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找矿利器 物探尖兵——我国自主研制的首套吊舱式时间域直升机航空电磁勘查系统文图/陈 斌 王言章 曹学峰第一作者简介 陈斌，教授级高级工程师，应用地球物理学学士、工商管理硕士、固体地球物理学博士。
先后参加和主持完成20多项航空物探调查和研究、国家“863计划”课题以及技术和经费预算标准研制项目，获得省部级科技进步奖特等奖1项、二等奖2项。
时间域直升机航空电磁勘查是当前国际上发展十分迅速的一种资源勘查方法，与传统的地面物探方法相比，它具有快速、高效、环境适应性强、纵向分辨率高、探测深度大等优点，可进行大面积、高精度的测量工作，尤其适合于我国多山多丘陵的地形，可极大地降低工作难度，提升探测的效率，达到较好的效果。
1011我国幅员辽阔、地大物博，地质矿产资源丰富，但大部分矿产资源都深埋在地下，勘查开采成本高、难度大。
进入21世纪后，经济的快速发展，使得我们对资源需求量成倍增加，快速、高效地勘查开发多金属和战略性新兴矿产、地下水等资源，已成为摆在我们面前的一项重要任务。
为满足资源快速勘查，特别是大深度探测的需求，由中国国土资源航空物探遥感中心牵头，联合吉林大学和成都理工大学等高校，成功研制成了我国首套吊舱式时间域直升机航空电磁勘查系统。
该系统在大磁矩电磁发射、高精度信息接收、大尺寸稳态吊舱研制及电磁数据快速处理与解释技术方面取得了一系列技术进步和先进的成果，填补了我国在此领域的空白，为我国地学研究、资源勘查提供了有力支撑。
系统如何诞生资源深藏于厚厚的地层下，“看不见、摸不着”，要想做到有的放矢地开发利用，首先要完成精确的资源勘查，特别是向地球深部发展，加大探测深度，拓展找矿空间，对赋存于深厚地层下的资源做“透视扫描”，从而确定地下资源的分布情况。
传统的电磁勘查方法基于地球物理原理，一是在地面开展各种物探勘查，例如传统的地面时间域电磁探测方法需要在地面布设人工场源，仪器设备需要进行大面积安装布放，虽然可以获取相当精准的地质信息，但是存在设备笨重、装置大、野外劳动强度大以及效率低下的缺陷，而且有些地区难以进入，无法开展地面勘查工作。
航磁数据位场转换处理及效果∆测量数据是不同深度、不同形态、规模的磁性地质体磁场信息在观测航磁T面上的综合反映。
由于场的叠加效应，使得某些具有一定地质意义的异常变得复杂，在原始图件上很难识别，给地质解释工作带来了难度。
为了提高对航磁异常的分辨能力，突出更多有用信息，根据测区航磁异常特征和地质解释需要，对原始测量数据进行了原平面化极、上延、垂向一阶导数以及剩余异常提取等几种位场转换处理。
第一节位场转换处理及效果航磁平面网格数据位场转换处理采用表达式简单、运算速度快捷的频率域算法，进行化极、导数换算、解析延拓等处理。
频率域转换的过程是：首先对异常资料进行傅立叶正变换，以得到异常资料的频谱；而后把异常的频谱和与转换相应的频率相应函数点积，得到处理后异常的频谱；最后对处理后异常的频谱进行傅立叶反变换，从而得到处理后的异常。
位场转换处理使用的软件是中国国土资源航空物探遥感中心自主开发的WINDOWS系统下地球物理数据处理解释软件（GeoProbe Mager）及航空物探彩色矢量成图系统（AgsMGis）。
一、原平面化极处理化极，即化磁极，就是把斜磁化异常转变为垂直磁化异常，相当于在磁北极观测异常。
测区处于中纬度地区，由于倾斜磁化的影响，造成磁异常中心不是正好对应在地质体的正上方，而是相对于地质体的中心向南部产生一定的偏移。
这对于确定磁性地质体的空间位置、形态、分布范围以及对磁异常的定性定量解释均带来一定的困难。
化极可用于消除由于非垂直磁化引起的异常不对称性，在剩磁很小或感磁远大于剩磁且两者方向一致的情况下，将实测的斜磁化异常转化为垂直磁化异常，这样可以较为准确的确定异常的场源位置，提高异常解释的定位精度。
从而使异常形态简化，并与磁性体位置保持一致，有利于圈定磁性体边界和走向。
作化极处理时要注意剩磁的影响，化极处理一般都假定磁化方向与地磁场方向一致，对于那些剩磁远远大于感磁且剩磁方向与地磁场方向不一致的磁性体就不符合这一假设条件，特别是测区中的火山岩分布区，由于剩磁较大会出现磁场畸变现象，使用时应注意甄别。
频率域直升机航空电磁法视电阻率转换及应用吴成平;王卫平;胡祥云;方迎尧【摘要】以Impulse直升机航电水平共面装置系统参数为基础,介绍了正演公式,根据视电阻率转换的2种转换模型--均匀半空间和似层状半空间模型,分别介绍了一维搜索法和列线图查找法这两种视电阻率转换方法.根据应用实例,通过对比视电阻率转换图,探讨这2种方法的转换效果.【期刊名称】《物探与化探》【年(卷),期】2009(033)004【总页数】5页(P427-430,435)【关键词】航空物探;Impulse航电系统;视电阻率转换;一维搜索法;列线图查找法【作者】吴成平;王卫平;胡祥云;方迎尧【作者单位】中国国土资源航空物探遥感中心,北京,100083;中国地质大学,地球物理与空间信息学院,湖北,武汉,430074;中国国土资源航空物探遥感中心,北京,100083;中国地质大学,地球物理与空间信息学院,湖北,武汉,430074;中国国土资源航空物探遥感中心,北京,100083【正文语种】中文【中图分类】P631.3我国的航空电磁法起步于20世纪50年代末，虽然发展历程曲折，但前辈们仍在不断探索。
20世纪80年代，朴化荣、殷长春、刘洪等在航空电磁法不同模型电磁响应计算、快速汉克尔变换的实现等方面作了很多研究工作［1－4］。
后来王守坦、程学栋等在视电阻率转换方面做了进一步研究［5］，但限于当时航电系统零漂较大，视电阻率转换有一定难度。
近年来，孟庆敏、周道卿等也在论文中涉及视电阻率转换的方法，但以研究航空电磁法层状反演为主［6－7］。
笔者采用均匀半空间模型作为视电阻率转换的正演模型，并假设地下介质不产生位移电流，相对介电常数和相对磁导率均为1。
假设垂直磁偶极子位于离地面高度h的上空，整个空间可以看作是被一水平面分割成上半空间（波数k1）和下半空间（波数k2）的2层介质，取直角坐标系原点位于偶极子中心，z轴与磁距方向一致，垂直向下。
在给定条件下，场的分布是关于z轴对称，所以采用矢量势A来求电磁场各分量，此时只有z轴方向的矢量势Az，Ax＝Ay＝0，故解波动方程其中，Az1、Az2分别为上半空间和下半空间矢量势。
写一篇频率域航空电磁法地形影响和校正方法的报告，600字《频率域航空电磁法地形影响及校正方法报告》
频率域航空电磁法（FDEM）是一种应用于地形特征识别和测
量的成像技术。
它利用电磁场运动的频率变化来传递地形信息，使得人们能够将波场传递到目标地形上下料并获取关于特定地形的信息。
然而，如果这种频率变化受到地形影响，例如山脉或悬崖等，就会产生不准确的数据，因此需要进行校正。
在频率域航空电磁法中，通常采用z轴建模的方法来近似地形，其中理想假想的z轴就是地形的模拟。
但在实际应用中，一旦地形比理想的z轴方向变化了，就会导致波的偏移，从而影响结果的准确性。
为了解决这一问题，我们采用一种叫做“准确
矢量调整”（AVA）的方法来校正测量值，以确保结果的准确性。
AVA算法基于向量空间中电磁接收系统的模拟运行，以获得
地形可能存在的方向并估计可能的水平和垂直角度，从而准确的调整衰减的传输系数来补偿地形影响，从而实现精确的波场模拟。
此外，空间部署的局部探测系统也可以利用多频率快速扫描（FFS）来校正。
FFS通过分析多个频率之间的时延来估计地
形的参数，以校正受到影响的模拟器参数。
通过上述方法，我们可以有效地减少频率域航空电磁法所受地形影响带来的误差。
当地形影响无法避免时，系统可以通过使
用上述方法来准确的估计和校正可能产生的影响，从而避免影响结果的准确性。
综上所述，频率域航空电磁法可以通过使用准确矢量调整（AVA）和快速多频率扫描（FFS）来准确的估计和校正受到地形影响带来的误差，从而保证结果的准确性。
频率域航空电磁法的应用领域及应用机制孟庆敏;满延龙【摘要】频率域航空电磁法应用领域很广,只要工作测区选择恰当,工作布置合理,就能使航电廉价、高效的特点充分发挥出来,为国民经济建设作出应有的贡献.笔者讨论了频率域航空电磁法测区选择、应用机制等对航电效果至关重要的问题.【期刊名称】《物探与化探》【年(卷),期】2013(037)002【总页数】4页(P260-263)【关键词】航空电磁法;应用领域;应用机制【作者】孟庆敏;满延龙【作者单位】中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所,河北廊坊065000;中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所,河北廊坊065000【正文语种】中文【中图分类】P631.3每一种物探方法都有其适用范围。
熟悉频率域航空电磁法(简称频域航电，下文中航电均指频域航电)的应用领域，并明了为什么航电在这些领域工作能取得好的地质效果是十分必要的。
航电探测的最终成果反映在地质效果上，地质效果的取得最重要的因素之一是测区的选择，这是航电取得地质效果的基础。
1 航电测区的选择不论航电的应用领域有多广，也不论航电工作者的能力有多强，若测区的选择不恰当，其工作成果就无从谈起，所以要把测区的选择放在航电探测全部工作的第一位。
从一般意义上讲，测区的选择首先要保证航电工作平台——飞机在该区能低飞，这是航电工作取得地质效果的先决条件;另外就是在这个选定的测区内，航电要探测的目的物或目标物是否具备航电发现它们的电性条件，这是航电工作取得地质效果的必备条件。
测区的选择首先要满足先决条件，它由两个因素组成。
其中之一是测区所在地的平均海拔高度，这个海拔高度由航电仪平台——飞机性能决定。
早期用的活塞式汽油发动机飞机，如运-五飞机、运-11飞机，升限为5 km，要求测区的平均海拔高度低于2 km，现在用的运-12飞机是涡轮螺旋桨飞机，升限为6 km，要求测区的平均海拔高度低于3 km。
限制测区的海拔高度，是为了有充分氧气供飞机发动机工作，不然会因供氧不足使发动机马力减少，令飞机失去超低空飞行性能。
直升机平台背景磁干扰小信号模型求解与补偿张宁;赵建扬;林春生;贾文抖【摘要】For helicopter external high precision magnetic survey pod detection platform,platform background magnetic interference mechanism is analyzed,and concluded that platform background magnetic disturbance consists of the aircraft cartier magnetic disturbance,fluctuating magnetic interference caused by pod swing and the magnetic disturbance caused by fluctuating track of platform.Magnetic survey pod trajectory calculation model and platform background magnetic interference small signal model are established.And combining with the characteristics of platform motion,small signal model solving method is given.Through simulation and calculation,the magnetic interference small signal model is verified,and the analysis results show that using the small signal model to solve and compensate the magnetic disturbance is completely possible,the adaptability is very good and magnetic disturbance compensation rate can reach more than 90％.%针对直升机外挂磁测吊舱探测平台,分析了平台背景磁干扰产生机理,得出平台背景磁干扰主要由飞机载体磁干扰、吊舱摆动引起的磁干扰和航迹波动引起的磁干扰三大部分组成,建立了磁测吊舱轨迹计算模型和平台背景磁干扰小信号模型.结合平台运动特点,给出了小信号模型求解方法,通过仿真计算,对磁干扰小信号模型求解进行了验证.分析结果表明,采用小信号模型对直升机平台背景磁干扰进行求解和补偿是完全可以的,适应性很好,磁干扰补偿率可达90％.【期刊名称】《电子学报》【年(卷),期】2017(045)001【总页数】6页(P83-88)【关键词】磁异常探测;小信号模型;磁测吊舱;磁干扰补偿【作者】张宁;赵建扬;林春生;贾文抖【作者单位】海军工程大学兵器工程系,湖北武汉430033;海军工程大学兵器工程系,湖北武汉430033;海军工程大学兵器工程系,湖北武汉430033;海军工程大学兵器工程系,湖北武汉430033【正文语种】中文【中图分类】TN965航空磁性探测平台主要有固定翼飞机和直升机两大平台,固定翼飞机上的磁探设备一般安装在机尾处,直升机是以吊舱的方式,将磁探仪或者电磁线圈悬挂在舱外一定距离处.国内外对固定翼飞机背景磁干扰建模与补偿进行了很多研究[1～7],其经典模型是由Tolles W E和Lawson Q B两位美国人提出的Tolles-Lawson方程；嵇艳鞠和赵国泽等人[8,9]对航空电磁法进行了深入的研究,取得了一定的成果；但是国内外对直升机外挂装有磁探仪的吊舱系统平台的背景磁干扰建模及补偿方面的研究鲜见报道.本文采取的测量方案是将磁场测量设备安装在悬挂于直升机底部中心附近的吊舱内,要实现平台的高精度磁异常探测,必须对其背景磁干扰进行补偿,因此平台背景磁干扰建模与求解就成为一项关键技术.直升机上有电气设备、通电电缆、发动机机缸和旋翼轴承等很多铁磁性物体,它们在地磁场长期的磁化作用下,累积形成了一定的固有磁性,成为飞机背景磁干扰的剩余磁场部分；飞机在飞行过程中,机载铁磁性物体受到地磁场的瞬时磁化作用,会产生感应磁场；同时由于飞机的不平稳性机动飞行以及地磁梯度的变化,通过机载铁磁性物体的磁通会发生变化,产生一定的涡流磁场；另外,直升机的中部和尾部安装有旋翼,旋翼旋转时在其附近也会产生较大的磁干扰.直升机磁测吊舱系统结构如图1所示,在飞行过程中,磁测吊舱受风阻等影响在平衡位置附近会发生摆动,导致测量点与飞机载体的相对位置发生变化,引起对飞机载体干扰磁场的观测结果发生变化,产生一定的磁干扰.当吊舱的吊绳较长时,受风阻的影响,吊舱在空中的位置波动较大,同时直升机在空中的航迹也有一定程度的波动,这使得吊舱在大地坐标中的位置在航线附近波动.地磁场在空中的分布不均匀,沿纬度方向和高度方向有较大空间磁场梯度,因此测量吊舱的位置波动也会引起磁场测量结果的干扰.根据直升机平台特点,背景干扰磁场可分解为三个部分,第一部分为测量系统平稳悬吊时,飞机载体在测量系统吊舱处所产生的干扰磁场,它取决于飞机的磁性、航行地点与航向、飞行姿态和吊舱的悬吊位置等.第二部分磁场为吊舱受风阻等影响在平衡位置附近发生摆动时,由于测量点与飞机载体相对位置发生变化,引起了对飞机载体干扰磁场的观测结果发生变化,它与吊舱的位置偏移有关.第三部分磁场是当吊舱相对于大地坐标的位置发生波动时,由于地磁场在高度和水平方向存在空间梯度而引起的干扰噪声.3.1 飞机载体磁干扰飞机沿直航向作小幅度机动飞行时,地磁场三分量方向余弦可表示为[10]ui(t)=cos(θi0+Δθi(t)) =cosθi0cosΔθi(t)-sinθi0sinΔθi(t) ≈cosθi0-sinθi0·Δθi(t) =Ui+vi(t), i=1～3式中,Ui=cosθi0和vi(t)=-sinθi0·Δθi(t)分别为ui(t)的稳定量和变化量,当Δθi(t)≤6°时,可保证ui(t)=Ui+vi(t)的误差不大于0.5%.飞机载体在测量吊舱处的磁场可用经典Tolles-Lawson模型来表示[4]在直航线附近,载体磁干扰引起的波动为联立式(1) 、(2)和(3)可得为了使用方便,约定飞机坐标系如下,坐标1替换坐标X、正向为机首方向,坐标2替换坐标Y、正向为右侧机翼方向,坐标3替换坐标Z、正向为垂直向下.由 = 1,可得Uivi=0,假设U3≠0(否则改变坐标次序,使U3≠0),令U3,则飞机载体磁干扰波动可进一步表示为式中i=1,23.2 吊舱摆动引起的磁干扰3.2.1 磁测吊舱轨迹计算为了分析方便,建立坐标系如下:以吊舱在飞机上的悬挂点为原点O1,建立地磁坐标系O1X1Y1Z1,其中X1轴指北,Y1轴指东,Z1轴垂直向下,OXYZ为机载坐标系,如图2所示.假设吊绳所受风阻较小,在吊舱拉力作用下,吊绳可近似看成直线,吊绳OB长度为L,倾角为I,吊舱在水平面的投影OB1与磁北的夹角为θ,角度(θ,I)可以直接测量得到,θd为测量点的磁偏角.同时假设飞机沿直线航行,平均磁航向为θ0,并在平衡位置附近作小角度(θh,θr,θp)机动,其中θp为俯仰角,θr为横滚角,θh为摇摆角(偏航角),地磁坐标系原点O1在机载坐标系OXYZ中的位置坐标为(a,b,c),则测量吊舱在机载坐标系中的位置坐标可表示为式中A=Ah·Ap·Ar为飞机机动复合旋转变化矩阵,可表示为A=Ah·Ap·Ar实际应用中,学习飞行阶段,为了准确求解磁干扰模型参数,要求飞行员在操纵飞机平稳飞行的基础上,在每一个航向上依次进行固定时间段的俯仰机动、横滚机动和偏航机动飞行,而且要求小机动的机动角幅度最大值在5°左右；进行目标探测时,则要求飞行员操纵飞机,尽量保持直航向平稳飞行.因此,无论是在学习飞行阶段还是目标探测阶段,飞机在同一时刻基本上只有一种机动动作,也就是说只有一种机动角不为零,其它两个机动角可以看作零,对于一个娴熟的飞行员,这一点是可以做到的.这样一来,机载坐标系受飞机姿态影响在进行旋转变换时,可以不考虑三种旋转变换的顺序,因为三个旋转变换矩阵中,在同一时刻只有一个矩阵起作用,其余两个矩阵可以看作单位矩阵.3.2.2 吊舱摆动磁干扰根据平台背景磁干扰产生机理分析,吊舱摆动时,磁干扰在直航线附近的波动可近似表示为s2(t) ≈W5x+W6y+W7z式中3.3 航迹波动引起的磁干扰假设飞机北向速度分量为Vx,可将Vx表达成一个均匀量VX0和一个起伏量vX的和从时刻t0到t,飞机的北向偏移距离为XN =VX0(t-t0)+x(t)式中VX0(t-t0)为趋势项,代表匀速运动引起的北向偏移,x(t)为起伏量,因速度起伏引起的,实际计算中北向瞬时偏移X可以由惯性导航定位的纬度数据直接换算,也可由地速与航向角数据通过积分得到.飞机飞行高度可表达成H0为平均飞行高度,h(t)为飞行高度起伏.飞行高度H(t)可以由导航系统得到.分别对式(13)和(15)右边进行高通FIR滤波,则两趋势项可以被完全滤除,得到起伏量x(t)和h(t).假设地磁场沿纬度的空间梯度为kx,高度梯度为kh,根据地磁场的分布规律,航迹波动引起的磁干扰主要由测量吊舱位置的纬度变化和高度变化所引起,可表示为3.4 平台背景磁干扰根据以上分析可知,在直航线附近,平台背景磁干扰波动可表示为联立式(5)、(9)和(16)可得s(t)-kxxN-khh= +W5x1+W6y1+W7z1式中,kx,kh为地磁场的空间梯度,可以预先求出.Wi,i=1～7为模型航向参数,是模型参数和航向上地磁场方向余弦U=(U1,U2,U3)的线性组合.令,将式(18)改写为s0(t)=W1d1+W2d2+W3d3+W4d4 +W5d5+W6d6+W7d7为了求解所有模型参数,让飞机在8个直航向上作小幅度机动飞行,在每一航向Uk=(U1k,U2k,U3k),k=1～8上,同步连续采集,x,y,z样本数据,并对式(19)两端作内积运算,得到以下方程式中(rij=<di,dj>),(ri0=<di,s0>),在每一航向Uk=(U1k,U2k,U3k),k=1～8上,求解方程(20),可以得到航向系数Wik,i=1～7,k=1～8.利用航向系数Wik,i=1～2,k=1～8,根据式(10)中第一式,可以解出剩磁参数(P1,P2,P3)和感磁参数(a11,a12,a13,a22,a23).利用航向系数Wik,i=3～4,k=1～8,可以解出涡流磁场参数(b11,b12,b13,b22,b23,b31,b32).利用航向系数W5k,k=1～8,根据式(10)可以解出剩磁参数沿x方向变化率和感磁参数沿x方向变化率.利用航向系数W6k,k=1～8,根据式(11)可以解出剩磁参数沿y方向变化率和感磁参数沿y方向变化率.利用航向系数W7k,k=1～8,根据式(12)可以解出剩磁参数沿z方向变化率和感磁参数沿z 方向变化率.求解出模型系数后,根据模型(17)可得到平台背景磁干扰,进而可对平台背景磁干扰进行补偿.根据直升机背景磁场磁偶极子阵列模型,结合平台在飞行过程中的飞机姿态变化和吊舱轨迹变化规律,设定仿真条件如下:地磁场强度初始大小BG=55000nT,地磁倾角为φg=45°,地磁北纬梯度为5.91nT/km,高度梯度为-25.91nT/km；直升机直航向飞行速度为100m/s,飞机机动主频f0=0.1Hz,飞机三种机动角对应机动主频的最大幅度均设为5°；数据采样频率fs=20Hz,吊绳长度L=40,吊舱平衡位置处倾角为I=70°,吊舱倾角和吊舱偏角对应吊舱摆动主频的最大摆动幅度都为5°；分别仿真生成平均磁航向依次为0°、90°、180°、270°、45°、135°、225°、315°等八个航向和30°、120°、210°、300°、70°、160°、250°、340°等八个航向上的两组平台背景磁干扰数据,如图3和图4所示,具体仿真过程,可参考文献[11,12].利用第一组平台背景磁干扰数据,结合模型磁干扰小信号模型,分别在每个航向上求解出航向系数Wik,i=1～7,k=1～8,如表1所示.记sd1=[P1,P2,P3,a11,a12,a13,a22,a23]′sd2=[b11,b12,b13,b21,b22,b23,b31,b32]′由求解的航向系数Wik,求解得到磁干扰小信号模型参数,如表2所示.通过求得的模型参数sdi,根据式(17),反求出平台背景磁干扰,并进行补偿,结果如图5所示,图中蓝色数据是补偿前对平台背景磁干扰数据(一)进行高通滤波的结果,红色曲线是补偿后的结果,可以看出,补偿效果非常明显,为了更清晰的看出补偿效果,将前两个航向(0°和90°)的补偿结果单独作图,如图6所示.利用数据(一)求解的模型参数sdi,对第二组八航向磁干扰进行补偿,结果如图7所示,同样将前两个航向(30°和120°)的补偿结果单独作图,如图8所示,从图7和图8可以看出,利用第一组数据求解的模型参数,对第二组磁干扰数据进行补偿,效果也是非常明显的,补偿率可达90%以上,充分说明了平台背景磁干扰小信号模型建立的正确性和适应性以及模型求解的精确性.针对直升机悬挂磁测吊舱平台运动特点,分析了平台背景磁干扰产生机理,建立了磁测吊舱轨迹计算模型和平台背景磁干扰小信号模型,给出了小信号模型求解方法,通过仿真计算与补偿,表明平台背景磁干扰小信号模型建立和求解是正确的,而且在同一地点,只需利用一次八航向学习飞行的数据求解出模型参数,就可以对平台背景磁干扰进行高精度补偿,对实现直升机平台磁异常高精度探测具有重要意义.张宁男,1981年3月出生,山东即墨人.2009年获得海军工程大学武器系统与运用工程专业博士学位,留校工作,主要从事军用目标磁场特性及其信息处理技术研究. E-mail:186****************【相关文献】[1]张昌达.航空磁力梯度张量测量—航空磁测技术的最新进展[J].工程地球物理学报,2006,3(5):354-361. Zhang C D.Airborne tensor magnetic gradiometric-the latest progress of airborne magnetometric technology [J].Chinese Journal of Engineering Geophysics,2006,3(5):354-361.(in Chinese)[2]林春生,周建军,杨振宇.一种基于总强度监测的三轴线圈磁场发生器精确校准方法[J].海军工程大学学报,2013,10(5):1-5. 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频率域航空电磁法岩性地质单元填图技术方迎尧;王卫平;肖刚毅;吴成平【摘要】简述频率域航空电磁测量基本方法原理,讨论解释参量的特性和用于岩性地质组合单元填图的技术,介绍了应用双三频航空电磁资料在推断岩性地质构造方面的地质效果.利用航空电磁勘查资料进行地质填图,可给区域地质调查补充许多以前未发现的地质构造信息,并能增强局部异常对探测目标物的识别能力,提高勘查效果.【期刊名称】《物探与化探》【年(卷),期】2010(034)003【总页数】7页(P308-314)【关键词】频域航空电磁;解释参量;填图技术;地质效果【作者】方迎尧;王卫平;肖刚毅;吴成平【作者单位】中国国土资源航空物探遥感中心,北京,100083;中国国土资源航空物探遥感中心,北京,100083;中国国土资源航空物探遥感中心,北京,100083;中国国土资源航空物探遥感中心,北京,100083【正文语种】中文【中图分类】P631随着科学技术的发展和测量精度的提高，航空电磁测量除提供寻找探测目标物异常信息外，还可根据区域场特征发现许多区域地质构造信息，进行航空物探地质构造填图，提高探测区的地质研究程度，增强对探测对象的识别能力，提高航空电磁勘查效果。
频率域航空电磁法测量接收一次电磁场激发地下导体感应产生的二次电磁场响应，寻找良导性金属矿床或进行水文、工程、环境等调查。
根据我们的经验，要圆满解决勘查任务，不能只考虑所发现的局部异常本身的特征，还必须从异常所处的区域地球物理环境与地质构造条件，进行综合评价，才能取得好的效果。
人们对自然界的认识是不断发展的，例如早期时认为块状硫化金属矿体都应该是高导电性的，围岩多是高阻性介质，而覆盖层多为“地质噪声源”。
但是总结过去成功与失败经验证明，早期的认识过于简单化，近年发现个别块状硫化金属矿体的导电性并不高，有时部分围岩也有较高的导电性，“地质噪声源”有时也包含着可提取的地质信息，甚至还隐藏着某些找矿靶体的信息。
第33卷第5期物 探 与 化 探V o l.33,N o.5 2009年10月G E O P H Y S I C A L＆G E O C H E M I C A LE X P L O R A T I O N O c t.,2009 频率域航空电磁系统一次磁场自动补偿技术李军峰1,2,刘凯飞2,刘莹莹2,吴珊2(1.中国地质大学,北京 100083;2.中国地质科学院地球物理地球化学研究所,河北廊坊 065000)摘要:为了提高三频航空电磁系统(F A E M)测量的自动化程度,设计实现了基于模糊控制和线性增量控制方法相结合的电磁补偿系统,来完成高精度、高稳定性、大动态范围的电磁补偿。
以航空电磁接收机输出的电磁场实、虚分量值为控制的输入参量,以补偿线圈内的补偿电流为控制对象,80C52单片机为控制芯片,采用F F S I法推理程序实现补偿量的模糊控制,从而实现一次场和涡流场的实时程控补偿。
航空电磁系统实验飞行数据表明,该控制系统可以快速实现一次磁场的实时高精度补偿,稳定性和补偿噪声水平能满足系统设计要求。
关键词:航空电磁系统;电磁补偿;模糊控制;单片机中图分类号:P631 文献标识码:A 文章编号:1000-8918(2009)05-0536-05 我国自行研制的H D Y402型三频翼尖硬架航空电磁勘探系统的主要技术指标达到了世界同类系统的先进水平,但该系统的一次磁场补偿操作较复杂,亟需规范和化简操作程序,以提高系统的自动化程度及可靠性、稳定性。
为此,在中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所基本科研业务费专项资金资助下,开展了人工智能控制技术在航空电磁补偿系统中的应用研究,以实现发射线圈激发的一次电磁场及飞机金属机体涡流场的程控自动补偿。
鉴于补偿输出的滞后性和非线性,研究实现的自动补偿系统中应用了具有非线性逼近能力的模糊控制技术。
1 航空电磁补偿系统原理翼尖硬架式航空电磁系统的方法原理[1]可由图1来说明。
频率域航空电磁法的应用领域及应用机制
1 频率域航空电磁法
频率域航空电磁法(FAM)是由引入激发频率概念而开发的一种新型的航空电磁测井技术。
该技术通过激发各个测井参数的不同频率，利用统一的发射机及接收系统，来观测相应的信号。
在空间域采用卷圈融合技术将有效地把耦合在一起的探头信号进行混合和解调，然后从不同频率获得响应的数据集。
2 频率域航空电磁法的应用领域
频率域航空电磁法在油、气勘探以及石油勘探领域具有重要的应用价值。
在大型油井勘查中，频率域航空电磁法可以提供油层厚度测量，以及层厚度高度变化区的清晰及规律性的储量估计；可以高效识别泥质层的特征，对油藏的垂直对流特性有比较明显的反映；对底部小构造及板块分布性较为清晰的表现能力比较出众；对诸如断层和褶皱的展布情况有比较清楚的反映。
在采收率分析方面，该方法可以获取发现油藏后某一区块的产量变化，也可以用于油水界面测量和垂直对流情况分析研究。
3 应用机制
频率域航空电磁法的应用机制主要分为两步：先由发射机发射出各种激发电磁波，四个频率的探头的接收，然后由接收机将几种激发频率的反射数据以原始形式输出。
随后，通过数据处理，采用特定高斯滤波系统筛选出航空电磁测量场各参量的信号，最后，对测量数据
进行mpel衰减校正，并在深度和时间空间进行调节和估算，构成频率
域电磁曲线。
4 结论
由以上分析可以看出，频率域航空电磁法的出现，给油气勘探提
供了一种新的测试理念及途径，它勘探的范围更广，测量的精度更高，由于发射机和探头的不同可对储层的深度进行多次测量，弥补传统方
法在深度上的薄弱，故后期研究者们有必要进一步探究其应用，提高
其在油气勘探中的应用效率。
