A RU2813580C1 RU 2813580 C1 RU2813580 C1 RU 2813580C1 RU 2024100387 A RU2024100387 A RU 2024100387A RU 2024100387 A RU2024100387 A RU 2024100387A RU 2813580 C1 RU2813580 C1 RU 2813580C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
magnetic
survey
ground
observatory
uav
Prior art date
Application number
RU2024100387A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Викторович Расторгуев
Original Assignee
Владимир Викторович Расторгуев
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Викторович Расторгуев filed Critical Владимир Викторович Расторгуев
Application granted granted Critical
Publication of RU2813580C1 publication Critical patent/RU2813580C1/en

Links

Abstract

FIELD: physics; measurement.
SUBSTANCE: invention relates to the field of magnetometric exploration, in particular to the combined, namely aeromagnetic and ground, magnetic gradient survey of large areas to search for the optimal installation location of the absolute and variometric pavilions of the magnetic observatory. Method for determining the location of the magnetic observatory on the territory of the investigated deposit, according to which aerial photography of the selected area is carried out, two-stage aeromagnetic survey is carried out and a site is selected for further two-stage ground magnetic survey, according to the results of which the optimal places for construction of the absolute and variometric pavilions of the magnetic observatory are determined.
EFFECT: increased accuracy of combined magnetometric survey, as well as reduced time for combined survey due to use of UAV.
8 cl, 6 dwg

Description

Область техникиField of technology

Изобретение относится к области магнитометрической разведки, в частности к комбинированной, а именно аэромагнитной и наземной, магнитоградиентометрической съемке больших территорий для поиска оптимального места установки абсолютного и вариометрического павильонов магнитной обсерватории.The invention relates to the field of magnetometric reconnaissance, in particular to combined, namely aeromagnetic and ground-based, magnetogradientometric survey of large areas to find the optimal location for installing the absolute and variometric pavilions of a magnetic observatory.

Уровень техникиState of the art

В уровне техники широко раскрыто проведение различных видов магнитной разведки от простой наземной магнитной разведки до перспективных видов аэромагнитной и аэроградиентометрической разведки с применением различных видов беспилотных летательных аппаратов (далее – БПЛА), например, таких как «крыло» или «коптер» с различным количеством винтов.The level of technology widely discloses the conduct of various types of magnetic reconnaissance from simple ground-based magnetic reconnaissance to promising types of aeromagnetic and aerogradientometric reconnaissance using various types of unmanned aerial vehicles (hereinafter referred to as UAVs), for example, such as a “wing” or “copter” with a different number of propellers .

Известна из уровня техники статья [1], в которой отражена методика выбора места для развертывания геомагнитной обсерватории. Согласно данной методике, в процессе места выбора места установки магнитной обсерватории учитывают 11 факторов, среди которых основным является учет распределения магнитного поля Земли. Производят картирование вариаций магнитного поля Земли и выбирают место с минимальными вариациями. Так в примере, приведенном в указанной статье, выявлено семь участков, где могут быть развернуты магнитные обсерватории.An article [1] is known from the prior art, which describes the methodology for choosing a location for deploying a geomagnetic observatory. According to this methodology, in the process of choosing the location for installing a magnetic observatory, 11 factors are taken into account, among which the main one is taking into account the distribution of the Earth’s magnetic field. Variations in the Earth's magnetic field are mapped and a location with minimal variations is selected. Thus, in the example given in this article, seven areas were identified where magnetic observatories could be deployed.

Однако, раскрытая в данной статье методика не обладает достаточной точностью, также в ней отсутствуют сведения о поиске и выборе месторождения для последующего выбора конкретного места для магнитной обсерватории на территории выбранного месторождения.However, the methodology disclosed in this article does not have sufficient accuracy; it also lacks information about the search and selection of a deposit for the subsequent selection of a specific location for a magnetic observatory on the territory of the selected deposit.

Известен патентный источник информации [2], в котором раскрыт комбинированный способ определения распределения магнитного поля Земли, реализуемый в три этапа. На первом этапе проводят наземную магнитометрическую съемку на местности разведочной площади вдоль базовой линии измерения. На втором этапе проводят аэрофотограмметрию с использованием БПЛА, направляя его вдоль базовой линии измерений. При этом получают многоуровневую оценку распределения магнитных силовых линий. После коррекции результатов измерений выполняют быстрое сканирование исследуемой области и определяют круговую область для утверждения предварительного целевого района добычи. На третьем этапе выполняет финальную магнитную съемку перед целевой зоной предполагаемой добывающей шахты. Данное решение позволяет с высокой точностью по результатам исследования магнитного поля определить места для последующего развертывания бурильного оборудования.There is a known patent source of information [2], which discloses a combined method for determining the distribution of the Earth’s magnetic field, implemented in three stages. At the first stage, a ground-based magnetometric survey is carried out on the terrain of the exploration area along the baseline measurement line. At the second stage, aerial photogrammetry is carried out using a UAV, directing it along the measurement baseline. In this case, a multi-level assessment of the distribution of magnetic field lines is obtained. After correcting the measurement results, a quick scan of the study area is performed and a circular area is determined to confirm the preliminary target production area. In the third stage, a final magnetic survey is carried out in front of the target zone of the proposed mining mine. This solution makes it possible to determine with high accuracy, based on the results of a magnetic field study, locations for subsequent deployment of drilling equipment.

Раскрытая в данном источнике информации методика хоть и направлена на повышение точности измерений, тем не менее в ней отсутствуют сведения о поиске и выборе конкретного места для магнитной обсерватории на территории разрабатываемого месторождения.The methodology disclosed in this source of information, although it is aimed at increasing the accuracy of measurements, nevertheless, it does not contain information about the search and selection of a specific location for a magnetic observatory on the territory of the developed field.

Известна из уровня техники книга [3], принятая нами за прототип, в которой на стр. 15 – 16 показаны рекомендации по выбору перспективных локаций расположения магнитной обсерватории и более тщательному обследованию каждой перспективной локации для выбора конкретного места расположения магнитной обсерватории для ее дальнейшего строительства.Known from the prior art is the book [3], which we accepted as a prototype, in which, on pages 15–16, recommendations are shown for selecting promising locations for the location of a magnetic observatory and a more thorough examination of each promising location to select a specific location for the magnetic observatory for its further construction.

Так сначала проводят площадную геомагнитную съемку. Достаточно обеспечить, чтобы хотя бы один элемент имел нормальное распределение по территории, окружающей обсерваторию. Если детальное обследование района ранее не проводилось, следует обследовать профиль протяженностью 30 километров к северу и югу от перспективного участка с расстоянием между станциями в три километра. Обычно измеряют вертикальную или общую интенсивность. Наблюдаемые значения, нанесенные на график в зависимости от расстояния, должны давать примерно прямую, хотя и наклонную линию. Аналогичным образом следует обследовать траверс с востока на запад. Результаты, построенные в зависимости от расстояния, дадут вертикальную и общую интенсивность либо горизонтальной, либо слегка наклонной линии. Площадка будет отличной, если аномалии (отклонения от прямой) будут меньше 50 гамм. Аномалий более 200 гамм следует избегать. Могут быть добавлены два коротких профиля с северо-запада на юго-восток и с северо-востока на юго-запад на расстоянии до 10 километров в каждую сторону от обсерватории.So, first an area geomagnetic survey is carried out. It is enough to ensure that at least one element has a normal distribution over the area surrounding the observatory. If a detailed survey of the area has not previously been carried out, a profile of 30 kilometers should be surveyed to the north and south of the promising site with a distance between stations of three kilometers. Usually vertical or total intensity is measured. The observed values, plotted against distance, should produce an approximately straight, albeit sloping, line. The traverse from east to west should be examined in the same way. Results plotted against distance will give the vertical and overall intensity of either a horizontal or slightly slanted line. The site will be excellent if the anomalies (deviations from the straight line) are less than 50 gamma. Anomalies greater than 200 gamma should be avoided. Two short profiles can be added from northwest to southeast and from northeast to southwest at a distance of up to 10 kilometers in each direction from the observatory.

За площадной магнитной съемкой следует более детальная магнитная съемка потенциальной площадки обсерватории. Участок 100 на 100 метров размечается колышками от 10 до 10 метров и затем обследуется. Суточные вариации можно учесть, наблюдая в центральной точке каждые тридцать минут. По результатам более детальной съемки выбирают конкретное место установки магнитной обсерватории.The area magnetic survey is followed by a more detailed magnetic survey of the potential observatory site. An area of 100 by 100 meters is marked with pegs from 10 to 10 meters and then surveyed. Diurnal variations can be accounted for by observing a central point every thirty minutes. Based on the results of a more detailed survey, a specific location for installing the magnetic observatory is selected.

Также в случае необходимости проводят рекогносцировочную съемку либо с помощью весов вертикальной напряженности поля, либо, что предпочтительнее, с помощью протонного магнитометра. Протонный магнитометр будет очень полезен, особенно при съемке на близком расстоянии.Also, if necessary, reconnaissance surveys are carried out either using a vertical field strength balance or, preferably, using a proton magnetometer. A proton magnetometer will be very useful, especially when shooting at close range.

Несмотря на неплохую точность проведения двухэтапной магнитной съемки, тем не менее она является очень трудоемкой ввиду задействования специально обученного персонала для проведения двух этапов съемки, а также является времязатратной, так как провести площадную наземную съемку нескольких направлений протяженностью в несколько километров в сжатые сроки при наличии труднопроходимых территорий невозможно. При этом в прототипе отсутствует сведения о проведении предварительной аэроградиентометрической съемки с помощью БПЛА, что позволяет значительно сократить время на проведение площадной съемки, а также значительно повысить точность измерений ввиду исключения человеческого фактора.Despite the good accuracy of two-stage magnetic surveying, it is nevertheless very labor-intensive due to the involvement of specially trained personnel to carry out two stages of surveying, and is also time-consuming, since it is necessary to conduct an areal ground survey of several directions with a length of several kilometers in a short time in the presence of impassable terrain. territories is impossible. At the same time, the prototype does not contain information about conducting preliminary aerogradientometric survey using a UAV, which can significantly reduce the time for conducting area surveys, as well as significantly increase the accuracy of measurements due to the elimination of the human factor.

Таким образом, существует потребность в способах, позволяющих исключить, уменьшить или преодолеть недостатки известных технических решений.Thus, there is a need for methods to eliminate, reduce or overcome the disadvantages of prior art solutions.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the invention

Исходя из вышеперечисленных недостатков техническим результатом, на достижение которого направлено настоящее изобретение, является повышение точности проведения комбинированной магнитометрической съемки для определения места установки магнитной обсерватории на территории исследуемого месторождения, а также сокращение времени на проведение комбинированной съемки за счет использования БПЛА.Based on the above disadvantages, the technical result to which the present invention is aimed is to increase the accuracy of combined magnetometric surveys to determine the installation location of a magnetic observatory in the territory of the field under study, as well as to reduce the time for conducting combined surveys through the use of UAVs.

Для достижения указанного технического результата представлен способ определения места установки магнитной обсерватории на территории исследуемого месторождения, согласно которому проводят аэрофотосъемку выбранного участка с помощью БПЛА, по результатам которой строят цифровую карту местности. Затем проводят площадную аэромагнитную съемку с помощью БПЛА с подвесным магнитометром, проводят детальную площадную аэромагнитную съемку участка с помощью БПЛА с подвесным магнитометром. По результатам аэромагнитных съемок строят цифровую карту аномальной составляющей магнитного поля Земли участка, далее определяют участки, где магнитная составляющая поля Земли изменяется наиболее плавно в заданном направлении. Проводят детальную наземную магнитоградиентометрическую съемку выбранных участков, по результатам проведенной наземной детальной магнитной съемки определяют два участка, где отсутствуют существенные магнитные аномалии, после чего в отношении выбранных участков проводят наземную микромагнитную съемку для определения конкретного места строительства абсолютного и вариометрического павильонов магнитной обсерватории.To achieve the specified technical result, a method is presented for determining the installation location of a magnetic observatory on the territory of the field under study, according to which aerial photography of the selected area is carried out using a UAV, based on the results of which a digital map of the area is constructed. Then, an areal aeromagnetic survey is carried out using a UAV with an overhead magnetometer, and a detailed areal aeromagnetic survey of the area is carried out using a UAV with an overhead magnetometer. Based on the results of aeromagnetic surveys, a digital map of the anomalous component of the Earth’s magnetic field of the area is constructed, then the areas where the magnetic component of the Earth’s field changes most smoothly in a given direction are determined. A detailed ground-based magnetogradiometric survey of selected areas is carried out; based on the results of the ground-based detailed magnetic survey, two areas are determined where there are no significant magnetic anomalies, after which a ground-based micromagnetic survey is carried out in relation to the selected areas to determine the specific construction site of the absolute and variometric pavilions of the magnetic observatory.

В другом аспекте заявленного изобретения для проведения аэромагнитных магнитных съемок используется БПЛА самолетного типа.In another aspect of the claimed invention, an aircraft-type UAV is used to conduct aeromagnetic magnetic surveys.

В другом аспекте заявленного изобретения для проведения аэромагнитных магнитных съемок используется БПЛА мультироторного типа, который может быть выполнен в виде квадро-, гекса- или октокоптера.In another aspect of the claimed invention, a multi-rotor UAV is used to conduct aeromagnetic magnetic surveys, which can be made in the form of a quadcopter, hexacopter or octocopter.

В другом аспекте заявленного изобретения при проведении наземных магнитоградиентометрической и микромагнитной съемок используется протонный оверхаузеровский магнитометр.In another aspect of the claimed invention, a proton Overhauser magnetometer is used when conducting ground-based magnetic gradientometric and micromagnetic surveys.

В другом аспекте заявленного изобретения перед проведением наземной магнитной съемки выбирают участки размером 100 на 100 метров.In another aspect of the claimed invention, before conducting a ground magnetic survey, areas measuring 100 by 100 meters are selected.

В другом аспекте заявленного изобретения проводят детальную наземную магнитоградиентометрическую съемку выбранных участков с шагом 10 на 10 метров.In another aspect of the claimed invention, a detailed ground-based magnetic gradient survey of selected areas is carried out with a step of 10 by 10 meters.

В другом аспекте заявленного изобретения проводят наземную микромагнитную съемку с шагом 1 на 1 метр.In another aspect of the claimed invention, terrestrial micromagnetic survey is carried out with a step of 1 by 1 meter.

Краткой описание чертежейBrief description of drawings

На фиг. 1 представлен пример полетного задания для БПЛА самолетного типа при проведении аэрофотосъемки.In fig. Figure 1 shows an example of a flight mission for an aircraft-type UAV when conducting aerial photography.

На фиг. 2 представлен пример построенной по результатам проведенной аэрофотосъемки цифровой карты местности.In fig. Figure 2 shows an example of a digital map of the area constructed based on the results of aerial photography.

На фиг. 3 представлен пример полетного задания для БПЛА мультироторного типа при проведении аэромагнитных съемок.In fig. Figure 3 shows an example of a flight mission for a multi-rotor UAV when conducting aeromagnetic surveys.

На фиг. 4 представлен пример построенной карты магнитного поля Земли участка по результатам наземной магнитоградиентометрической съемки, причем слева представлена аномальная составляющая, а справа вертикальный градиент магнитного поля Земли.In fig. Figure 4 shows an example of a constructed map of the Earth's magnetic field of an area based on the results of ground-based magnetogradimetric surveys, with the anomalous component shown on the left and the vertical gradient of the Earth's magnetic field on the right.

На фиг. 5 представлен пример карты аномальной составляющей (сверху) и вертикального градиента (снизу) магнитного поля Земли для участка наземной магнитоградиентометрической съёмки. Красным на карте обозначены участки для микромагнитной съёмки для будущих павильонов обсерватории: А – абсолютного павильона, В – вариометрического павильона.In fig. Figure 5 shows an example of a map of the anomalous component (top) and vertical gradient (bottom) of the Earth’s magnetic field for a site of ground-based magnetogradiometric survey. Areas for micromagnetic surveys for future observatory pavilions are indicated in red on the map: A – absolute pavilion, B – variometric pavilion.

На фиг. 6 представлен пример карты аномальной составляющей (сверху) и вертикального градиента (снизу) магнитного поля Земли по результатам микромагнитоградиентометрической съёмки с указанием оптимальных мест установки постаментов абсолютного и вариометрического павильонов магнитной обсерватории в районе разрабатываемого месторождения.In fig. Figure 6 shows an example of a map of the anomalous component (top) and vertical gradient (bottom) of the Earth’s magnetic field based on the results of a micromagnetogradientometric survey, indicating the optimal locations for installing the pedestals of the absolute and variometric pavilions of the magnetic observatory in the area of the developed field.

Осуществление изобретенияCarrying out the invention

При бурении эксплуатационных скважин на месторождении применяются самые современные высокотехнологичные методы наклонно-направленного бурения, требующие наличия детальной оперативной информации о динамике магнитного поля Земли. Для этого необходимо использовать данные непрерывных высокоточных геомагнитных измерений, производимых вблизи места разработки месторождения. Для проведения высокотехнологичных работ по освоению месторождения целесообразно строительство новой полномасштабной отечественной магнитной обсерватории на территории самого месторождения.When drilling production wells in the field, the most modern high-tech directional drilling methods are used, which require detailed operational information about the dynamics of the Earth's magnetic field. To do this, it is necessary to use data from continuous high-precision geomagnetic measurements carried out near the field development site. To carry out high-tech work on the development of the field, it is advisable to build a new full-scale domestic magnetic observatory on the territory of the field itself.

Учет вариаций магнитного поля в реальном времени путем их мониторинга в районе бурения при помощи высокоточной магнитометрической аппаратуры является неотъемлемым элементом при высокотехнологичной добыче углеводородного сырья.Taking into account magnetic field variations in real time by monitoring them in the drilling area using high-precision magnetometric equipment is an integral element in high-tech hydrocarbon production.

Для развёртывания геомагнитной обсерватории требуется исследование места, в котором она будет расположена, площадной магнитной съёмкой в нескольких масштабах. Вначале проводится мелкомасштабная магнитная съёмка, затем – детальная, необходимая для точного установления мест расположения будущих обсерваторских зданий, где будет размещена функционирующая магнитометрическая аппаратура. Обсерваторские павильоны размещаются на участках, для которых характерны наиболее однородное аномальное магнитное поле и минимальные значения его градиента.To deploy a geomagnetic observatory, it is necessary to study the place in which it will be located using areal magnetic surveys on several scales. First, a small-scale magnetic survey is carried out, then a detailed survey is carried out, which is necessary to accurately determine the locations of future observatory buildings where functioning magnetometric equipment will be located. Observatory pavilions are located in areas characterized by the most uniform anomalous magnetic field and the minimum values of its gradient.

Для определения оптимального места установки магнитной обсерватории на территории исследуемого месторождения необходимо:To determine the optimal location for installing a magnetic observatory on the territory of the field under study, it is necessary:

- провести аэрофотосъемку выбранного участка;- conduct aerial photography of the selected area;

- построить цифровую карту местности по итогам аэрофотосъемки;- build a digital map of the area based on the results of aerial photography;

- провести площадную аэромагнитную съемку с помощью БПЛА с подвесным магнитометром;- conduct an area aeromagnetic survey using a UAV with an overhead magnetometer;

- провести детальную площадную аэромагнитную съемку участка с помощью БПЛА с подвесным магнитометром;- conduct a detailed areal aeromagnetic survey of the site using a UAV with an overhead magnetometer;

- построить цифровую карту аномальной составляющей магнитного поля Земли отснятого участка по итогам аэромагнитных съемок;- construct a digital map of the anomalous component of the Earth’s magnetic field of the surveyed area based on the results of aeromagnetic surveys;

- определить участки (преимущественно размером 100х100 метров), где магнитная составляющая поля Земли изменяется наиболее плавно в заданном направлении;- determine areas (mainly 100x100 meters in size) where the magnetic component of the Earth’s field changes most smoothly in a given direction;

- провести детальную наземную магнитоградиентометрическую съемку выбранных на предыдущем этапе участков (преимущественно с шагом 10×10 метров);- carry out a detailed ground-based magnetic gradientometric survey of the areas selected at the previous stage (mainly with a step of 10x10 meters);

- определить по результатам проведенной наземной детальной съемки два участка, где отсутствуют существенные магнитные аномалии;- to determine, based on the results of the detailed ground survey, two areas where there are no significant magnetic anomalies;

- провести в отношении выбранных участков наземную микромагнитную съемку (преимущественно с шагом 1×1 метр) для определения конкретного места строительства абсолютного и вариометрического павильонов магнитной обсерватории.- carry out ground-based micromagnetic survey of selected areas (mainly with a step of 1×1 meter) to determine the specific construction site of the absolute and variometric pavilions of the magnetic observatory.

Для проведения аэрофотосъемки и последующей аэромагнитной съемки могут быть использованы БПЛА типа «крыло», например Геоскан-101, и мультироторного типа, например октокоптер Геоскан-401, но также могут быть использованы и другие БПЛА квадро- или гексакоптеры.To carry out aerial photography and subsequent aeromagnetic survey, wing-type UAVs, for example Geoscan-101, and multi-rotor type, for example Geoscan-401 octocopter, can be used, but other quad- or hexacopter UAVs can also be used.

Для обработки материалов аэрофотосъемки, проведенной с помощью БПЛА типа крыло, требуется использование действующей базовой станции ГНСС-приемника, работающей в режиме статика с дискретностью записи 10 Гц. При этом для обработки полученных данных аэрофотосъемки, БПЛА использовался в сочетании с действующей базовой станцией ГНСС-приемника, что позволяло осуществить точное определение координат и ориентации полученных снимков.To process aerial photography materials carried out using a wing-type UAV, the use of an operating GNSS receiver base station operating in static mode with a recording resolution of 10 Hz is required. At the same time, to process the obtained aerial photography data, the UAV was used in combination with an existing GNSS receiver base station, which made it possible to accurately determine the coordinates and orientation of the received images.

Полет БПЛА, в данном случае Геоскан-101, осуществлялся в соответствии с заранее подготовленным полетным заданием. Полетное задание было разработано заранее и далее скорректировано на месте с учетом особенностей рельефа (см. фиг. 1). Высота полета составляла до 390 метров над поверхностью земли (истинная высота). Продолжительность полета составила до 8 часов.The flight of the UAV, in this case Geoscan-101, was carried out in accordance with a pre-prepared flight mission. The flight mission was developed in advance and then adjusted on site taking into account the terrain features (see Fig. 1). The flight altitude was up to 390 meters above the surface of the earth (true height). The flight duration was up to 8 hours.

После выполнения полетов была создана цифровая карта местности (см. фиг. 2). Обработка снимков и создание карты местности производились на портативной рабочей станции. Время обработки составило немного более 10 часов.After the flights were completed, a digital map of the area was created (see Fig. 2). Image processing and creation of a map of the area were carried out on a portable workstation. Processing time was a little over 10 hours.

По полученной цифровой карте местности планировался полет БПЛА, в данном случае был задействован Геоскан-401, с подвесным магнитометром (см. фиг. 3). Облет, согласно полетному заданию, занял два дня.Based on the resulting digital map of the area, the UAV flight was planned; in this case, Geoscan-401 was used, with an overhead magnetometer (see Fig. 3). The flight, according to the flight instructions, took two days.

Аномальная составляющая магнитного поля представляет собой постоянный во времени магнитный эффект от природных источников (геологических тел) или источников искусственного происхождения. Аномальная составляющая магнитного поля вычисляется как разность между значением модуля поля, измеренным оператором в точке съемки, и значением модуля поля, измеренным базовым магнитометром в тот же или близкий момент времени. Поскольку период автоматических измерений скалярного магнитометра на БПЛА Геоскан-401 был равен 0,1 с, а базового магнитометра – 3 с, для корректного учета суточного хода запись с базового магнитометра была интерполирована с таким же шагом.The anomalous component of the magnetic field is a time-constant magnetic effect from natural sources (geological bodies) or sources of artificial origin. The anomalous component of the magnetic field is calculated as the difference between the field modulus value measured by the operator at the shooting point and the field modulus value measured by the base magnetometer at the same or close time. Since the period of automatic measurements of the scalar magnetometer on the Geoscan-401 UAV was 0.1 s, and the period of the base magnetometer was 3 s, to correctly account for the daily cycle, the record from the base magnetometer was interpolated with the same step.

Далее решалась задача последовательной детализации места расположения обсерватории, заключающаяся в двух следующих этапах:Next, the problem of sequential detailing of the location of the observatory was solved, consisting of the following two stages:

1. Детальная съёмка (преимущественно с шагом 10×10 м, т.е. шаг профиля и шаг между профилями равны 10 м) для изучения магнитных аномалий, сопоставимых с размерами территории будущей обсерватории;1. Detailed survey (mainly with a step of 10×10 m, i.e. the profile step and the step between profiles are 10 m) to study magnetic anomalies comparable to the size of the territory of the future observatory;

2. Микромагнитная съёмка (преимущественно с шагом 1×1 м) для изучения участков, выбранных по итогам предшествующей съёмки для строительства измерительных павильонов.2. Micromagnetic survey (mainly with a step of 1×1 m) to study the areas selected based on the results of the previous survey for the construction of measuring pavilions.

Магнитоградиентометрия выполнялась протонным оверхаузеровским магнитометром MMPOS-2. Вертикальный градиент магнитного поля измерялся на высоте приблизительно 2 метра над поверхностью земли, расстояние между датчиками было выбрано 50 см. Высота измерения вертикального градиента была выбрана такой для оценки значений градиента в непосредственном месте расположения приборных постаментов абсолютного и вариометрического павильонов с учетом будущего фундамента.Magnetogradientometry was performed with a MMPOS-2 proton Overhauser magnetometer. The vertical gradient of the magnetic field was measured at a height of approximately 2 meters above the ground, the distance between the sensors was chosen to be 50 cm. The height of the vertical gradient measurement was chosen to assess the gradient values in the immediate location of the instrument pedestals of the absolute and variometric pavilions, taking into account the future foundation.

На участке наземной магнитоградиентометрической съёмки (преимущественно 100×100 м с шагом 10×10 м) общее количество точек магнитоградиентометрии составило 11×11 = 121. Контрольные измерения были выполнены для 6 точек (по последнему профилю), что составило 5% от общего объёма и удовлетворяло общим требованиям к съёмке (см. фиг. 4).In the area of ground-based magnetograditometric survey (mainly 100×100 m with a step of 10×10 m), the total number of magnetograditometry points was 11×11 = 121. Control measurements were performed for 6 points (according to the last profile), which amounted to 5% of the total volume and satisfied the general requirements for shooting (see Fig. 4).

Рассчитанные по контрольным измерениям значения точности для аномальной составляющей и вертикального градиента магнитного поля равны, соответственно, 0,12 нТл и 0,1 нТл/м. Это позволяет построить карты указанных характеристик с наиболее оптимальным сечением изолиний, соответственно, 0,3 нТл и 0,3 нТл/м. Видно, что на контрольных точках значения аномальной составляющей магнитного поля ближе друг к другу, чем значения вертикального градиента магнитного поля; последние не превышают первых единиц нТл/м по абсолютной величине, однако имеют заметную изменчивость в пределах этого диапазона.The accuracy values for the anomalous component and vertical gradient of the magnetic field calculated from control measurements are 0.12 nT and 0.1 nT/m, respectively. This makes it possible to construct maps of the indicated characteristics with the most optimal section of isolines, respectively, 0.3 nT and 0.3 nT/m. It can be seen that at the control points the values of the anomalous component of the magnetic field are closer to each other than the values of the vertical gradient of the magnetic field; the latter do not exceed the first units of nT/m in absolute value, but have noticeable variability within this range.

Карты аномальной составляющей магнитного поля Земли и вертикального градиента на площади этапа наземной съёмки приведены на фиг. 5.Maps of the anomalous component of the Earth's magnetic field and the vertical gradient over the area of the ground survey stage are shown in Fig. 5.

Для удобства интерпретации карта аномальной составляющей представлена в сине-бело-красной цветовой шкале с переходом в районе средних значений. В юго-западной части площади расположена область относительно повышенных значений. Тем не менее, амплитуды магнитных аномалий малы, и горизонтальный градиент практически на всей площади не превышает 0,5–1 нТл/м. Значения же вертикального градиента местами превышают 1 нТл/м. Однако можно сделать общий вывод, что данная площадь полностью удовлетворяет рекомендациям IAGA к выбору места для развёртывания геомагнитной обсерватории, согласно которым на площади расположения зданий обсерватории величины горизонтального и вертикального градиентов по возможности не должны превышать по абсолютной величине 2 нТл/м, а в месте, где будут располагаться постаменты для абсолютных измерений, обсерватории величины горизонтального и вертикального градиентов – 1 нТл/м. For ease of interpretation, the map of the anomalous component is presented in a blue-white-red color scale with a transition in the area of average values. In the southwestern part of the area there is an area of relatively high values. However, the amplitudes of magnetic anomalies are small, and the horizontal gradient over almost the entire area does not exceed 0.5–1 nT/m. The values of the vertical gradient in some places exceed 1 nT/m. However, we can draw a general conclusion that this area fully satisfies the IAGA recommendations for choosing a location for deploying a geomagnetic observatory, according to which, in the area where observatory buildings are located, the values of horizontal and vertical gradients should, if possible, not exceed 2 nT/m in absolute value, and in a location where pedestals for absolute measurements and observatories of horizontal and vertical gradients will be located - 1 nT/m.

Таким образом, по итогам этапа наземной съёмки были выбраны два участка площадью 10×10 м для выполнения микромагнитоградиетометрии и окончательного вывода о пригодности участков для размещения обсерваторских павильонов (см. фиг. 5).Thus, based on the results of the ground survey stage, two areas with an area of 10x10 m were selected to perform micromagnetogradietometry and make a final conclusion about the suitability of the areas for placing observatory pavilions (see Fig. 5).

Наконец, заключительный этап микромагнитоградиентометрической съёмки (преимущественно с шагом 1×1 м) на выбранных в 30 м друг от друга участках позволил удостовериться в их пригодности для размещения будущих павильонов А и В магнитной обсерватории. Карты демонстрируют отсутствие существенных магнитных аномалий. В пределах участков в зонах наиболее невозмущенного аномального поля были выбраны места для двух постаментов абсолютного павильона и одного постамента вариометрического павильона, что показано на фиг. 6.Finally, the final stage of micromagnetogradientometric survey (mainly with a step of 1 × 1 m) in selected areas 30 m from each other made it possible to verify their suitability for the placement of future pavilions A and B of the magnetic observatory. The maps show no significant magnetic anomalies. Within the areas in the zones of the most undisturbed anomalous field, places were chosen for two pedestals of the absolute pavilion and one pedestal of the variometric pavilion, as shown in Fig. 6.

Таким образом, поставленные задачи по значительному повышению точности для определения оптимального места установки абсолютного и вариометрического павильонов магнитной обсерватории на территории исследуемого месторождения, а также сокращению времени производимых съемок за счет применения разных типов перспективных БПЛА, были достигнуты в полном объеме.Thus, the goals set to significantly increase the accuracy for determining the optimal location for installing the absolute and variometric pavilions of the magnetic observatory on the territory of the field under study, as well as reducing the time of surveys through the use of different types of promising UAVs, were achieved in full.

Представленные здесь примеры предназначены для обеспечения лучшего понимания принципов настоящего способа определения места установки магнитной обсерватории на территории исследуемого месторождения, а не для ограничения его объема до таких специально приведенных примеров.The examples presented here are intended to provide a better understanding of the principles of the present method for determining the location of a magnetic observatory in the territory of the field under study, and not to limit its scope to such specifically given examples.

Список используемых источников:List of sources used:

1. Marjan Izadi et al. «A GIS-based site selection experience for the construction of a geomagnetic observatory in Kerman Province, Iran» // Geophysical Prospecting, 2017, 65 (S1), 237–245 doi: 10.1111/1365-2478.125681. Marjan Izadi et al. “A GIS-based site selection experience for the construction of a geomagnetic observatory in Kerman Province, Iran” // Geophysical Prospecting, 2017, 65 (S1), 237–245 doi: 10.1111/1365-2478.12568

2. Заявка CN 109901225 A, опубл. 18.06.2019, Beijing Chuang Chuang Resources Technology Co Ltd.2. Application CN 109901225 A, publ. 06/18/2019, Beijing Chuang Chuang Resources Technology Co Ltd.

3. Книга автора Karl A. Wienert «Notes on geomagnetic observatory and survey practice» UNESCO, Paris 1970 г.3. Book by the author Karl A. Wienert “Notes on geomagnetic observatory and survey practice” UNESCO, Paris 1970

Claims (8)

1. Способ определения места установки магнитной обсерватории на территории исследуемого месторождения, характеризующийся тем, что проводят аэрофотосъемку выбранного участка с помощью беспилотного летательного аппарата (БПЛА), по результатам которой строят цифровую карту местности, затем проводят площадную аэромагнитную съемку с помощью БПЛА с подвесным магнитометром, проводят детальную площадную аэромагнитную съемку участка с помощью БПЛА с подвесным магнитометром, по результатам аэромагнитных съемок строят цифровую карту аномальной составляющей магнитного поля Земли участка, далее определяют участки, где магнитная составляющая поля Земли изменяется наиболее плавно в заданном направлении, проводят детальную наземную магнитоградиентометрическую съемку выбранных участков, по результатам проведенной наземной детальной магнитной съемки определяют два участка, где отсутствуют существенные магнитные аномалии, после чего в отношении выбранных участков проводят наземную микромагнитную съемку для определения конкретного места строительства абсолютного и вариометрического павильонов магнитной обсерватории.1. A method for determining the installation location of a magnetic observatory on the territory of the field under study, characterized by the fact that aerial photography of the selected area is carried out using an unmanned aerial vehicle (UAV), based on the results of which a digital map of the area is constructed, then an area aeromagnetic survey is carried out using a UAV with an overhead magnetometer, carry out a detailed areal aeromagnetic survey of the site using a UAV with an overhead magnetometer, based on the results of aeromagnetic surveys, build a digital map of the anomalous component of the Earth's magnetic field of the site, then determine the areas where the magnetic component of the Earth's field changes most smoothly in a given direction, conduct a detailed ground-based magnetogradiometric survey of the selected areas , based on the results of a ground-based detailed magnetic survey, two areas are identified where there are no significant magnetic anomalies, after which a ground-based micromagnetic survey is carried out in relation to the selected areas to determine the specific construction site of the absolute and variometric pavilions of the magnetic observatory. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для проведения аэромагнитных магнитных съемок используется БПЛА самолетного типа.2. The method according to claim 1, characterized in that an aircraft-type UAV is used to conduct aeromagnetic magnetic surveys. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для проведения аэромагнитных магнитных съемок используется БПЛА мультироторного типа.3. The method according to claim 1, characterized in that a multi-rotor UAV is used to conduct aeromagnetic magnetic surveys. 4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что мультироторный БПЛА выполнен в виде квадрокоптера, гексакоптера или октокоптера.4. The method according to claim 3, characterized in that the multi-rotor UAV is made in the form of a quadcopter, hexacopter or octocopter. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при проведении наземных магнитных съемок используется протонный оверхаузеровский магнитометр.5. The method according to claim 1, characterized in that when carrying out ground-based magnetic surveys, a proton Overhauser magnetometer is used. 6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед проведением наземной магнитной съемки выбирают участки размером 100 на 100 метров.6. The method according to claim 1, characterized in that before carrying out ground magnetic survey, areas measuring 100 by 100 meters are selected. 7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что проводят детальную наземную магнитоградиентометрическую съемку выбранных участков с шагом 10 на 10 метров.7. The method according to claim 1, characterized in that a detailed ground-based magnetic gradient survey of selected areas is carried out with a step of 10 by 10 meters. 8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что проводят наземную микромагнитную съемку с шагом 1 на 1 метр.8. The method according to claim 1, characterized in that ground-based micromagnetic survey is carried out with a step of 1 by 1 meter.
RU2024100387A 2024-01-10 Method of determining location of magnetic observatory on territory of investigated deposit RU2813580C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2813580C1 true RU2813580C1 (en) 2024-02-13

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9542359B2 (en) * 2011-12-29 2017-01-10 Technoimaging, Llc Method of subsurface imaging using superposition of sensor sensitivities from geophysical data acquisition systems
RU173292U1 (en) * 2015-12-28 2017-08-21 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Государственный геологический музей им. В.И. Вернадского Российской академии наук UNMANNED COMPLEX OF REMOTE MAGNETOMETRIC MONITORING OF NATURAL AND TECHNOGENIC MEDIA (BKDM)
RU2739970C1 (en) * 2020-06-14 2020-12-30 Общество с ограниченной ответственностью "Газпромнефть Научно-Технический Центр" Method of performing multilevel magnetometric survey
US20210372793A1 (en) * 2020-05-31 2021-12-02 The Research Foundation For The State University Of New York System and method for unmanned aerial vehicle-based magnetic survey
RU2779707C1 (en) * 2021-12-13 2022-09-12 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) Method for multifunctional aerial photography based on unmanned aircraft for planning and monitoring seismic surveys and a multifunctional hardware and software package for its implementation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9542359B2 (en) * 2011-12-29 2017-01-10 Technoimaging, Llc Method of subsurface imaging using superposition of sensor sensitivities from geophysical data acquisition systems
RU173292U1 (en) * 2015-12-28 2017-08-21 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Государственный геологический музей им. В.И. Вернадского Российской академии наук UNMANNED COMPLEX OF REMOTE MAGNETOMETRIC MONITORING OF NATURAL AND TECHNOGENIC MEDIA (BKDM)
US20210372793A1 (en) * 2020-05-31 2021-12-02 The Research Foundation For The State University Of New York System and method for unmanned aerial vehicle-based magnetic survey
RU2739970C1 (en) * 2020-06-14 2020-12-30 Общество с ограниченной ответственностью "Газпромнефть Научно-Технический Центр" Method of performing multilevel magnetometric survey
RU2779707C1 (en) * 2021-12-13 2022-09-12 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) Method for multifunctional aerial photography based on unmanned aircraft for planning and monitoring seismic surveys and a multifunctional hardware and software package for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102171588A (en) Differential gradiometric magnetometer, system and method of use
Sidorov et al. Saint Petersburg magnetic observatory: from Voeikovo subdivision to INTERMAGNET certification
Gvishiani et al. Geoinformatics and observations of the Earth’s magnetic field: The Russian segment
Soloviev et al. Klimovskaya: A new geomagnetic observatory
RU2813580C1 (en) Method of determining location of magnetic observatory on territory of investigated deposit
Kovács et al. Geomagnetic repeat station survey in Hungary during 1994-1995 and the secular variation of the field between 1950 and 1995
US4458205A (en) Geomagnetic prospecting method with measurements obtained during an internal of one to ten minutes time duration
Wahyudi et al. Geomagnetic Map of Field Camp Geophysics in Karangsambung using Data Acquisition 2005-2017
Russo et al. The project of parco archeologico del colosseo and the Italian network of archaeological parks: from satellite monitoring to conservation and preventive maintenance policies
Barraclough et al. Repeat station activities
Aleshin et al. Geomagnetic Survey Interpolation with the Machine Learning Approach
CN216013697U (en) Array type land time-varying gravity and gradient field observation device
Peltoniemi Airborne geophysics in Finland in perspective
CN111999780B (en) Three-dimensional model construction method for gobi desert coverage area
Khomutov Slow variations of the Earth’s magnetic field: technical, methodological and organizational features of measurements
Mahavarkar et al. Commissioning of the multiparametric geophysical observatory at Shoal Bay, South Andaman and the preliminary results
Dolinský et al. Geomagnetic ground survey in Slovakia for the 2007.5 epoch
Atanasova-Zlatareva et al. Establishing Surface Displacements along a Railway Route near Mirovo Salt Deposit, NE Bulgaria.
Toth et al. Extreme precision lidar mapping
Cescutti et al. Application of digital photogrammetry from UAV integrated by terrestrial laser scanning to disaster management Brcko flooding case study (Bosnia Herzegovina)
Sarris et al. The Nikopolis Project. Integration of geophysical prospection, satellite remote sensing, and GIS techniques in the study of Epirus, Greece
Trifonova et al. Verification of 2020 Geomagnetic Models Over the Bulgarian Territory
Kotzé The history of geomagnetism and the Hermanus Magnetic Observatory
Lygin et al. The results of gravity surveys at geophysical grounds in the Kaluga region
Osazuwa Strategies in Gravimetric Studies–a Case Study from Nigeria