[發(fā)明專利]一種基于地面多基站的ZTEM系統(tǒng)姿態(tài)補償方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910519627.0
• 申請日: 2019-06-17
• 公開（公告）號: CN110244367B
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱凱光;孫倩;彭聰;景春陽;范天姣;朱小寧
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: G01V3/10
• 分類號: G01V3/10
• 代理公司: 沈陽銘揚聯(lián)創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 21241
• 代理人: 屈芳

本發(fā)明涉及電磁探測技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于地面多基站的ZTEM系統(tǒng)姿態(tài)補償方法，包括以下步驟：在地面多測點處設(shè)置基站，測量地面磁場水平分量；將測得的地面磁場水平分量應(yīng)用電磁場向上延拓定理，延拓至線圈高度，得到稀疏測點x,y方向的空中磁場水平分量；將稀疏測點的空中磁場水平分量進行高精度插值，得到密集測點x,y方向的空中磁場水平分量；用插值后的稠密空中磁場水平分量數(shù)據(jù)與實測的空中磁場垂直分量建立矩陣，計算姿態(tài)補償后的空中磁場垂直分量；根據(jù)補償后的空中磁場垂直分量與地面磁場水平分量得到補償后的傾子響應(yīng)和補償后的傾子散度的計算公式；將實測姿態(tài)角度數(shù)據(jù)代入到補償后的傾子響應(yīng)和補償后的傾子散度的計算公式，進行姿態(tài)補償。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電磁探測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及到一種基于地面多基站的ZTEM系統(tǒng)姿態(tài)補償方，屬于頻率域大地電磁資料處理方法。

背景技術(shù)

ZTEM是一種新型的天然源航空電磁法，該方法通過在地面設(shè)置一個基站來測量地面磁場水平分量，直升機所吊線圈沿測線飛行來測量空中磁場垂直分量，并通過傾子T將磁場的垂直分量與水平分量聯(lián)系起來，從而獲得地下結(jié)構(gòu)信息。ZTEM航空電磁探測系統(tǒng)在實際飛行測量中，由于飛行速度的不穩(wěn)定和風(fēng)速變化，機體吊掛的接收線圈在作業(yè)過程中會發(fā)生姿態(tài)變化，使線圈所測得的磁場垂直分量中耦合部分空中磁場水平分量，影響數(shù)據(jù)反演解釋。

CN103675927A公開了一種“固定翼航空電磁系統(tǒng)接收吊艙擺動角度的校正方法”該方法中接收線圈通過未校正的感應(yīng)電動勢與測量感應(yīng)電動勢數(shù)據(jù)間擬合誤差判斷校正的必要性，求出感應(yīng)系數(shù)，并對測量數(shù)據(jù)除以感應(yīng)系數(shù)來完成校正，該方法可以在一定程度上實現(xiàn)姿態(tài)校正。但是該發(fā)明未涉及到針對ZTEM系統(tǒng)，在地面設(shè)置多基站來測量地面磁場水平分量，在對空中線圈進行姿態(tài)補償?shù)姆椒ā?/p>

嵇艷菊等，《直升機TEM系統(tǒng)中心回線線圈姿態(tài)校正的理論研究》地球物理學(xué)報，2010年，第1期，分析了直升機航空系統(tǒng)在不同姿態(tài)變化時的電磁響應(yīng)計算公式，給出了不同姿態(tài)變化時的電磁響應(yīng)系數(shù)，但未給出姿態(tài)校正公式。

王衛(wèi)平等(2015)《頻率域航空電磁系統(tǒng)線圈姿態(tài)變化影響及校正方法》(地球科學(xué)-中國地質(zhì)大學(xué)學(xué)報，2015年7期)采用三維頻率域有限差分模擬計算航空電磁系統(tǒng)的電磁響應(yīng)，分析了不同收發(fā)線圈姿態(tài)變化對水平面和垂直軸線圈裝置的電磁響應(yīng)影響，根據(jù)姿態(tài)誤差幾何校正方法進行了電磁數(shù)據(jù)校正，有效去除了誤差影響。到目前為止，仍未見用地面設(shè)置多基站的方法來對ZTEM系統(tǒng)線圈進行姿態(tài)補償方面的研究。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種基于地面多基站的ZTEM系統(tǒng)姿態(tài)補償方法，解決

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，

一種基于地面多基站的ZTEM系統(tǒng)姿態(tài)補償方法，該方法以下步驟：

步驟a、在地面多測點處設(shè)置基站，測量地面磁場水平分量，其中水平第一分量表示為H_x-ground，水平第二分量表示為H_y-ground；

步驟b、將測得的地面磁場水平分量應(yīng)用電磁場向上延拓定理，延拓至線圈高度，得到x,y方向的稀疏測點空中磁場水平分量分別為：H_x-air和H_y-air；

步驟c、將稀疏測點的空中磁場水平分量進行高精度插值，得到x,y方向的密集測點空中磁場水平分量：H_x-air-inter和H_y-air-inter；

步驟d、用插值后的稠密空中磁場水平分量數(shù)據(jù)與實測的空中磁場垂直分量建立矩陣，計算姿態(tài)補償后的空中磁場垂直分量；根據(jù)補償后的空中磁場垂直分量與地面磁場水平分量得到補償后的傾子響應(yīng)和補償后的傾子散度的計算公式；

步驟e、將實測姿態(tài)角度數(shù)據(jù)代入到補償后的傾子響應(yīng)和補償后的傾子散度的計算公式，進行姿態(tài)補償。