[发明专利]一种航空大地电磁数据姿态校正方法

说明书

本发明提供了一种航空大地电磁数据姿态校正方法，包括以下步骤：A、获取测区地面基站的磁场水平分量数据以及空中接收线圈的磁场垂直分量数据，然后对时域信号进行傅里叶变换转换到频率域，计算得到若干个观测频率点的倾子实虚部数据；B、利用空中接收线圈的三个GPS天线测量数据，计算空中接收线圈的空中姿态角度误差；C、逐个观测频率点计算校正后的倾子实、虚部值；D、绘制各观测频率点校正后的倾子实、虚部等值线断面图，若校正后倾子等值线断面图中出现线性条带，则调整校正系数。本发明在一定程度上消除了航空大地电磁测量过程中由于空中线圈姿态变化所引起的电磁噪声，从而提高了测量数据的信噪比，避免了在反演过程中带来虚假异常。

技术领域

本发明涉及电磁勘探技术领域，具体涉及一种航空大地电磁数据姿态校正方法。

背景技术

航空大地电磁法通过在空中观测天然电磁场的磁场垂直分量，同时在地面基站观测磁场水平分量，通过观测的磁场垂直和磁场水平分量计算得到倾子矢量，进而获取地下介质的电性结构信息。该方法兼具了天然场勘探深度大以及航空物探测量效率高、成本低、绿色环保、对地形影响小等优点，能够克服复杂地形条件下传统地面勘探手段无法有效开展且成本高的问题，是一种新兴的航空地球物理勘查技术手段。目前，已经在铜、镍、金、铀等多金属矿勘探和工程勘察中取得了较好的应用效果。

航空大地电磁数据采集过程中，空中接收线圈一般保持水平姿态。但是由于接收线圈与飞行平台之间通过软连接固定，在测量飞行过程中受飞行姿态以及风速等的影响，空中接收线圈的姿态会产生一定变化，使得测量的磁场垂直分量Hz的大小会与真实磁场值大小有偏差，导致在实测数据中产生一些电磁噪声。因此，需要对该姿态变化引起的误差进行校正，提高测量数据质量以及反演解释的准确性。

发明内容

本发明的目的就是提供一种航空大地电磁数据姿态校正方法，以解决现有技术中实测数据因姿态变化产生的电磁噪音问题。

本发明是这样实现的：一种航空大地电磁数据姿态校正方法，包括以下步骤：

A、在工作区内开展航空大地电磁测量，获取测区地面基站的磁场水平分量数据Hx、Hy 以及空中接收线圈的磁场垂直分量数据Hz，通过GPS时间同步将水平和磁场垂直分量数据合并，然后对时域信号进行傅里叶变换转换到频率域，计算得到若干个观测频率点的倾子实虚部数据；

B、利用空中接收线圈的三个GPS天线测量数据，计算空中接收线圈的空中姿态角度误差ex、ey；

C、利用步骤a中计算的观测频率点倾子实虚部数据以及步骤b计算得到的空中接收线圈姿态角度误差ex、ey，给定一初始校正系数，采用姿态校正公式，逐个观测频率点计算校正后的倾子实、虚部值；

D、绘制各观测频率点校正后的倾子实、虚部等值线断面图，查看姿态校正效果；若校正后倾子等值线断面图中出现线性条带，则调整校正系数，按步骤c重新计算校正值，直至线性条带消失，保存校正系数；

E、根据各观测频率点确定的校正系数，编写Geosoft Correction.gs插件，将步骤a计算得到的倾子实、虚部数据导入Geosoft软件中生成数据库，调用GeosoftCorrection.gs插件，生成姿态校正后的航空大地电磁数据，用于后续倾子资料的反演解释。

进一步地，本发明可以按如下技术方案实现：

在步骤a中，通过GPS时间同步，对采集的航空大地电磁磁场垂直和磁场水平分量数据进行同步合并，然后对时域信号进行傅里叶变换转换到频率域。

选取25Hz、37Hz、75Hz、150Hz、300Hz、600Hz 5个最佳观测频率点，根据倾子的计算表达式，计算得到各个观测频率点的倾子实、虚部数据。

在步骤b中，根据空中接收线圈上三个GPS接收机的位置坐标计算以及坐标转换，得到空中接收线圈上这三个点的空间几何关系，计算出空中接收线圈的空间姿态。