航磁异常探测数据采集及仿真技术研究

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1、工学硕士学位论文航磁异常探测数据采集及仿真技术研究RESEARCHONKEYTECHNOLOGYOFDATAACQUISITIONANDSIMULATIONFORAEROMAGNETICDETECTION陈方舟哈尔滨工业大学2016年6月中图分类号：TP391.4学校代码：10213UDC:004.9密级：公开工学硕士学位论文航磁异常探测数据采集及仿真技术研究硕士研究生：陈方舟导师：韩琦副教授申请学位：工学硕士学科、专业：计算机科学与技术所在单位：计算机科学与技术学院答辩日期：2016年6月26日授予学

2、位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex：TP391.41U.D.C.:004.93ADissertationfortheDegreeofM.Eng.RESEARCHONKEYTECHNOLOGYOFDATAACQUISITIONANDSIMULATIONFORAEROMAGNETICDETECTIONCandidate：ChenFangzhouSupervisor：A.P.HanQiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：

3、ComputerScienceandTechnologyAffiliation：SchoolofComputerScienceandTechnologyDateofOralExamination：June26th,2016University：HarbinInstituteofTechnology：哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要航磁异常探测属于航空磁探测的分支，是一种基于航空平台进行磁测量的手段，在地球物理中研究地址构造，矿物勘探，磁场图绘制中有着广泛的应用。航磁异常探测首先需要进行航磁补偿，其目的

4、是消除飞机平台自身由于姿态，航向等因素所产生的干扰场，并获得飞机探头处的地磁场数据。在航磁补偿过程中，若采集得到的信号中有明显的起伏，则可以将其认定为航磁异常。本文以采集航磁补偿中必要数据为目的，研究了如何进行数据采集，对于数据如何基于处理，并基于这些成果研制出了PXI架构上的航磁数据采集系统。最后给出了一套地面半实物仿真系统，可用于检测数据采集系统的可用性及性能指标，为真正的航磁异常探测提供了可靠的保障。本文的主要工作和成果包括：首先，本文对比了频率计数从60年代至今的各种方法之间的优劣，结合航磁频率

5、数据的特点，给出了一种基于时间戳连续计数并改进的方法，通过这种方式，能够增加测量的精度，同时为后期其他数据的同步采集做好准备；第二，提出了对采集的原始数据进行预处理方法。数据采集系统采集的数据中包含着各种噪声，真正对于最终软补偿算法有意义的信号频带都在低频段。为了能够尽可能消除噪声的影响以及由于测量误差造成的影响，研究了低通滤波器和卡尔曼滤波器，以尽可能提高数据预处理的精度；最后，基于PXI总线，通过同步触发，完整的实现了包含频率计数和电压采集的航磁数据采集系统，并且提出了在地面上的一种半实物仿真方式，

6、可以验证数据采集系统能否正常工作。最终通过在仿真平台上的多次实验可以证明，在航磁数据采集系统中移植入软补偿算法后，能够检测出航磁异常信号，并且最终的信号能够以可视化界面的形式呈现。关键词：航磁异常探测；航磁地面仿真；数据预处理；航磁数据采集I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractAeromagneticanomalydetectionisabranchoftheaeromagneticdetectionwhichisakindofbasedonaerialplatformformagneticm

7、easurementmeans.Ingeophysicalstudiesaddressstructure,mineralexploration,magneticfieldmapping,ithasawideapplication.TomakeAeromagneticdetectionfeasible,itisnecessarytocarryoutthemagneticcompensation,whichaimstoeliminatetheinterferencecausedbytheattitudean

8、dcourseoftheaircraftplatformitself.Duringthecourseofmagneticcompensation,ifthereisasignificantfluctuationinthesignalcollected,itcouldberecognizedasamagneticanomaly.Inthispaper,westudyhowtocollectdata,howtodealwiththedataan