磁总场异常垂直梯度三维相关成像

本文提出了磁总场异常垂直梯度三维相关成像方法,用于成像地下等效磁源分布.它首先将地下待成像空间划分为三维规则网格,然后直接计算每个网格节点磁偶极子在观测面理论磁总场异常垂直梯度与实测磁总场异常垂直梯度的互相关,其相关系数值表征等效磁偶极子分布(即磁偶极子发生的概率).理论长方体组合模型数据和实际某矿区磁测资料试验结果表明本文方法计算得到的相关系数值能基本反映地下的磁源分布,且分辨率明显高于磁总场异常三维相关成像的分辨率,也高于基于熵滤波分离异常的磁总场异常三维相关成像的分辨率.

磁总场梯度数据三维反演方法及应用

磁总场三方位梯度数据相对于总场数据包含更丰富的异常信息,将梯度数据应用于三维磁化率反演中,可以更准确地描述异常体。本文采用最小模型结构反演方法进行三维磁化率反演成像,并采用对数障碍法对磁化率的反演取值范围进行约束。通过模型试验,对磁总场异常数据及其三轴梯度数据进行单独反演、联合反演,结果表明三轴梯度联合反演结果可以更好地刻画异常体形态,更有效地分辨邻近异常体,反演物性更合乎实际。将此反演技术应用于大冶铁矿高精度航磁数据反演解释,取得了较好的应用效果。

基于SQUID三轴磁强计求取高精度磁总场研究

根据航空超导全张量磁梯度系统中高精度磁总场需求,文中针对基于高灵敏低温超导量子干涉器件(LTS-SQUID)构建的三轴磁强计建立了校正模型,以校正其存在的零偏误差、比例因子误差与非正交误差。同时就SQUID重置后零偏偏大导致的算法寻优困难问题,提出零偏预校正方案,并在预校正基础上用自适应遗传算法对校正参数进行求解。此外,通过校正模型的正演研究了解了总场误差的分布情况,于反演仿真中,可将正演数据的总场误差校正至0.02 nT附近,其中预校正方案实现了零偏初步定位。在安静均匀地球磁场下进行了SQUID三轴求总场实验,将光泵磁力仪采集的数据视为理想总场。实验结果表明,经校正后的三轴实验数据合成的总场与光泵输出的标准差能达到0.2 nT量级以下。

延拓转换滤波算法在航磁垂直梯度转换总场的特征分析研究

实测梯度场相比于总场来说包含的低频信息较少,也就是说实测航磁梯度数据转换得到的总场数据和实测总场数据相比,损失了部分低频信息,为此本文提出了一种延拓转换滤波算法,目的是将实测总场数据的低频信息滤除掉一部分,使得其与航磁梯度数据转换得到的总场数据更好地对比,以讨论在不方便架设日变站区域单独开展航磁梯度测量的可行性。本文设计了简单模型、有背景场以及加入随机噪声的复杂模型进行转换效果分析,模型分析表明该算法的应用效果是和向上延拓高度的选择有很大关系的,背景场的磁化强度的大小也影响着延拓高度的选择,在背景场的磁化强度较小时,延拓高度选择背景场所在埋藏深度即可;较大时,则延拓高度越高越能达到理想的效果。将模型分析结论应用于实测数据的分析,通过延拓转换滤波算法获得的总场数据与航磁垂直梯度转换获得的总场数据对比效果较好。

航磁全轴总场梯度系统补偿算法研究

航空磁法勘探是一种高效、便捷的地球物理勘探方法。使用多个光泵磁力仪实现全轴梯度测量是航空磁法勘探中的一种重要手段。该文针对无人机飞行平台设计了一种航磁全轴总场梯度测量系统,并提出使用前馈网络的方法来实现航磁数据的补偿。系统通过4个光泵磁力仪获得全轴总场梯度数据,经过前馈网络实现数据补偿后,全轴总场梯度数据补偿质量的提升比分别为15.2,4.7和5.9,数据峰值信噪比的提升分别为17.1 d B,6.5 d B和6.5 d B,交叉标定系数表明前馈网络具有很好的泛化性能。实验结果验证了该文采用的全轴梯度系统和数据补偿方法的正确性和有效性,能够有效地应用于高精度航磁勘探领域。

磁总场梯度方法探测废弃炸弹

为了探测二战时遗留的地下废弃炸弹,我们开展了磁总场梯度探测模拟实验.在此基础上探讨一些确定磁性体位置和范围的数据处理技术,如自适应化极、垂直二阶导数、三维解析信号及欧拉反褶积反演计算等.将这套数据采集的方法、数据处理的方法运用到实际的废弃炸弹探测中去,取得了一定的效果.研究表明:梯度磁测对于探测地表浅而小的磁性体效果较好、速度快,其数据采取自适应化极方法、垂直二阶导数的方法基本能够确定废弃炸弹的位置及个数,同时采用三维解析信号的数据处理方法能够确定废弃炸弹的方向,采用欧拉反褶积的方法能够确定废弃炸弹的埋藏深度.

航磁垂直梯度调整ΔT水平方法研究

使用中国自主研发、具有完全自主知识产权的航磁全轴梯度勘查系统首次试飞获得的资料,利用航磁垂直梯度数据进行ΔT水平调整研究,讨论了航磁及航磁梯度资料水平调整的原则,提出梯度资料长波水平的调平方法.对经长波水平调整后的垂直梯度数据进行位场转换,获得不受地磁场随时间变化影响的磁异常,并通过恢复磁异常的长波信息,实现了ΔT的水平调整和增强.实际资料处理表明调平过程具有物理意义、效果明显.

地面磁梯度测量在勘查地下污水管道中的应用

利用在辽宁某地区实测的垂直磁梯度数据,采用欧拉反褶积方法对地下异常情况进行处理和解释。正演研究表明,理论计算获得的磁梯度比实测磁总场的灵敏度高,结合磁梯度数据和欧拉反演方法可以进行较为复杂地形的解释。通过将计算获得的磁梯度异常与实测磁梯度异常对比,后者对地质体的分辨率更高。对地面垂直磁梯度数据进行反演,结果表明:该方法能够准确地确定地下污水管道的边界和埋深。

低纬度磁异常化极的伪倾角方法改进

基于改造化极因子的低磁纬度频率域化极方法具有计算速度快、控制参数少、操作简单、化极稳定等优点.本文分析压制因子法和伪倾角法的化极因子特征及其控制参数的影响,在此基础上改进伪倾角法的化极因子,即在磁偏角垂直方向及附近采用伪倾角法化极因子,而在其他方向采用常规频率域化极因子.改进后的伪倾角法既能有效压制磁偏角垂直方向及附近化极因子的放大作用,使得化极稳定,又能减少其他方向有效信号的化极特征的损失,提高化极精度.理论模型数据试验表明本文改进方法有效.利用本文改进方法对南海海域磁总场异常数据进行了变磁倾角化极,得到南海海域化极磁异常,这为研究南海大地构造特征和岩浆活动提供重要的参考资料.

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,主要因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、广州海洋地质调查局“海洋四号”船在南海北部东沙海域的海上试验、对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。

航空三维磁梯度测量方案研究

本文概略介绍了航空三维磁梯度测量的发展现状,指出了实施航空三维磁梯度测量所应着力解决的几个问题,包括基本装置及其计算方法、探头一致性、探头姿态以及固定翼磁补偿问题等,并针对当前状况提出了用于大比例尺或中-大比例尺航空三维磁梯度测量的具体方案,大胆引入了正四面体测量装置,并将陀螺仪数据同步至原航测数据之中,既可大幅度提高测量精度及数据稳定性,同时可解决同点三梯度的数值计算问题,对后续数据处理、成图、解释均具有重要意义。

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.

强剩磁条件下磁性目标三维正则化聚焦反演方法

针对强剩磁条件下铁磁物质反演中存在磁化方向发生改变的问题,提出了强剩磁条件下磁性目标三维正则化聚焦反演方法。对于孤立磁源,首先估计其磁化方向,然后利用磁化方向估计值对磁性体进行反演;对于多目标磁源,利用弱敏感于磁化方向的磁总场模量数据进行反演。在迭代过程中,通过深度加权矩阵和最小支撑矩阵对经典Tikhonov正则化框架下的反演模型进行约束并得到目标函数,有效解决了反演解的多解性问题。对目标函数进行迭代奇异值分解,根据无偏风险估计准则自适应地确定正则化参数,实现了迭代过程的自动化。仿真和实验结果表明:在强剩磁条件下,该方法能够准确还原磁性异常体的轮廓形态,具有较好的模型分辨率。

磁法勘探在长春某小区城市病害埋藏物勘察中的应用

磁法勘探作为一种成熟的物探手段,在地质找矿和城市物探等领域都得到了广泛应用,并取得了良好的效果。该文介绍了利用磁法勘探对长春某小区疑似埋藏废弃炸弹进行勘察的实例,总场和梯度测量确定了异常体的存在和大致位置,三维磁法反演结果查明了磁性异常体的埋藏位置、埋深和体量等信息。后经现场开挖验证了磁法勘探结果的准确性,成功排除了该区域工程建设中的安全隐患。实践表明,磁法勘探具有操作简单、效果显著、三维反演结果立体直观等特点,值得推广应用。