專利名稱：一種提高三元件磁測精度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地球物理磁法勘查領(lǐng)域，具體涉及一種提高三分量磁測系統(tǒng)測量精度
的方法。
背景技術(shù)：
—個運動的物體，在其運動方向(軸向)的直角坐標(biāo)系中，沿三軸重合安裝三個重力(加速度)與三個磁場傳感器，通過觀測軸向重、磁三分量值，可將軸向坐標(biāo)系三分量磁場值轉(zhuǎn)換為垂向坐標(biāo)系的三分量磁場值，即獲得地磁場的兩個水平分量Hx、 Hy和一個垂直分量Hz。由此安裝上述六元件的運動物體的空間磁方位角與傾角的變化，可通過其地磁水平、垂直分量偏離正常值，來發(fā)現(xiàn)地磁局部異常的情況。所以軸向三分量重、磁觀測系統(tǒng)，可廣泛的應(yīng)用于礦產(chǎn)資源勘查、鉆探工程對鉆井的測斜、以鉆井為找礦通道進行深部找礦及飛行器的姿態(tài)測定與控制等領(lǐng)域。 在井中，應(yīng)用三個分量的磁測進行找礦，其優(yōu)點是在一個鉆井中，依據(jù)三個不同方
向的磁場規(guī)律，可對下半空間中的異常源(礦床)進行正確的定值。而垂直分量或總場磁
測所提供的信息量僅為三分量磁測的1/3-1/2，它需要多鉆井測量來定位。 對找礦而言，井中三分量磁測系統(tǒng)的精度，決定其找礦能力，它與找礦的空間范圍
有關(guān)外，還與找礦的礦種密切相關(guān)。大多數(shù)有色金屬、貴金屬、稀有金屬都與磁鐵、磁黃鐵礦
(礦物)存在共生的關(guān)系，通常具有中-弱的磁異常，如果井中三分量磁測系統(tǒng)精度足夠高
的話，則不僅找礦的空間范圍大，還能發(fā)現(xiàn)價值更高的很多礦種。 現(xiàn)有國內(nèi)外生產(chǎn)或研制的三分量磁測系統(tǒng)，它們的測磁精度一般在200-400nT范圍，精度偏低，只適宜尋找磁性較強的磁鐵礦礦種。

發(fā)明內(nèi)容
本申請人認為，井中三分量磁測系統(tǒng)的精度取決于如下兩點①系統(tǒng)的重磁測量精度；②磁場各分量由軸向系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為垂向系統(tǒng)過程中的轉(zhuǎn)換精度。其中，重磁測量精度由重、磁傳感器及電子線路的精度決定，轉(zhuǎn)換精度由六個重、磁傳感器相互間的垂直度和平行度所決定。由于井下探管內(nèi)空間狹小等原因，機械調(diào)節(jié)的精度不易提高。因此坐標(biāo)轉(zhuǎn)換誤差遠大于系統(tǒng)的觀測誤差。這正是現(xiàn)有國內(nèi)外生產(chǎn)的三分量磁測系統(tǒng)精度偏低的主要原因。
因此本發(fā)明提供一種可提高測磁儀器測量精度的換算方法，具體方法如下一種提高三元件磁測精度的方法，所述方法采用裝置包括分析儀器和探測儀器，其改進在于，高精度標(biāo)定儀器各元件的安裝偏差角并對出廠后的測量數(shù)據(jù)進行校正，內(nèi)容包括
A、在地面均勻磁場中，將探測儀器三個坐標(biāo)軸X、 Y、 Z分別水平指向磁東和磁西后測出各重磁分量的場值； B、 (1)用A測得的南北直立剖面中兩個重力分量與總重力之比的反余弦求取重力計各坐標(biāo)軸間的直角偏差值； (2)用A測得的磁南北直立剖面中兩個磁力分量與總磁場之比的反余弦求取磁力計各坐標(biāo)軸間的直角偏差； C、利用A中測出的重磁分量值，經(jīng)零直角偏差校正后，計算出磁場垂直分量和北 向水平分量，用水平分量指東和指西時磁場垂直分量之差與北向水平分量之和的比，求取 重磁坐標(biāo)系對應(yīng)三軸間的平行偏差值； D、將實際使用中測出的重力計與磁力計的各重磁分量值，在計算機上經(jīng)零直角偏 差和平行偏差校正后得出校正后的高精度重力值和磁力值。 本方法的另一優(yōu)選方式所述A中探測儀器測量重磁場的具體方法為
將x元件水平指西，y、z元件放置在南北直立剖面內(nèi)，測定y、z元件的重力值Gy、 Gz、磁場強度值Hy、 Hz ;水平旋轉(zhuǎn)x元件180° ，使其水平指東，測定y、 z元件的重力值Gy、 Gz、磁力值Hy、Hz ; 將y元件水平指西，x、z元件放置在南北直立剖面內(nèi)，測定x、z元件的重力值Gx、 Gz、磁力值Hx、Hz ;水平旋轉(zhuǎn)y元件180。，使其水平指東，測定x、z元件的重力值Gx、Gz、磁 力值Hx、Hz ; 將z元件水平指西，x、y元件放置在南北直立剖面內(nèi)，測定x、y元件的重力值Gx、 Gy、磁力值Hx、Hy ;水平旋轉(zhuǎn)z元件180° ，使其水平指東，測定x、y元件的重力值Gx、Gy、磁 力值Hx、Hy。 本方法的另一優(yōu)選方式所述B步驟中直角偏差值計算采用如下計算公式 (1)當(dāng)重力計和磁力計的X元件水平指向西或東時，Y、 Z元件 間的重力計直角偏差公式為 e gyz = Ji /2-arcC0S (Gy/GO) -arcCOS (Gz/GO)， 磁力計直角偏差公式為 e myz = Ji /2-arcC0S (Hy/HO) -arcCOS (Hz/HO)， (2)重力計和磁力計的Y元件水平指向西或東時，x、Z元件間的重力計直角偏差公 式為 e gxz = Ji /2-arcC0S (Gx/GO) -arcCOS (Gz/GO)，
磁力計直角偏差公式為 e mxz = Ji /2-arcC0S (Hx/HO) -arcCOS (Hz/HO)， (3)重力計和磁力計的Z元件水平指向西或東時，X、Y元件間的重力計直角偏差公 式為 e gxy = Ji /2-arcC0S (Gx/GO) -arcCOS (Gy/GO)，
磁力計直角偏差公式為 e mxy = ji /2-arcC0S (Hx/HO) -arcCOS (Hy/HO)。 本方法的另一優(yōu)選方式所述C步驟中重力計與磁力計的平行偏差角計算公式 為 S xy = [ (GxlHxO+GylHyO)(OX東)-(GxlHxO+GylHyO)(OX西)]/ [(GylHxO+GxlHyO)(OX東)+ (GylHxO+GxlHyO)(OX西)]; S zx = [(GzlHzO+GxlHxO)(OX東)-(GzlHzO+GxlHxO)(OX西)]/ [(GxlHzO+GzlHxO)(OX東)+ (GxlHzO+GzlHxO)(OX西)]; S yZ = [(GylHyO+GzlHzO) (OX東)-(GylHyO+GzlHzO) (OX西)]/
[(GzlHyO+GylHzO)(OX東)+ (GzlHyO+GylHzO)(OX西)]。
本方法的另一優(yōu)選方式所述D中經(jīng)零直角偏差校正后的重力三分量 Gzl = Gz : Gyl = Gy- e gyz Gz ; Gxl = Gx_ e gxy Gyl- e gxz Gz ; 經(jīng)零直角偏差校正后的磁三分量 HzO = Hz ; HyO = Hy_ e myz Hz ; HxO = Hx_ e mxy HyO- e mxz Hz ; 經(jīng)零直角偏差校正和零平行偏差校正后的重力三分量
GxO = Gx_ ( S xy+ e gxy) Gy+ ( S xz_ e gzx) Gz ;
GyO = S xy Gx+Gy_ ( S yz+ e gyz) Gz ;
GzO = - S yz Gx+ S yz Gy+Gz。 采用本發(fā)明所述方法，提高了儀器測量后結(jié)果的精度值，特別是對礦井斜測 定和井跡計算的精度，本方法鉆孔傾角測定精度可達0. 05-0. 1 ° ，方位測定精度可達 0.3-0.5° (井斜>6° );高邊、磁性工具面測定精度可達0.05。，井跡計算精度可達井深 的3/千，井中三分量磁力儀精度的提高，不僅可以擴大找礦范圍，還能發(fā)現(xiàn)價值更高的很 多中-弱磁性礦種。并為油氣田、煤田等的勘探提供高精度井斜測定手段。


圖1重力計、磁力計X元件水平指西時三元件狀態(tài)圖
圖2重力計、磁力計X元件水平指東時三元件狀態(tài)圖
圖3本方法偏差角計算流程圖
具體實施例方式
以下述具體方式為例，進一步說明本發(fā)明方法的實現(xiàn)步驟。 申請人:認為，井中三分量磁測系統(tǒng)的精度，取決于系統(tǒng)的測磁精度與軸向系統(tǒng)轉(zhuǎn) 為垂向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換精度，其中測磁精度由重、磁傳感器與電子電路的精度決定，轉(zhuǎn)換精度由 六個重、磁傳感器組成的兩個軸向坐標(biāo)系的三軸的直角偏差度與重、磁兩坐標(biāo)的重合偏差 度決定，由于下井探管空間的狹小，依靠機械調(diào)節(jié)的困難較大，因此，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換誤差，遠大于 系統(tǒng)的觀測誤差，現(xiàn)有國內(nèi)外生產(chǎn)的三分量磁測系統(tǒng)精度偏低的主要原因是坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的精 度差所造成的，本發(fā)明在下井探管中，由三個重力加速度計與三個磁敏元件組成軸向直角 坐標(biāo)系，通過觀測軸向坐標(biāo)系的重、磁三分量值，以提高軸向坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為垂向坐標(biāo)系三分 量磁場值的轉(zhuǎn)換精度，本方法所用探測器由分析儀器和探測儀器組成，所述分析儀器包括 計算機、分析軟件、分析主機，所述探測儀器包括抗壓管、減震器和由電源電路、數(shù)據(jù)傳輸電 路、單片機、A/D轉(zhuǎn)換電路、三塊重力計、三塊磁力計組成的探管，所述分析儀器和探測儀器 通過電纜連接，也可以應(yīng)用到本領(lǐng)域現(xiàn)有的利用重、磁探測的設(shè)備中，本方法將由探測器中 的三個重力計和三個磁力計所測定的12個數(shù)據(jù)輸入所編制的軟件，可得重、磁元件直角偏 差與重、磁坐標(biāo)系重合偏差，經(jīng)零偏差校正后，該低精度井中三分量磁測系統(tǒng)實測數(shù)據(jù)可提
6升為高精度三分量磁測數(shù)據(jù)。 如圖3所示，在一個磁場均勻的場所，對重磁儀器的重磁實際數(shù)據(jù)進行測量，這些 數(shù)據(jù)專用于計算各元件安裝角度偏差值。首先將探測器置于待測區(qū)域，調(diào)整三塊重力計和 三塊磁力計分別按三維坐標(biāo)x、y、z方向放置，測定12組重、磁數(shù)據(jù)，測定各組數(shù)據(jù)時各元件 放置狀態(tài)如下表所示
序號水平分量水平分量指向南北直立剖面內(nèi)分量
1、 7GX、 HX西重、磁Y、 Z
2、 8東3、 9GY、 HY西重、磁Z、 X
4、 10東5、 11GZ、 HZ西重、磁X、 Y
6、 12東
測定第1-6組和第7-12組數(shù)據(jù)時各元件放置狀態(tài)對應(yīng)相同。但第7-12組時，南 北直立剖面內(nèi)兩元件傾角改變，向水平磁北方向偏轉(zhuǎn)一定角度。其目的是為了檢驗測定、計 算偏差角的質(zhì)量。 如圖1、圖2所示，將x元件水平指西，y、 z元件放置在南北直立剖面內(nèi)，測定y、 z 元件的重力值Gy、 Gz、磁場強度值Hy、 Hz ;水平旋轉(zhuǎn)x元件180° ，使其水平指東，測定y、 z 元件的重力值Gy、Gz、磁力值Hy、Hz ; 將y元件水平指西，x、 z元件放置在南北直立剖面內(nèi)，測定x、 z元件的重力值Gx、 Gz、磁力值Hx、Hz ;水平旋轉(zhuǎn)y元件180。，使其水平指東，測定x、z元件的重力值Gx、Gz、磁 力值Hx、Hz ; 將z元件水平指西，x、y元件放置在南北直立剖面內(nèi)，測定x、y元件的重力值Gx、 Gy、磁力值Hx、Hy ;水平旋轉(zhuǎn)z元件180° ，使其水平指東，測定x、y元件的重力值Gx、Gy、磁 力值Hx、Hy。 執(zhí)行下列"零偏差"校正計算程序 將所測定的12個數(shù)據(jù)存入計算機所規(guī)定的地址，分別調(diào)用這12個數(shù)據(jù)計算重力 三元件和磁力三元件的直角度偏差。 第一步，計算重力計、磁力計三元件的直角度偏差其中Go為重力加速度值、Ho為 總磁場，可用地面高精度磁力儀測得。 當(dāng)重力計的X元件水平指向西時，Y、 Z元件間的重力計直角的直角度偏差值 e gyz、 e myz的偏差公式為 e gyz = Ji /2-arcC0S (Gy/G0) -arcC0S (Gz/Go)， 當(dāng)磁力計的X元件水平指向西時，Y、Z元件間的磁力計直角的直角度偏差值emyz的偏差公式為 e myz = Ji /2-arcCOS (Hy/H0) -arcCOS (Hz/Ho)， 再將重力計、磁力計的x元件水平指東，y、 z元件在南北直立剖面內(nèi)，分別重新測 定y、 z元件的重力值Gy、 Gz、磁場值Hy、 Hz，代入上式再次求得y、 z元件(x元件指東)的 直角度偏差egyz、 emyz。取兩次均值作為最終結(jié)果。 同理，將重力計和磁力計的y元件水平指西，x、 z元件在南北直立剖面內(nèi)，測定x、 z元件的重力值Gx、Gz、Hx、Hz，按照下式計算x、z元件(y元件指西)的直角度偏差e gxz、 ￡ mxz j e gxz = Ji /2-arcC0S (Gx/G0) -arcCOS (Gz/G0)， 磁力計直角值e mxz計算偏差公式為 e mxz = Ji /2-arcCOS (Hx/HO) -arcCOS (Hz/H0)， 步驟同上，將重力計、磁力計的y元件水平指東，x、z元件在南北直立剖面內(nèi)，重新 測定x、z元件的重力值Gx、Gz、Hx、Hz代入上式再次計算x、z元件(y元件指東)的直角度 偏差egXZ、 emxz。取兩次均值作為最終結(jié)果。 同樣地，將重力計、磁力計的z元件水平指西，x、y元件在南北直立剖面內(nèi)，測定x、 y元件的重力值Gx、Gy、Hx、Hy，按照下式計算x、y元件(z元件指西)的直角度偏差e gxy、 ￡ mxy ; e gxy = Ji /2-arcCOS (Gx/GO) -arcCOS (Gy/G0)，
磁力計直角偏差值e mxy計算偏差公式為
mxy = Ji /2-arcCOS (Hx/HO) -arcCOS (Hy/H0)， 步驟同上，將重力計、磁力計的z元件水平指東，x、y元件在南北直立剖面內(nèi)，重新 測定x、 y元件的重力值Gx、 Gy、 Hx、 Hy，代入上式再次計算x、 y元件(z元件指東)的直角 度偏差egxy、 emxy。取兩次均值作為最終結(jié)果。 經(jīng)過上述步驟后，還需要測定重力計與磁力計坐標(biāo)之間的平行偏差值，重力計、磁 力計坐標(biāo)系都有三個平面組成，即yoz、 xoz和xoy，在各平面內(nèi)分別測定重、磁元件重合的 偏差值Syz、 S XZ禾口 SXy。 第一步，當(dāng)x元件水平指西、東時，yoz平面處在磁南北直立面內(nèi)。 在該平面內(nèi)，兩重力元件Gyl、Gzl和兩磁力元件HyO、 HzO均進行了零偏差直角度
校正，但由于重、磁元件不重合，則通過下式 S yz = [ (GyHy+GzHz) (OX東)-(GyHy+GzHz) (OX西)]/
[ (GzHy+GyHz) (OX東)+ (GzHy+GyHz) (OX西)] 計算得出不重合的角度為SyZ。 第二步，當(dāng)y元件水平指西、東時，zox平面處在磁南北直立面內(nèi)。
同理，通過 S zx = [ (GzHz+GxHx) (OX東)-(GzHz+GxHx) (OX西)]/
[ (GxHz+GzHx) (OX東)+ (GxHz+GzHx) (OX西)];
計算得出不重合的角度為SZX。 第三步，當(dāng)z元件水平指西、東時，xoy平面處在磁南北直立面內(nèi)。
同理，通過
S xy = [ (GxHx+GyHy) (OX東)-(GxHx+GyHy) (OX西)]/
[ (GyHx+GxHy) (OX東)+ (GyHx+GxHy) (OX西)];
計算得出不重合的角度為SXy。 接著計算重力三元件和磁力三元件的零直角偏差校正值。 重力坐標(biāo)系0X1Y1Z1規(guī)定如下021軸與重力Z元件方向一致；重力Y、Z元件所決
定的平面為0Y1Z1平面。0X1、0Y1、0Z1三軸互相垂直。 將測得的Gx、 Gy、 Gz帶入下述公式 Gzl = Gz Gyl = Gy_ e gyzGz Gxl = Gx_ e gxyGyl- e gxzGz Gzl、 Gyl、 Gxl分別為重力三元件的零直角偏差校正值；e gyz、 e gxz、 e gxy為上 面計算出的重力計三元件的直角偏差值。磁坐標(biāo)系OXOYOZO規(guī)定如下0Z0軸與重力Z元件方向一致；重力Y、Z元件所決定
的平面為0Y0Z0平面。0X0、 0Y0、 0Z0三軸互相垂直。 同理將測得的Hx、 Hy、 Hz帶入下述公式 HzO = Hz HyO = Hy_ e myzHz HxO = Hx_ e mxyHyO- e mxzHz HzO 、 HzO 、 HzO分別為重力三元件的零偏差校正值；e myz、 e mzx、 e mxyy為前面算 出的磁力計三元件的直角偏差值。 利用上面算出的零直角偏差值代入下面的公式進行重合校正，重合校正是將重力 坐標(biāo)系中的三分量Gxl、Gyl、Gzl投影到磁坐標(biāo)系OXOYOZO上。因而只需對重力三元件進行 校正，即 Gxo = Gxl-S XyGyl+S zxGzl
Gyo = S xyGxl+Gyl-S yzGzl
Gzo = - S zxGxl+S yZGyl+Gzl 其中Gx 0、GyO、Gz 0為經(jīng)零直角偏差校正和零平行偏差校正后的、在磁坐標(biāo)系 OXOYOZO中的重力值，Gzl、Gyl、Gxl分別為前面算出的經(jīng)零直角偏差校正后的、在重力坐標(biāo) 系0X1Y1Z1中的重力值。 在實際使用中，經(jīng)過本方法校正后的重磁儀器，置于測量地測出實際重力計和磁 力計值上傳到計算機，在計算機內(nèi)利用校正后的重力計、磁力計各三個直角偏差值和三個 平行偏差值進行偏差計算校正，然后在顯示器上直接輸出校正過后的高精度數(shù)值，此高精 度數(shù)值即為最終結(jié)果。 在以后的使用或運輸中，如果系統(tǒng)遭受強烈振動或其它原因?qū)е略到y(tǒng)內(nèi)重、磁 元件方向發(fā)生變化，只需重新測定步驟A的12個重、磁數(shù)據(jù)，再經(jīng)過上述公式計算，仍可獲 得高精度三分量磁測的結(jié)果。 最后應(yīng)當(dāng)說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡 管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員英當(dāng)理解依然 可以對本發(fā)明的具體實施方式
進行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。 本方法中重力計、磁力計偏差角部分計算機程序如下 Private Sub Form—Load () Dim Ain(7， 12)As Single, Aout (24， 12) As Single Dim I As Integer, J As Integer, N As Integer,M As Integer Dim CHXY As Single, CHYZ As Single, CHZX As Single,_ CGXY As Single, CGYZ As Single, CGZX As Single,_ CHGXY As Single, CHGYZ As Single, CHGZX As Single,_ CIAs Single, C2As Single, C3As Single, C4As Single,_ C5As Single, C6As Single, C7As Single, C8As Single Dim Lin As String Co,nDialogl. FileName = 〃 〃 Co,nDialogl. Flags = VB0FNFf ilMustExist Co,nDialogl. Filter = 〃實測數(shù)據(jù)0. csv) 〃 CommonDialogl. Filterlndex = 1 CommonDialogl. DialogTitle = 〃打開實測數(shù)據(jù)文件(* csv) 〃 CommonDialogl. Action = 1 If CommonDialogl. FileName =〃 〃 Then MsgBox〃沒有輸入文件，請重新輸入文件" Exit Sub Else Open CommonDialogl. FileName For Input As#l Line Input#l， Lin For I = lTo 12 Input#l ， Aout (1 ， I) ， Aout (2， I) ， Aout (3， I) ， Aout (4， I) ， Aout (5， I) ， Aout (6， I) ， Aout (7， I) Next I End If For I = 1 To 6 CI = 1. 570796 :C2 = CI For J = 1 To 3 If Aout(J+3， I) > 0. 3Then C3 = Aout(J+3， I) CI = Cl-Atn(Sqr(l_C3*C3)/C3) End If If Aout(J，6+1) > 10000Then C3 = Aout (J， 6+1)/Aout (7， 1+6) C2 = C2-Atn(Sqr(1_C3*C3)/C3) End If Next J
10
Aout(18， I) = CI Aout(18， 1+6) = C2 Next I For I = lTo llSt印2 Aout(19，1) = (Aout(18， I)+Aout(18， I+l))/2 Next I CGXY = Aout(19， 1) CGYZ = Aout(19，3) CGZX = Aout(19，5) CHXY = Aout(19，7) CHYZ = Aout(19，9) CHZX = Aout(19， 11) For I = lTo 12 Aout(8， I) = Aout(2， I) _CHYZ*Aout (3， I) Aout(7， I) = Aout(l， I) _CHXY*Aout (8， I) _CHZX*Aout (3， I) Aout(lO， I) = Aout(5， I) _CGYZ*Aout (6， I) Aout(9 ， I) = Aout(4 ， I)_CGXY*Aout(10 ， I)_CGZX*Aout(6 ， I) Next I For J = 0To 6St印6 For I = lTo 2 Aout (11， I+J) = Aout (7， I+J) Aout (12， I+J) = Aout (8， I+J) Aout (13， I+J) = Aout (9， I+J) Aout (14， I+J) = Aout (10， I+J) Next I For I = 3To 4 Aout (11， I+J) = Aout (8， I+J) Aout (12， I+J) = Aout (3， I+J) Aout (13， I+J) = Aout (10， I+J) Aout (14， I+J) = Aout (6， I+J) Next I For I = 5To 6 Aout (11， I+J) = Aout (3， I+J) Aout (12， I+J) = Aout (7， I+J) Aout (13， I+J) = Aout (6， I+J) Aout (14， I+J) = Aout (9， I+J) Next I Next J For I = lTo 12:0194] Aout (15， I) = Aout (12， I)*Aout(13， I)-Aout (11， I)*Aout(14， I)
:0195] Aout (16， I) = Aout (11， I)*Aout(13， I)+Aout(12， I)*Aout(14， I)
:0196] Next I
:0197] For I = lTo 11 St印2
:0198] Aout (20， I) = (Aout (15， I)+Aout(15， I+l)) / (Aout (16， I)+Aout(16， I+l))
:0199] Next I
:0200] Fori = lTo 5St印2
:0201] Aout(21，1) = (Aout(20， I)+Aout(20， I+6))/2
:0202] Next I
:0203] CHGXY = Aout (21， 1) :CHGYZ = Aout (21， 3) :CHGZX = Aout (21， 5)
:0204] For I = lTo 12
:0205] Aout (11， I) = Aout (9， I) _CHGXY*Aout (10， I)+CHGZX*Aout (6， I)
:0206] Aout (12， I) = CHGXY*Aout (9， I) +Aout (10， I) _CHGYZ*Aout (6， I)
:0207] Aout (13， I) = -CHGZX*Aout (9， I) +CHGYZ*Aout (10， I) +Aout (6， I)
:0208] Next I
:0209] For I = lTo 12
:0210] CI = Aout (11， I)
:0211] C2 = Aout(12， I)
:0212] C3 = Aout(13， I)
:0213] C4 = C1氺C1+C2氺C2
:0214] C5 = Sqr(C4)
:0215] C6 = Sqr (C3*C3+C4)
:0216] Aout(14，1) = (Aout(8， I)*Cl_Aout(7， I)*C2)/C5
:0217] Aout (15， I) = (-Aout (7， I) *Cl_Aout (8， I) *C2) *C3/C5/C6+Aout (3， I) *C5/C6
:0218] Aout (16， I) = (Aout (7， I) *Cl+Aout (8， I) *C2+Aout (3， I)*C3)/C6
:0219] Aout(17，1) = Sqr(Aout(14， ir2+Aout(15， I)'2)
:0220] Next I
:0221] For I = lTo 12
:0222] CI = Aout (4， I)
:0223] C2 = Aout(5，I)
:0224] C3 = Aout(6，I)
:0225] C4 = C1*C1+C2*C2
:0226] C5 = Sqr (C4)
:0227] C6 = Sqr (C3*C3+C4)
:0228] C7 = (Aout(2， I)*Cl_Aout(l， I)*C2)/C5
:0229] C8 = (-Aout(l， I) *Cl_Aout (2， I) *C2) *C3/C5/C6+Aout (3， I)*C5/C6
:0230] Aout (22， I) = (Aout(l， I) *Cl+Aout (2， I) *C2+Aout (3， I)*C3)/C6
:0231] Aout(23，1) = Sqr (C7*C7+C8*C8) :0232] Next I






































Aout(24，2) = CHXY :Aout(24，3) = CHYZ :Aout(24，4)
Aout(24，7) = -Aout(21， l)_Aout(19， 1)
Aout(24，8) = Aout(21，5)-Aout(19，5)
Aout(24，9) = Aout(21， 1)
Aout(24，10) = -Aout(21，3)-Aout(19，3)
Aout(24， 11) = -Aout(21，5)
Aout(24， 12) = Aout(21，3)
CHZX
C8
For J = 0 To 6St印6 Cl = Aout(16+J，1) :C2 For I = 2To 12
C7 = Aout(16+J， I) If C7 > Cl Then Cl = C7
End If
If C7 < C2Then
C2 = C7 End If
If C8 > C3Then
C3 = C8 End If
If C8 < C4Then
C4 = C8 End If
C5 = C5+C7 :C6 = C6+C8 Next I
C5 = C5/12 :C6 = C6/12 :M
Cl :C3 = Aout (17+J， 1) :C4 = C3 :C5 = Cl :C6 = C3 Aout(17+J， I)
J/6
Cl :Ain(l+M，2) C3 :Ain(l+M，8)
Ain(l+M， 1) Ain(l+M，7) Cl = 0 :C2 = 0 For I = lTo 12 Cl = Cl+Abs(Aout(16+J， I)-C5) C2 = C2+Abs(Aout(17+J， I)_C6) Next I
Cl = Cl/12 :C2 = C2/12 Ain(l+M，5) = Cl :Ain(l+M，ll)
Next J
Cl = 0 :C2 = 1 :C3 = 0 :C4 = 0 :C5
For I = lTo 6
C7 = Abs(Aout(24， 1+6))
C5 :Ain(l+M，3) = C2 C6 :Ain(l+M，9) = C4
C2
1 :C6 = 0
13
C8 = Aout (18， 2*1—1)—Aout (18， 2*1) Ain(3， 1+6) = C8 :C8 = Abs(C8) If C7 > CI Then CI = C7 End If If C7 < C2Then C2 = C7 End If C3 = C3+C7 If C8 > C4Then C4 = C8 End If If C8 < C5Then C5 = C8 End If C6 = C6+C8 Next I For I = lTo 3 C7 = Abs (Aout (24， 1+1)) C8 = Aout (20，2*1-1)-Aout (20，2*1+5) Ain(3， 1+3) = C8 :C8 = Abs(C8) If C7 > ClThen CI = C7 End If If C7 < C2Then C2 = C7 End If C3 = C3+C7 If C8 > C4Then C4 = C8 End If If C8 < C5Then C5 = C8 End If C6 = C6+C8 Next I CI = Cl*3438 :C2 = C2*3438 :C3 = C3/9*3438 C4 = C4*1719 :C5 = C5*1719 :C6 = C6/9*1719
CommonDialogl. FileNameCommonDialogl. Flags = VbofnFileMustExist CommonDialogl. Filter ="輸出文件數(shù)據(jù)|*.csv|" CommonDialogl. Filterlndex = 1
CommonDialogl. DialogTitle =〃打開輸出文^牛(* csv)
CommonDialogl. Action = 1
If CommonDialogl. FileName = 〃 〃 Then
MsgBox〃沒有指定輸出文件"
Exit Sub
Else
Open CommonDialogl. FileName For Output As#2
Print#2， 〃儀器號"；" Print#2 ， Format$(Ain(7 ， 2)，" "月";Format$(Ain(7，4) Print#2，
Write#2，， 〃井磁儀" Print#2，
Write#2，，， 〃 XY〃 ， Write#2，，
;Ain(7，1);"
坩〃 )； 〃年〃 ；
##");"日
偏差角度〃 ，
〃 ， 〃 ； 〃曰其月〃 ;Format$(Ain(7，3)，
計算結(jié)果'
##")
YZ'
ZX'
CH : 〃 ，F(xiàn)ormat(Aout(24，2) 0.00000〃 ) ， Format(Aout(24，4) ， 〃 0.00000 Write#2，，〃 C1，C2:〃 ， ， Format (Aout (24， 7)
Write#2， ， 〃 C3，C4
write#2， ， 〃 C5，C6
Print#2， Print#2， Write#2， 〃九〃 ，〃 Format$(C6， 〃 ##.0〃 )
Textl.Text =〃計算完畢" End If
Close#l :Close#2 End Sub
Private Sub C0薩ND1—CLICK () End
End Sub
，F(xiàn)ormat(Aout(24，9)， ，F(xiàn)ormat(Aout(24，11)
個偏差角' ; 〃分"
0〃 )，F(xiàn)ormat(Aout(24， 0〃 )，F(xiàn)ormat(Aout(24， 〃 )，，F(xiàn)ormat(Aout(24， 0〃 )，F(xiàn)ormat(Aout(24，
平均值=〃 ，Print#2，
權(quán)利要求
一種提高三元件磁測精度的方法，所述方法采用裝置包括分析儀器和探測儀器，其特征在于，高精度標(biāo)定儀器各元件的安裝偏差角并對出廠后的測量數(shù)據(jù)進行校正，內(nèi)容包括A、在地面均勻磁場中，將探測儀器三個坐標(biāo)軸X、Y、Z分別水平指向磁東和磁西后測出各重磁分量的場值；B、(1)用A測得的南北直立剖面中兩個重力分量與總重力之比的反余弦求取重力計各坐標(biāo)軸間的直角偏差值；(2)用A測得的磁南北直立剖面中兩個磁力分量與總磁場之比的反余弦求取磁力計各坐標(biāo)軸間的直角偏差；C、利用A中測出的重磁分量值，經(jīng)零直角偏差校正后，計算出磁場垂直分量和北向水平分量，用水平分量指東和指西時磁場垂直分量之差與北向水平分量之和的比，求取重磁坐標(biāo)系對應(yīng)三軸間的平行偏差值；D、將實際使用中測出的重力計與磁力計的各重磁分量值，在計算機上經(jīng)零直角偏差和平行偏差校正后得出校正后的高精度重力值和磁力值。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種提高三元件磁測精度的方法，其特征在于，所述A中探測儀 器測量重磁場的具體方法為將x元件水平指西，y、 z元件放置在南北直立剖面內(nèi)，測定y、 z元件的重力值Gy、 Gz、 磁場強度值Hy、 Hz ;水平旋轉(zhuǎn)x元件180° ，使其水平指東，測定y、 z元件的重力值Gy、 Gz、 磁力值Hy、Hz ;將y元件水平指西，x、 z元件放置在南北直立剖面內(nèi)，測定x、 z元件的重力值Gx、 Gz、 磁力值Hx、Hz ;水平旋轉(zhuǎn)y元件180。，使其水平指東，測定x、 z元件的重力值Gx、 Gz、磁力 值Hx、Hz ;將z元件水平指西，x、 y元件放置在南北直立剖面內(nèi)，測定x、 y元件的重力值Gx、 Gy、 磁力值Hx、Hy ;水平旋轉(zhuǎn)z元件180° ，使其水平指東，測定x、 y元件的重力值Gx、 Gy、磁力 值Hx、Hy。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的一種提高三元件磁測精度的方法，其特征在于，所述B步驟 中直角偏差值計算采用如下計算公式(1) 當(dāng)重力計和磁力計的X元件水平指向西或東時，Y、Z元件間的重力計直角偏差公式為e gyz = Ji /2-arcC0S (Gy/GO) -arcCOS (Gz/G0)， 磁力計直角偏差公式為e myz = Ji /2-arcCOS (Hy/H0) -arcCOS (Hz/H0)，(2) 重力計和磁力計的Y元件水平指向西或東時，X、 Z元件間的重力計直角偏差公式為e gxz = Ji /2-arcCOS (Gx/G0) -arcCOS (Gz/G0)， 磁力計直角偏差公式為e mxz = Ji /2-arcCOS (Hx/H0) -arcCOS (Hz/H0)，(3) 重力計和磁力計的Z元件水平指向西或東時，X、 Y元件間的重力計直角偏差公式為e gxy = Ji /2-arcC0S (Gx/G0) -arcCOS (Gy/GO)，磁力計直角偏差公式為e mxy = Ji /2-arcCOS (Hx/HO) -arcCOS (Hy/HO)。
4. 如權(quán)利要求3所述的一種提高三元件磁測精度的方法，其特征在于，所述C步驟中重力計與磁力計的平行偏差角計算公式為S xy = [ (GxlHxO+GylHyO)(OX東)-(GxlHxO+GylHyO)(OX西)]/[(GylHxO+GxlHyO)(OX東)+ (GylHxO+GxlHyO)(OX西)];Szx = [(GzlHzO+GxlHxO) (OX東)-(GzlHzO+GxlHxO) (OX西)]/[(GxlHzO+GzlHxO)(OX東)+ (GxlHzO+GzlHxO)(OX西)];Syz = [(GylHyO+GzlHzO) (OX東)-(GylHyO+GzlHzO) (OX西)]/[(GzlHyO+GylHzO)(OX東)+ (GzlHyO+GylHzO)(OX西)]。
5. 如權(quán)利要求4所述的一種提高三元件磁測精度的方法，其特征在于，所述D中經(jīng)零直角偏差校正后的重力三分量Gzl = Gz ;Gyl = Gy_ ￡ gyz Gz ;Gxl = Gx_ ￡ gxy Gyl_ ￡ gxz Gz ;經(jīng)零直角偏差校正后的磁三分量HzO = Hz ;HyO = Hy_ e myz Hz ;HxO = Hx_ e mxy HyO_ e mxz Hz ;經(jīng)零直角偏差校正和零平行偏差校正后的重力三分量GxO = Gx_( S xy+ e gxy)Gy+( S xz_ e gzx)Gz ;GyO = S xy Gx+Gy_ ( S yz+ e gyz) Gz ;GzO = _ S yz Gx+ S yz Gy+Gz。
全文摘要
本發(fā)明方法涉及地球物理磁法勘探領(lǐng)域，本方法對廠家生產(chǎn)的三分量磁力儀進行分析標(biāo)定，使得測得的實際值經(jīng)過校正后得到大幅度的提高。本方法首先在均勻磁場內(nèi)測定若干組數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)需滿足高精度計算各元件安裝角度偏差的要求。計算出各偏差角后，將在實際探測中測出的重磁分量值直接在計算機上用高精度偏差角校正為高精度的測量結(jié)果，此方法提高了磁測精度，可使三分量磁力儀的磁測精度由原來的100-400nT，提高到10-30nT。
文檔編號G01V3/18GK101750632SQ200810239618
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月12日
發(fā)明者李學(xué)圣, 王慶乙 申請人:中色地科礦產(chǎn)勘查股份有限公司