[发明专利]一种地质电子罗盘求解结构面产状的算法

说明书

本发明公开了一种地质电子罗盘求解结构面产状的算法，该方法包括如下步骤：地球重力加速度为G，在机身坐标系下已知：通过加速度传感器直接读到：Gx，Gy，Gz，且满足G²=Gx²+Gy²+Gz²；在北半球地磁场倾斜向下，地磁场为H，在机身坐标系已知：通过地磁传感器直接读到：Hx，Hy，Hz，且满足H²=Hx²+Hy²+Hz²；求解岩层斜面的倾斜角度a；求解岩层面的倾向角度c。本发明的有益效果：运用三轴磁阻传感器和三轴加速度传感器相结合，通过倾斜补偿和误差校正，采用高速MCU处理快速计算走向、倾向和倾角的方法，并能自动存储测量数据到MCU中和上传测量数据到电脑中，大大加快测量速度，增强数据可读性，减少人为测量误差，提高采样和编录准确度和精细度。

技术领域

本发明涉及电子罗盘地质测量技术领域，具体来说，涉及一种地质电子罗盘求解结构面产状的算法。

背景技术

电子罗盘作为一种地磁导航模块，是一种利用地球磁场和重力加速度来测量方位的重要导航工具，输出方位角、姿态角、磁场值等测量值，能实时提供航向和姿态信息，具有体积小、结构简单、功耗小、成本低等优点，广泛应用于航空、航海、车载定位、地质勘探等领域，其中地质勘察领域中地质结构面的测量是野外调查中的一项重要任务，传统的地质罗盘通过手动测量产状，费时费力，已不能满足对结构面快速测量和编录的需要。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种地质电子罗盘求解结构面产状的算法，能够加快测量速度，增强了数据可读性，减少人为测量误差，提高采样和编录准确度和精细度。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种地质电子罗盘求解结构面产状的算法，该方法包括如下步骤：

S1地球重力加速度为G，在机身坐标系下已知：通过加速度传感器直接读到：Gx，Gy，Gz，且满足G² = Gx² + Gy² + Gz²；

S2 在北半球地磁场倾斜向下，地磁场为H，在机身坐标系已知：通过地磁传感器直接读到：Hx，Hy，Hz，且满足H² = Hx² + Hy² + Hz²；

S3 求解岩层斜面的倾斜角度a；

S4 求解岩层面的倾向角度c。

进一步地，所述的S3中进一步包括：

S3.1地质罗盘在斜面内随意放置，Gz与斜面平面垂直，由几何关系可得，tan(a) =Gxy/Gz，其中Gxy²=Gx²+Gy² ，然后在程序中得到角a；

S3.2倾斜线与机身坐标系X轴的夹角b，Gx与Gy的矢量和与倾斜线重合，满足tan(b) =Gy/Gx调整机身，使Gx与倾斜线重合，Gy与走向线重合，此时∠b=0°，Gy为0；

S3.3此时Hx与倾斜线重合，Hy与走向线重合，Hxy是地磁场在斜面上的投影是Hx与Hy的矢量和；

S3.4建立水平空间坐标系，Xs Ys Zs轴，Xs轴与倾向线重合，Ys轴与走向线重合，Zs轴垂直水平面向上；

S3.5 Hx与倾斜线重合，分解为Zs轴分量Hxzs=-Hx*sin(a)，和Xs轴倾向线上的分量:Hxxs=Hx*cos(a)；

S3.6 Hy在走向线上,与Ys轴重合，Hyys=Hy；