專利名稱：三分量磁探頭正交度野外現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定裝置及標(biāo)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種地球物理測(cè)量?jī)x器標(biāo)定裝置，尤其是用于地磁場(chǎng)矢量測(cè)量的三分量磁探頭的正交度野外現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定裝置和標(biāo)定方法。
背景技術(shù)：
地磁場(chǎng)是一矢量場(chǎng)。通常地磁場(chǎng)矢量的測(cè)量首先要在測(cè)量點(diǎn)建立與地理坐標(biāo)系相聯(lián)系的測(cè)量局部直角坐標(biāo)系，其聯(lián)系的方式是測(cè)點(diǎn)局部坐標(biāo)系原點(diǎn)在地理坐標(biāo)系的三維坐標(biāo)值和局部坐標(biāo)系的三個(gè)坐標(biāo)軸與地理坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)三個(gè)軸的夾角。在局部坐標(biāo)系中設(shè)置三個(gè)互為正交的矢量傳感器，并使得矢量傳感器的敏感軸與局部坐標(biāo)系的三個(gè)軸關(guān)系為已知，則最終通過(guò)坐標(biāo)變換就能夠唯一決定地磁場(chǎng)矢量在局部坐標(biāo)系中的矢量值。為了最終獲得地磁場(chǎng)在地理坐標(biāo)系中的矢量值，只要利用局部坐標(biāo)系與地理坐標(biāo)系之間的再一次坐標(biāo)變換就可以。由于地磁場(chǎng)的絕對(duì)值在50000nT左右，為使矢量測(cè)量能夠滿足當(dāng)前矢量地磁場(chǎng)測(cè)量在各個(gè)領(lǐng)域，尤其是矢量磁法勘探中的應(yīng)用。三個(gè)正交分量的測(cè)量誤差應(yīng)當(dāng)控制在InT 以下，因?yàn)橐粤孔有?yīng)為測(cè)量基礎(chǔ)的總場(chǎng)標(biāo)量測(cè)量其精度已達(dá)到了 0. 05nT以下，矢量測(cè)量其分量精度在InT以上其應(yīng)用價(jià)值已沒(méi)有多少吸引力了。目前，以磁通門為代表的單分量磁探頭測(cè)量精度已能達(dá)到InT以下，但問(wèn)題的關(guān)鍵其中之一是，磁場(chǎng)的矢量測(cè)量對(duì)正交三分量傳感器的安裝與加工精度極高，難以滿足測(cè)量的要求。三分量磁探頭的正交度誤差很難做到0.5度以下。理論分析與實(shí)踐均證明，折算到總磁場(chǎng)大小時(shí)誤差達(dá)到幾百ηΤ，根本無(wú)法滿足實(shí)際矢量測(cè)量的要求。對(duì)三分量傳感器正交度的標(biāo)定可以在大型電磁屏蔽室中的人工磁場(chǎng)中用無(wú)磁經(jīng)緯儀直接測(cè)量三個(gè)單分量探頭相互正交的程度，但測(cè)量過(guò)程中要用到大型電磁屏蔽室和貴昂無(wú)磁經(jīng)緯儀，一般的實(shí)驗(yàn)室不具備這樣的條件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種三分量磁探頭正交度野外現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定裝置；本發(fā)明的目的是提供一種三分量磁探頭正交度野外現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定方法。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的三分量磁探頭正交度野外現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定裝置，是由底座5之上裝有推力軸承4和三個(gè)以上限位塊3，限位塊3對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)1限位，在推力軸承4之上裝有轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)1，圓筒2固定在轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)1上，圓筒2的上部為耳狀凸條11，平軸6與圓盤8的直徑重合并固定在圓盤8 上，水平軸6的兩端分別穿過(guò)兩個(gè)耳狀凸條11，圓盤8懸掛在兩個(gè)耳狀凸條11之間，圓盤8 繞水平軸6轉(zhuǎn)動(dòng)，圓盤8上裝有角度盤9，三分量探頭7通過(guò)螺釘或轉(zhuǎn)動(dòng)軸固定在度盤9上， 三分量探頭7的一端裝有連接器10構(gòu)成。三分量磁探頭正交度野外現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定方法，包括以下順序和步驟
a、將質(zhì)子進(jìn)動(dòng)磁力儀置于轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)1的附近，三分量?jī)x器控制器置于轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)1 上，通過(guò)GPS與三分量?jī)x器控制器同步測(cè)量，三分量?jī)x器控制器通過(guò)連接器10與三分量探頭7連接；b、調(diào)整三分量探頭7在圓盤8上的某一初始位置，拔轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)1，同時(shí)啟動(dòng)三分量探頭7和質(zhì)子進(jìn)動(dòng)磁力儀，平臺(tái)1轉(zhuǎn)動(dòng)一圈完成一組數(shù)據(jù)測(cè)量，再同方向拔動(dòng)三分量探頭 7轉(zhuǎn)動(dòng)5-10°到下一位置，再拔轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)1，完成一組數(shù)據(jù)測(cè)量；C、重復(fù)步驟b直到三分量探頭7轉(zhuǎn)動(dòng)180°度完成一次測(cè)量；或者調(diào)整圓盤8與某一初始位置，拔轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)1，同時(shí)啟動(dòng)三分量探頭7和質(zhì)子進(jìn)動(dòng)磁力儀，平臺(tái)1轉(zhuǎn)動(dòng)一圈完成一組數(shù)據(jù)測(cè)量，同方向拔轉(zhuǎn)圓盤8轉(zhuǎn)動(dòng)5-10°到下一位置，再拔轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)1完成一組數(shù)據(jù)測(cè)量，重復(fù)拔轉(zhuǎn)圓盤8轉(zhuǎn)動(dòng)5-10°到下一位置，直到圓盤8轉(zhuǎn)動(dòng)180°度完成一次測(cè)量；d、求 U1, u2，U3 的函數(shù)
權(quán)利要求
1.一種三分量磁探頭正交度野外現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定裝置，其特征在于，是由底座( 之上裝有推力軸承⑷和三個(gè)以上限位塊(3)，限位塊(3)對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)⑴限位，在推力軸承⑷之上裝有轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)(1)，圓筒O)固定在轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)(1)上，圓筒O)的上部為耳狀凸條(11)， 平軸(6)與圓盤(8)的直徑重合并固定在圓盤(8)上，水平軸(6)的兩端分別穿過(guò)兩個(gè)耳狀凸條(11)，圓盤⑶懸掛在兩個(gè)耳狀凸條(U)之間，圓盤⑶繞水平軸(6)轉(zhuǎn)動(dòng)，圓盤 (8)上裝有角度盤(9)，三分量探頭(7)通過(guò)螺釘或轉(zhuǎn)動(dòng)軸固定在度盤(9)上，三分量探頭 (7)的一端裝有連接器(10)構(gòu)成。
2.一種三分量磁探頭正交度野外現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定方法，其特征在于，包括以下順序和步驟a、將質(zhì)子進(jìn)動(dòng)磁力儀置于轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)(1)的附近，三分量?jī)x器控制器置于轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)(1) 上，通過(guò)GPS與三分量?jī)x器控制器同步測(cè)量，三分量?jī)x器控制器通過(guò)連接器(10)與三分量探頭(7)連接；b、調(diào)整三分量探頭(7)在圓盤(8)上的某一初始位置，拔轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)(1)，同時(shí)啟動(dòng)三分量探頭(7)和質(zhì)子進(jìn)動(dòng)磁力儀，平臺(tái)(1)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈完成一組數(shù)據(jù)測(cè)量，再同方向拔動(dòng)三分量探頭(7)轉(zhuǎn)動(dòng)5-10°到下一位置，再拔轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)(1)，完成一組數(shù)據(jù)測(cè)量；c、重復(fù)步驟b直到三分量探頭(7)轉(zhuǎn)動(dòng)180°度完成一次測(cè)量；或者調(diào)整圓盤(8)與某一初始位置，拔轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)(1)，同時(shí)啟動(dòng)三分量探頭(7)和質(zhì)子進(jìn)動(dòng)磁力儀，平臺(tái)(1)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈完成一組數(shù)據(jù)測(cè)量，同方向拔轉(zhuǎn)圓盤(8)轉(zhuǎn)動(dòng)5-10°到下一位置，再拔轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)(1)完成一組數(shù)據(jù)測(cè)量，重復(fù)拔轉(zhuǎn)圓盤(8)轉(zhuǎn)動(dòng)5-10°到下一位置，直到圓盤(8)轉(zhuǎn)動(dòng)180°度完成一次測(cè)量；d、求U1,u2, U3的函數(shù)
全文摘要
本發(fā)明涉及一種三分量磁探頭正交度野外現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定裝置及標(biāo)定方法。其裝置是由底座之上裝有推力軸承和三個(gè)以上限位塊，限位塊對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)限位，在推力軸承之上裝有轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)，圓筒固定在轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)上，圓筒的上部為耳狀凸條，平軸與圓盤的直徑重合并固定在圓盤上，水平軸的兩端分別穿過(guò)兩個(gè)耳狀凸條，圓盤懸掛在兩個(gè)耳狀凸條之間，圓盤繞水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)，圓盤上裝有角度盤，三分量探頭通過(guò)螺釘或轉(zhuǎn)動(dòng)軸固定在度盤上，三分量探頭的一端裝有連接器構(gòu)成。本裝置完全能保證三個(gè)非正交的磁探頭敏感軸在測(cè)量過(guò)程中以盡可能等概率地掃遍全空間，標(biāo)定裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，不需要專門的標(biāo)定環(huán)境，極大地降低了測(cè)量成本，方便了野外工作，提高了測(cè)量效率。
文檔編號(hào)G01V13/00GK102354000SQ201110157980
公開(kāi)日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月14日
發(fā)明者任廣群, 安戰(zhàn)鋒, 宗發(fā)保, 王君, 秦佩, 趙瑜, 高游 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)