航磁总场梯度测量仪器与校正方法研究

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1、分类号：TH763单位代码：10183研究生学号：2015554011密级：公开吉林大学硕士学位论文（专业学位）航磁总场梯度测量仪器与校正方法研究ResearchonMeasuringInstrumentsandCorrectionofAeromagneticTotalFieldGradient作者姓名：李林专业：电气工程研究方向：磁场测量与校正指导教师：随阳轶教授培养单位：仪器科学与电气工程学院2018年5月——————————————————————————————————航磁总场梯度测量仪器与校正方法研究——————————————————————————————————Resea

2、rchonMeasuringInstrumentsandCorrectionofAeromagneticTotalFieldGradient作者姓名：李林专业名称：电气工程指导教师：随阳轶教授学位类别：工程硕士答辩日期：2018年05月27日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果

3、。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。

4、论文级别：硕士□博士学科专业：电气工程论文题目：航磁总场梯度测量仪器与校正方法研究作者签名：指导教师签名：年月日作者联系地址（邮编）：作者联系电话：18843107724摘要航磁总场梯度测量仪器与校正方法研究航磁是通过飞行器搭载磁测仪器，进行探测的一种方式，具有工作效率高、覆盖面积广等优点，一直受到磁测工作者的重视。航磁主要分为磁总场测量和总场梯度测量，磁总场梯度测量较总场测量而言，在空间分辨率中有较明显优势，即具有更强的分辨复杂磁异常的能力，可以快速地对浅部异常进行现场推断。另外测量磁总场梯度，对磁梯度张量研究也具有一定的意义。因此，本文主要研究总场梯度的测量仪器，以及总场垂向梯度的

5、校正方法。（1）仪器研究包括Overhauser磁力仪各种性能指标的验证，主要针对其采样率、转向差和GPS的有无对测量值影响的实验。得出的结论有：采样率设置为1Hz进行测量时，噪声小，数据质量高；无死锁问题，但有方向差；GPS距离大于28cm时，对探头无影响。针对现有磁通门梯度计数据采集器的缺点，研制出一套采集系统，整个系统主要分为机械部分、电气部分和软件控制部分。机械部分利用SiemensUG软件设计机箱及模块几何尺寸，并采用无磁性铝合金材料完成机箱加工制作；电气部分：采用模块化思想，主要分为主控模块、数据采集模块、上位机模块、供电模块四个部分；软件控制部分分为：采集卡控制、数据采集、

6、数据传输、人机交互和数据保存五个部分，整个采集系统轻便，磁干扰非常小，特别适合航空应用。（2）根据航磁探测中，梯度计在飞行过程中发生的姿态变化情况，提出一种垂向梯度的校正方法。其基本思路为：将磁偶极子作为磁性异常，仿真飞行器在测区飞行时，梯度计高度和倾斜角度的变化，获得仿真梯度数据。对仿真梯度数据按所提方法进行校正，得到校正后的垂向梯度值与理想情况基本一致，校正前后改善比达到30.5，验证了算法的可行性。（3）为验证校正方法及磁通门梯度计采集系统的性能，开展了多次野外实验。首先在地面利用无磁小车进行Overhauser总场梯度计姿态倾斜的测量实验，根据所提出的校正算法进行校正，得到校正前

7、后梯度数据改善比为1.12；其次在内蒙四子王旗开展了直升机吊载Overhauser总场梯度计的探测实验，通过对比总场异常与校正后总场梯度异常，再次证明了本校正方法的可行性。为了验证磁通门梯度计系统的实用性，进行了六旋翼无人机载的探测实验，对磁通门的标度因子误差、非正交I误差、零偏误差进行分析建模，并运用椭球拟合的方法，进行校正。校正后的测线垂向梯度数据，能探测出磁性异常的分布情况，证明了所研制的采集系统的有效性。本文所完成的研究工作