[发明专利]固定翼航空电磁系统接收吊舱摆动角度的校正方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种带吊舱摆动角度校正的固定翼航空电磁反演方法，属于时间域航空电磁资料处理方法。

背景技术

时间域航空电磁法是一种基于机载方式，快速、高效的地球物理探测方法，广泛用于油气探测、矿体勘察和地下水普查等方面。但是航空电磁系统在飞行探测过程中，由于飞机姿态、速度等原因，会引起吊舱摆动，导致吊舱的几何位置发生改变，即系统发射-接收线圈的水平距离与垂直距离发生改变，影响观测数据的一致性，导致测量数据与系统平稳飞行时存在较大偏差。若利用该数据进行反演解释，会产生错误的反演结果。因此需要对航空电磁系统吊舱摆动给测量数据带来的误差进行校正，即将不同吊舱摆动状态的数据资料校正为系统平稳飞行时的数据。校正后的数据在反演解释时，降低了由于吊舱摆动造成的假异常。

固定翼航空电磁系统具有探测深度深、工作效率高等特点。但与直升机航空电磁资料的吊舱摆动状态校正相比，固定翼航空电磁数据吊舱摆动状态的校正更为复杂。由于直升机航空电磁系统发射线圈与接收线圈固定在同一支架上，在实际飞行过程中，发射线圈与接收线圈的姿态角度相同，且其相对位置不变，而固定翼时间域航空电磁系统采用偶极-偶极方式，发射线圈架设于飞机四周，接收吊舱以吊绳连接，悬挂在飞机后下方。在实际飞行过程中吊舱摆动，使得发射-接收相对位置也发生变化。

CN101710187公开了“一种时间域航空电磁高度校正方法”该方法利用x、z两个分量的感生电动势数据联合计算一种等效均匀半空间电阻率序列，再按等效均匀半空间电阻率为均匀半空间模型的电阻率参数值，在校正高度下正演计算均匀半空间模型的各瞬时感生电动势响应数据，得到校正结果。是利用等效均匀半空间电阻率值实现时间域航空电磁系统观测感生电动势，数据高度校正的方法，但并未涉及吊舱摆动角度的校正。

Davis（Pendulum motion in airborne HEM systems.Exploration Geophysics,2006）利用视频信息及GPS信息，给出了直升机航空电磁系统高度随吊舱摆动变化的解析表达式和吊舱摆动校正的滤波算法。虽然直升机频率域航空电磁系统发射-接收线圈分离，但其偶极距约为飞机飞行高度的1/4，可以将发射、接收偶极近似为重叠偶极，消除了大地电性参数对响应系数的影响，而固定翼时间域航空电磁系统校正量与地下介质的电导率构造之间有着复杂的函数关系，到目前为止，尚未见固定翼航空电磁数据吊舱摆动状态校正方法的报道。

发明内容

本发明目的在于提供一种快速，简单，准确的时间域航空电磁系统带吊舱摆动角度校正的方法。该方法针对固定翼航空电磁系统吊舱摆动对反演结果影响的问题，首先通过未校正反演模型的感应电动势与测量感应电动势数据间拟合误差判断校正的必要性，其次先后对同向摆动角度和垂向摆动角度进行调整，得到校正角度，并求出响应系数，对测量数据除以该系数完成校正，并利用校正前后数据反演模型感应电动势拟合误差，确定最终校正结果。

固定翼航空电磁系统吊舱摆动角度的校正方法，包括以下步骤：

a、录入航空电磁数据；

b、Occam反演；

c、拟合误差达到指定精度，否，进行下一步；

d、调整吊舱同向摆动角度，并对测量数据校正；

e、判断拟合误差，达到最小值，否，返回到上一步；

f、输出同向摆动角度；

g、调整吊舱垂向摆动角度，并对测量数据校正；

h、判断拟合误差，达到最小值，否，返回到上一步；

i、是，输出结果。

首先，录入航空电磁数据，通过Occam反演，得到未校正的地下介质分布情况。

设系统在平稳状态下飞行，对测量感应电动势数据进行Occam反演，得到测区未校正的地下介质电导率分布情况σ=[σ₁,σ₂,...,σ_n]。

其次，判断未校正的反演模型感应电动势与测量感应电动势数据的拟合误差是否达到设定精度。

根据得到的未修正反演结果模型，计算其感应电动势(V′)为：