固定翼航空電磁系統接收吊艙擺動角度的校正方法
2023-09-13 15:27:10
固定翼航空電磁系統接收吊艙擺動角度的校正方法
【專利摘要】本發明涉及一種固定翼航空電磁系統接收吊艙擺動角度的校正方法，是針對固定翼航空電磁系統吊艙擺動對反演結果影響的問題，首先通過未校正的感應電動勢與測量感應電動勢數據間擬合誤差判斷校正的必要性，其次先後對同向擺動角度和垂向擺動角度進行調整，得到校正角度，並求出響應係數，對測量數據除以該係數完成校正，用校正前後數據反演感應電動勢擬合誤差確定最終校正結果。本發明是直接利用測量數據感應電動勢進行校正，不必將感應電動勢轉化為磁場。經試驗，本方法對固定翼航空電磁系統感應電動勢數據的校正精度高，提高了反演結果的準確性。按本發明無論吊艙擺動角度為多少，均可以進行校正，且校正結果是精確的。
【專利說明】固定翼航空電磁系統接收吊艙擺動角度的校正方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種帶吊艙擺動角度校正的固定翼航空電磁反演方法，屬於時間域航空電磁資料處理方法。
【背景技術】
[0002]時間域航空電磁法是一種基於機載方式，快速、高效的地球物理探測方法，廣泛用於油氣探測、礦體勘察和地下水普查等方面。但是航空電磁系統在飛行探測過程中，由於飛機姿態、速度等原因，會引起吊艙擺動，導致吊艙的幾何位置發生改變，即系統發射-接收線圈的水平距離與垂直距離發生改變，影響觀測數據的一致性，導致測量數據與系統平穩飛行時存在較大偏差。若利用該數據進行反演解釋，會產生錯誤的反演結果。因此需要對航空電磁系統吊艙擺動給測量數據帶來的誤差進行校正，即將不同吊艙擺動狀態的數據資料校正為系統平穩飛行時的數據。校正後的數據在反演解釋時，降低了由於吊艙擺動造成的假異常。
[0003]固定翼航空電磁系統具有探測深度深、工作效率高等特點。但與直升機航空電磁資料的吊艙擺動狀態校正相比，固定翼航空電磁數據吊艙擺動狀態的校正更為複雜。由於直升機航空電磁系統發射線圈與接收線圈固定在同一支架上，在實際飛行過程中，發射線圈與接收線圈的姿態角度相同，且其相對位置不變，而固定翼時間域航空電磁系統採用偶極-偶極方式，發射線圈架設於飛機四周，接收吊艙以吊繩連接，懸掛在飛機後下方。在實際飛行過程中吊艙擺動，使得發射-接收相對位置也發生變化。
[0004]CN101710187公開了「一種時間域航空電磁高度校正方法」該方法利用x、z兩個分量的感生電動勢數據聯合計算一種等效均勻半空間電阻率序列，再按等效均勻半空間電阻率為均勻半空間模型的電阻率參數值，在校正高度下正演計算均勻半空間模型的各瞬時感生電動勢響應數據，得到校正結果。是利用等效均勻半空間電阻率值實現時間域航空電磁系統觀測感生電動勢，數據高度校正的方法，但並未涉及吊艙擺動角度的校正。
[0005]Davis (Pendulum motion in airborne HEM systems.ExplorationGeophysics, 2006)利用視頻信息及GPS信息，給出了直升機航空電磁系統高度隨吊艙擺動變化的解析表達式和吊艙擺動校正的濾波算法。雖然直升機頻率域航空電磁系統發射-接收線圈分離，但其偶極距約為飛機飛行高度的1/4，可以將發射、接收偶極近似為重疊偶極，消除了大地電性參數對響應係數的影響，而固定翼時間域航空電磁系統校正量與地下介質的電導率構造之間有著複雜的函數關係，到目前為止，尚未見固定翼航空電磁數據吊艙擺動狀態校正方法的報導。
【發明內容】
[0006]本發明目的在於提供一種快速，簡單，準確的時間域航空電磁系統帶吊艙擺動角度校正的方法。該方法針對固定翼航空電磁系統吊艙擺動對反演結果影響的問題，首先通過未校正反演模型的感應電動勢與測量感應電動勢數據間擬合誤差判斷校正的必要性，其次先後對同向擺動角度和垂向擺動角度進行調整，得到校正角度，並求出響應係數，對測量數據除以該係數完成校正，並利用校正前後數據反演模型感應電動勢擬合誤差，確定最終校正結果。
[0007]固定翼航空電磁系統吊艙擺動角度的校正方法，包括以下步驟:
[0008]a、錄入航空電磁數據；
[0009]b、Occam 反演；
[0010]C、擬合誤差達到指定精度，否，進行下一步；
[0011]d、調整吊艙同向擺動角度，並對測量數據校正；
[0012]e、判斷擬合誤差，達到最小值，否，返回到上一步；
[0013]f、輸出同向擺動角度；
[0014]g、調整吊艙垂向擺動角度，並對測量數據校正；
[0015]h、判斷擬合誤差，達到最小值，否，返回到上一步；
[0016]1、是，輸出結果。
[0017]首先，錄入航空電磁數據，通過Occam反演,得到未校正的地下介質分布情況。
[0018]設系統在平穩狀態下飛行，對測量感應電動勢數據進行Occam反演，得到測區未校正的地下介質電導率分布情況σ = [ σ η σ2,..., o J。
[0019]其次，判斷未校正的反演模型感應電動勢與測量感應電動勢數據的擬合誤差是否達到設定精度。
[0020]根據得到的未修正反演結果模型，計算其感應電動勢(V')為:
[0021]
【權利要求】
1.一種固定翼航空電磁系統吊艙擺動角度的校正方法，包括以下步驟: a、錄入航空電磁數據； b、Occam反演； C、擬合誤差達到指定精度，否，進行下一步； d、調整吊艙同向擺動角度，並對測量數據校正； e、判斷擬合誤差，達到最小值，否，返回到上一步； f、輸出同向擺動角度； g、調整吊艙垂向擺動角度，並對測量數據校正； h、判斷擬合誤差，達到最小值，否，返回到上一步； 1、是，輸出結果。
2.按照權利要求1所述的固定翼航空電磁系統吊艙擺動角度的校正方法，其特徵在於，步驟a所述的航空電磁數據包括飛行測量過程中接收線圈測得的感應電壓及雷達高度計測得的高度信息。
【文檔編號】G01V3/38GK103675927SQ201310711811
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月20日 優先權日:2013年12月20日
【發明者】王 琦, 朱凱光, 林君, 於生寶, 李冰冰, 程宇琦, 謝斌, 王凌群 申請人:吉林大學