拖曳式海洋三分量磁力梯度仪的数据处理方法与应用

拖曳式海洋三分量磁力梯度仪能够同时获得地磁三分量和磁力梯度数据,与传统的拖曳式总场磁力仪相比具有降低船磁干扰和抵抗地磁日变影响等优点,也存在灵敏度误差、零点偏移误差、正交性误差和位置误差等校准处理的难点。在实际航次中用拖曳式海洋三分量磁力梯度仪实测得到一条剖面数据,经校准后与G880磁力仪重复线测量的地磁总场数据进行外符合精度评价,表明其具有较高的稳定性和可靠性。根据三分量磁力梯度数据计算得到其张量不变量以及磁边界走向图,并结合欧拉反褶积计算,对测线上的磁源体进行了有效识别和解释。结果显示拖曳式海洋三分量磁力梯度仪能够有效获得地磁总场、分量及梯度等多参量信息,可为海洋地磁场测量提供更有效的技术手段。

航空磁力梯度张量测量——航空磁测技术的最新进展

评介了澳大利亚BHP比利顿矿产勘查公司和矿产发现技术公司的航空矢量磁测,美国地质调查所研制的地面张量磁梯度仪(用磁通门磁力仪),德国耶拿物理学高技术研究所的航空全张量磁力梯度仪系统(用LTS—SQUID),美国橡树岭国家实验室和特瑞斯坦技术公司(Tristan Technologies,Inc．)研究和开发的航空全张量磁力梯度仪系统(用HTS—SQUID),澳大利亚联邦科学工业研究组织(CSIRO)正在研制的航空张量磁梯度仪GETMAG和MAGSAFE(用HTS—SQUID),后者由CSIRO和澳大利亚国防科学与技术组织(DSTO)共同研制。提出了关于研究和开发我国航空磁测技术的建议．

磁力梯度张量测量及应用

随着超高灵敏度和高精度的超导量子干涉磁力仪(SQUID)技术的突破,世界上多个国家正在积极研究磁力梯度张量测量系统。张量技术在资源勘探、军事、环境等领域有重要应用价值,磁力梯度张量具有良好的数学性质,受磁化方向影响小,其特征根和不变量能更好地反演场源参数(方位、磁矩等)并对场源进行定位、追踪;当前磁力梯度张量测量系统开发技术领先的主要有德国的LTS-SQUID全张量磁力梯度测量系统,美国的HTS-SQUID全张量磁力梯度测量系统及澳大利亚的GETMAG磁力梯度张量测量系统;目前,磁力梯度张量技术已广泛应用于军事方面的场源实时定位跟踪、环境方面的UXO及其他铁磁性物质的探测、资源勘探方面的场源细微结构走向的识别等。这些应用均取得了比以前磁力标量测量更好的效果,磁力梯度张量技术正成为磁力勘探中一个新热点。

基于三端式磁通门技术的磁力梯度仪

针对普通磁力仪测量磁场的梯度存在受背景磁场的影响大,从而导致测量精度低的问题,采用三端式磁通门技术和双探头的结构型式,试制1种三端式磁通门磁力梯度仪,其对背景磁场和磁强梯度均实现闭环测量.试验数据表明,背景磁场的干扰得到有效的消除,从而提高测量精度,且电路的稳定性能良好.

海洋磁力梯度测量中船磁影响的精确校正方法

地磁日变和船磁是影响海洋磁力梯度测量的两个主要误差源,通过分析地磁日变和船磁的影响规律,研究了船磁影响的精确校正方法。仿真试验表明,提出的方法可以有效地消除船磁的影响,进而重构得到地磁总场和地磁日变值。

利用海洋磁力梯度数据重建总场的方法研究

通过分析影响磁力梯度仪的4大误差因素,认为地质信号主要分布在低频率段里,时变信号主要出现在中间频率段里,系统噪音主要出现在高频率段里,据此推断算法相应的定性行为。用正交相关函数法,计算了主从传感器之间的LAG值的范围。利用TVSA剖面积分法用于重建总场的研究,并把研究方法直接应用到了海上磁力梯度测线的重建总场中,恢复的结果显示方法是可行的。

G-880G海洋磁力梯度仪的改装与使用

将海洋磁力梯度仪用于海洋磁力总场测量是常见的实际需求,以G-880G海洋磁力梯度仪为例,分析了其结构及电流、电压情况,提出了一种将G-880G海洋磁力梯度仪改装用于地磁总场测量的方案,并论证了其可行性。

海洋磁力梯度测量技术在水合物勘探中的应用

在天然气水合物勘探中,海底的泥底辟和泥火山构造是重要的研究对象.在高分辨率地震剖面解释中,直接识别泥底辟构造存在一定困难,主要表现为泥底辟构造和火成岩侵入体在形态上十分相似,容易造成解释的多解性.本文就目前天然气水合物调查中存在的这些特殊技术问题,通过对海上高精度磁力测量技术方法研究,在南海北部东沙海域的海上试验,试验结果的系统研究分析以及磁测和地震剖面两种手段的综合解释,成功地尝试了用高精度海洋磁测成果中的磁力总场和梯度变化特征来识别水合物勘探中高分辨率地震剖面上的泥底辟构造真伪的技术方法.

基于磁力梯度全张量特征值的均衡边界识别方法

目前广泛采用的重磁梯度全张量数据具有高精度、高分辨率、多参量的优点,成为近年来位场数据处理与解释的研究热点。基于磁力梯度全张量的最大特征值,提出一种新的均衡边界识别方法,可有效提高边界识别的精度和稳定性。模型试验验证了新方法不仅能够同时识别深、浅模型体的边界,而且具有较高的识别精度、一定的抗倾斜磁化能力以及较强的稳定性。最后,将其应用于中国北部某地区由实测航磁三分量数据转换的梯度全张量数据,获得了较清晰的边界信息,验证了方法的实用性。

理论模型分析卡尔曼滤波在航空全张量磁力梯度测量中的应用效果

航空全张量磁力梯度测量数据中包含非常复杂的运动噪声,在频谱图中从低频至高频均有分布,并以白噪声为主,如何有效压制运动噪声是一个较大的挑战。传统的数字滤波只能滤除指定频段的噪声,对于混叠在全张量磁力梯度有用信号中的噪声不能有效分离。鉴于卡尔曼滤波是一种快速、高效和实时的最优估计方法,笔者将其应用到航空全张量磁力梯度数据处理中,搭建合理的状态方程和观测方程,通过模型实验验证了方法的有效性,结果显示全区噪声衰减因子优于0.92,即能够去除92%以上噪声成分,全区均方误差优于10 pT/m,可应用于航空全张量磁力梯度数据实时处理。

利用小波探测海洋磁力梯度高频弱磁扰动

介绍了海洋磁力梯度测量原理及其小波特征,提出了利用小波分析提取海洋磁力测量信号中高频弱磁扰动的探测方法。实验数据处理结果表明,利用小波分析可以有效提取海洋磁力梯度数据中的高频弱磁扰动特征,甚至在高频弱磁扰动量级很小时也能取得一定效果。

高梯度磁力分离在设备磨损监测诊断中的应用

从高梯度磁力分离的理论基础入手，根据机械设备发生磨损时产物──磨粒的形态与磁性特点，首次较完整地提出了将高磁力分离技术应用于设备磨损监测和故障诊断中的思想方法，并在此基础上开发研制了油液磨粒监测仪ＷＰＭ。

基于双压电悬臂梁的交变梯度磁力计

针对机械和环境扰动对交变梯度磁力计精密测量的影响,文中开发了一种抵抗强振动干扰的采用双压电悬臂梁结构的交变梯度磁力计。通过施加一定频率及振幅的外部激励对双压电悬臂梁结构的抗干扰能力进行测试,结果显示,当外部激励振幅为12μm、以165 Hz的频率(共振频率)平行于压电双晶片振动方向施加时,双压电悬臂梁与单压电悬臂梁相比,输出电压的相对标准误差降低了53.16%,这表明双压电悬臂梁结构能有效减少机械以及环境扰动的干扰。研制的交变梯度磁力计在强振动环境中的材料磁特性评估方面具有一定的应用前景。

磁力垂直梯度异常的自动解释方法

航空磁力垂直梯度测量的优点主要是对相距很近的地质体有较好的分辨力以及对地磁场区域梯度和日变效应的固有消除.它对近地表源比对较深的异常源更为灵敏,因此,大部分垂直梯度图都是用作地质填图的定性辅助手段. 文中介绍由岩脉或倾斜地质接触面引起的磁力垂直梯度异常的直接解.并以魏尔纳反褶积的形式对实测垂直梯度数据进行自动解释.方法不需要最初的参数估算,只要求对激励体几何形状的最小假设值.倾斜岩脉和接触面是两种极通用的模型。

井中三分量磁测的梯度张量欧拉反褶积及应用

2006年The Leading Edge第一期详细介绍了磁力梯度张量的理论、仪器与野外试验结果,磁力梯度张量技术已成为磁力勘探新的热点之一。笔者介绍了磁力梯度张量的概念及优点;利用频率域与空间域方法把井中三分量磁测资料换算磁力梯度张量;根据联合反演原理与欧拉反褶积方法,推导了磁力梯度张量的联合反演方程,该方程通过权函数矩阵可以灵活对一个或多个分量反演,比文献[14]方法更具普遍性。理论模型结果表明,磁力梯度张量反演方法对井底异常的定位准确,对于3D模型,一口钻井的资料也能较好确定空间位置。将该方法用于湖北大冶铁矿18-2井三分量磁测资料的解释,得出磁力梯度张量的欧拉解集中在100～180 m与500～550 m两个深度,与钻探结果十分吻合。该结果证实了地质上关于铁矿体分布具两个台阶的推论,对大冶铁矿的深部找矿具有实际意义。

重力和磁力勘探进入新时期

评论了航空重力测量和航空磁测观测技术,认为重力和磁力勘探进入一个新时期的标志是:航空矢量磁测、全张量磁力梯度测量、航空重力测量、重力梯度测量和无人飞行器地球物理探测。

量子磁力仪再评说

在本文中再一次评述了四种量子磁力仪的基本原理、研究和开发方面的进展。四种量子磁力仪包括核子旋进磁力仪(质子磁力仪)、光泵磁力仪、超导磁力仪(SQUID)、SERF原子磁力仪。对于地球物理应用来说,德国、加拿大和其它国家的科学家研制成功的全张量航空磁力梯度仪JESSY STAR,是最重要的一项技术突破。美国Seltzer S J和Romalis M V研制的无屏蔽SERF原子磁力仪具有构制另一种类型的全张量航空磁力梯度仪的潜力,如果实现,它将是磁力勘探另一项重要的技术突破。

基于梯度数据的远海日变处理方法

岸台日变站控制范围有限,海底日变站布放和回收困难、安全无法保证,远海区开展磁力测量面临着日变改正的技术瓶颈。研究海洋磁力梯度测量原理及梯度数据特点,首次提出同步测点的概念,建立了一套严密计算模型,可为每条测线重构日变改正。