[發明專利]一種地質電子羅盤求解結構面產狀的算法

在審

• 申請號: 202010985408.4
• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN112212846A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 王艷萍;任宏濱;尹振豫
• 申請（專利權）人: 王艷萍;任宏濱;尹振豫
• 主分類號: G01C17/32
• 分類號: G01C17/32;G01C1/00;G01C9/00;G01C25/00
• 代理公司: 北京紐樂康知識產權代理事務所(普通合伙) 11210
• 代理人: 張朝元

本發明公開了一種地質電子羅盤求解結構面產狀的算法，該方法包括如下步驟：地球重力加速度為G，在機身坐標系下已知：通過加速度傳感器直接讀到：Gx，Gy，Gz，且滿足G²=Gx²+Gy²+Gz²；在北半球地磁場傾斜向下，地磁場為H，在機身坐標系已知：通過地磁傳感器直接讀到：Hx，Hy，Hz，且滿足H²=Hx²+Hy²+Hz²；求解巖層斜面的傾斜角度a；求解巖層面的傾向角度c。本發明的有益效果：運用三軸磁阻傳感器和三軸加速度傳感器相結合，通過傾斜補償和誤差校正，采用高速MCU處理快速計算走向、傾向和傾角的方法，并能自動存儲測量數據到MCU中和上傳測量數據到電腦中，大大加快測量速度，增強數據可讀性，減少人為測量誤差，提高采樣和編錄準確度和精細度。

技術領域

本發明涉及電子羅盤地質測量技術領域，具體來說，涉及一種地質電子羅盤求解結構面產狀的算法。

背景技術

電子羅盤作為一種地磁導航模塊，是一種利用地球磁場和重力加速度來測量方位的重要導航工具，輸出方位角、姿態角、磁場值等測量值，能實時提供航向和姿態信息，具有體積小、結構簡單、功耗小、成本低等優點，廣泛應用于航空、航海、車載定位、地質勘探等領域，其中地質勘察領域中地質結構面的測量是野外調查中的一項重要任務，傳統的地質羅盤通過手動測量產狀，費時費力，已不能滿足對結構面快速測量和編錄的需要。

發明內容

針對相關技術中的上述技術問題，本發明提出一種地質電子羅盤求解結構面產狀的算法，能夠加快測量速度，增強了數據可讀性，減少人為測量誤差，提高采樣和編錄準確度和精細度。

為實現上述技術目的，本發明的技術方案是這樣實現的：一種地質電子羅盤求解結構面產狀的算法，該方法包括如下步驟：

S1地球重力加速度為G，在機身坐標系下已知：通過加速度傳感器直接讀到：Gx，Gy，Gz，且滿足G² = Gx² + Gy² + Gz²；

S2 在北半球地磁場傾斜向下，地磁場為H，在機身坐標系已知：通過地磁傳感器直接讀到：Hx，Hy，Hz，且滿足H² = Hx² + Hy² + Hz²；

S3 求解巖層斜面的傾斜角度a；

S4 求解巖層面的傾向角度c。

進一步地，所述的S3中進一步包括：

S3.1地質羅盤在斜面內隨意放置，Gz與斜面平面垂直，由幾何關系可得，tan(a) =Gxy/Gz，其中Gxy²=Gx²+Gy² ，然后在程序中得到角a；

S3.2傾斜線與機身坐標系X軸的夾角b，Gx與Gy的矢量和與傾斜線重合，滿足tan(b) =Gy/Gx調整機身，使Gx與傾斜線重合，Gy與走向線重合，此時∠b=0°，Gy為0；

S3.3此時Hx與傾斜線重合，Hy與走向線重合，Hxy是地磁場在斜面上的投影是Hx與Hy的矢量和；

S3.4建立水平空間坐標系，Xs Ys Zs軸，Xs軸與傾向線重合，Ys軸與走向線重合，Zs軸垂直水平面向上；

S3.5 Hx與傾斜線重合，分解為Zs軸分量Hxzs=-Hx*sin(a)，和Xs軸傾向線上的分量:Hxxs=Hx*cos(a)；

S3.6 Hy在走向線上,與Ys軸重合，Hyys=Hy；