[发明专利]基于法向矢量的半航空瞬变电磁接收线圈姿态记录装置及姿态矫正方法

权利要求书

1.一种基于法向矢量的半航空瞬变电磁接收线圈姿态记录装置，其特征是：包括GPS、电子罗盘、三分量倾角传感器和数据传输单元，所述GPS、电子罗盘和三分量倾角传感器集中于一体，所述姿态记录装置固定于瞬变电磁接收线圈的圆心至线圈外边缘的任一位置，所述姿态记录装置利用绝缘连接件设置于瞬变电磁接收线圈上，两者之间牢靠无松动，不存在相对角位移，与线圈处于同一水平面，所述电子罗盘采集并记录地球磁场矢量的大小和方向，电子罗盘自动定位正北方向，以正北方向为X轴正方向，正东方向为Y轴正方向，竖直向上为Z轴正方向，建立一个XYZ基准空间正交坐标系，确定一个基本水平面，GPS采集定位信息，三分量倾角传感器以基准坐标系为基准，采集线圈各部位相对于基准空间坐标系的倾角，采集的信息均通过数据传输单元传输，实现对瞬变电磁接收线圈的位置和姿态信息的采集与记录，根据线圈倾角、线圈的空间位置和姿态，确定线圈内通过的真实磁通量的值。

2.如权利要求1所述的一种基于法向矢量的半航空瞬变电磁接收线圈姿态记录装置，其特征是：利用陀螺仪替换所述电子罗盘。

3.如权利要求1所述的一种基于法向矢量的半航空瞬变电磁接收线圈姿态记录装置，其特征是：所述GPS、电子罗盘和三分量倾角传感器利用固定件进行固定。

4.如权利要求1所述的一种基于法向矢量的半航空瞬变电磁接收线圈姿态记录装置，其特征是：所述数据传输单元连接有处理器，处理器接收采集的地球磁场矢量的大小和方向、瞬变电磁接收线圈位置信息和瞬变电磁接收线圈倾斜角度信息。

5.一种利用权利要求1-4任一项所述的基于法向矢量的半航空瞬变电磁接收线圈姿态记录装置的姿态矫正方法，其特征是：以地球磁场矢量为基本坐标，建立固定的XYZ基准空间正交坐标系，以基准坐标系的X、Y两个坐标轴确定的以Z轴正向为法线方向的平面为基准平面，以接收线圈所在水平面为第一平面，通过测量第一平面法向量与基准坐标系Z轴之间夹角角度值γ，确定磁通量的修正系数，对磁通量进行修正，得到瞬变电磁接收线圈的真实值；

当第一平面呈现稳定的水平面状态，即第一平面与XY基准平面平行时，此时半航空瞬变电磁实验真实的磁通量即为实验测得磁通量：

Φ_真＝Φ_测·1

当第一平面呈现不稳定的非水平面工作状态，即第一平面与XY基准平面不平行时，线圈平面的法线z在与基准坐标系Z轴之间的夹角为γ，此时半航空瞬变电磁实验真实的磁通量即为实验测得磁通量乘以修正系数：

Φ_真＝Φ_测·cosγ。

6.如权利要求5所述的一种基于法向矢量的半航空瞬变电磁接收线圈姿态记录装置的姿态矫正方法，其特征是：定位正北方向，以正北方向为X轴正方向，正东方向为Y轴正方向，竖直向上为Z轴正方向。