[发明专利]时间域航空电磁法运动噪声检测装置及抑制方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种时间域航空电磁法运动噪声检测装置及抑制方法，尤其是吊舱式直升机时间域航空电磁法勘探装置。

背景技术：

吊舱式直升机航空时间域电磁法勘探系统通过直升机吊挂发射线圈，发射大功率的磁场信号激励地下介质，地下介质因为涡流效应会产生二次场。同时，利用接收装置接收二次场信号，实现对地下介质电阻率结构的解释。Z分量接收线圈是时间域航空电磁法勘探系统的核心检测部件，固定于十字型支架上，在飞行中由于受到风力影响会发生偏航、俯仰和滚转等姿态变化，因切割地磁场引起感应磁通量变化，呈现为在测量数据中存在运动噪声的干扰。因此，精确地获取因Z分量接收线圈感应磁通量的实时变化量，从而实现对运动噪声的抑制,成为了航空时间域电磁法勘探系统的一个重要研究方向。

在国际上，2006年，Macnae研究了直升机时间域航空电磁法勘探系统的摆动问题，利用录像和GPS定位方法，分析了吊舱在行进方向和竖直方向上姿态变化情况,然后通过滤波方式进而解决接收线圈的摆动效应。2009年，Davis采用三个GPS等间距固定在吊舱上，一个GPS固定在飞机上，建立GPS坐标系，获取吊舱的摆动信息，进而获得接收线圈的偏航、俯仰和滚转姿态信息，最终对测量数据进行运动补偿。

国内针对时间域航空电磁法勘探系统的运动噪声问题鲜有研究,尚未有成熟的理论体系和勘探系统出现。

上述关于时间域航空电磁法勘探系统运动噪声的解决方案在一定程度上削弱了运动噪声的干扰，但是没有以地磁场作为基准量，因此难以获得接收线圈准确的内部磁通变化量，导致后续运动噪声的数据处理精确度不高，从而抑制运动噪声的效果不够明显。并且，上述方案还存在检测装置结构复杂，检测数据量大，数据处理速度慢等缺点。目前国内外尚未提出以地面装置精准地检测地磁场作为基准量，同时检测接收线圈姿态信息，通过GPS实现两者数据时间同步后，再经过数据分析处理来实现运动噪声检测与抑制的方案。

发明内容：

本发明的目的在于针对接收线圈姿态摆动而引入运动噪声的问题，提供一种适用于时间域航空电磁法运动噪声检测装置；

本发明的另一目的是提供一种适用于时间域航空电磁法运动噪声检测装置的运动噪声抑制方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

时间域航空电磁法运动噪声检测装置，包括地面和空中两部分，空中由直升机或飞艇搭载，地面是装有三个磁通门传感器的正方体箱30和地面数据收录设备36；直升机1舱内装有数据收录设备2，由直升机1提供直流电源，数据收录设备2通过控制器24实时处理采集卡22采集的数据，并存入存储卡23；吊挂绳索3上端系在直升机1机舱底部，在下端等间距系在发射线圈5上，发射线圈5由十字型支架4支撑，吊挂发射线圈5的绳索下端系有多条绳索，使直升机1飞行过程中受力均衡，保持水平状态，Z分量接收线圈6和前置放大器9固定在十字型支架4上，姿态传感器7固定于Z分量接收线圈6表面，Z分量接收线圈6和姿态传感器7经信号线8和前置放大器9与数据收录设备2连接；

正方体箱30放置于地面，内部装有电气性能参数一致并且彼此位置正交的磁通门传感器a31、磁通门传感器b32和磁通门传感器c33，组成三分量磁通门传感器,磁通门传感器a31、磁通门传感器b32和磁通门传感器c33分别经信号线连接前置放大器35和地面数据收录设备36，控制器364实时处理采集卡362采集的数据，并存入存储卡363，采用GPS模块361与数据收录设备2实现收录数据时间同步。

发射线圈5外部套有航空玻璃钢管，十字型支架4由航空玻璃钢管材料制成。

Z分量接收线圈6固定在十字型支架4的中心。

数据收录设备2由GPS模块21、采集卡22、存储卡23、控制器24组成。

数据收录设备36由GPS模块361、采集卡362、存储卡363和控制器364组成。

时间域航空电磁法运动噪声检测装置的运动噪声抑制方法，包括以下步骤：