[发明专利]一种水下动态高精度磁力测量方法及装置

说明书

本发明涉及一种水下动态高精度磁力测量方法及装置，所述方法包括以下步骤：步骤A：校准磁力仪自身三轴,使磁力仪三轴各轴之间保持正交，包括以下子步骤：步骤A1：求出除载体外的外界固定干扰磁力H_h的值，步骤A2：采用最小二乘法求出ξ，步骤A3求出对称矩阵A，步骤A4：求出K和H_e，步骤A5：计算出H_m；步骤B包括依次执行的以下步骤：步骤B1：将姿态仪X轴旋转与磁力仪的X轴重合，步骤B2：将姿态仪Y轴旋转与磁力仪的Y轴重合，步骤B3：将姿态仪Z轴旋转与磁力仪的Z轴重合。本发明使得磁力仪自身的磁轴正交且各磁轴与姿态仪对应的各轴保持一致，能在动态条件下获取高精度的磁力测量数据。

技术领域

本发明涉及勘探设备技术领域，具体是一种水下动态高精度磁力测量方法及装置。

背景技术

海底磁力测量的精度跟距离成正比，距离海底越近，测量的磁力精度也越高，距离越远，精度越低；而传统的海洋磁力勘探采用船载方式，由于距离异常源较远，难以获取高分辨率的磁力信息，达不到深海油气和矿产资源勘查的精度和分辨率要求。在深水环境中，磁力仪借助载体进行海洋磁力探测，比如通过将磁力仪安装在探测拖体上，探测拖体在母船拖曳过程中，受母船拖曳和海流的影响，探测拖体的姿态会有一定的变化，这导致磁力仪磁场的三轴方向与姿态仪的三轴(X、Y、Z轴)方向不一致，而姿态仪的三轴代表真实的地球三轴坐标，这就意味着磁力仪测得的三轴方向的磁场，即测得的磁力三分量三轴与地球三轴坐标不一致，而使得对磁力三分量进行合成后与真实的磁力有误差，也即测得的磁力三分量精度不高。这样为了获取高精度的磁力三分量，就需要解决磁力仪三轴方向与姿态仪三轴一致的问题。

同时由于磁力仪所搭载的载体，具体在海洋探测应用中，磁力仪搭载的拖体中的铁磁性材料部件会对地磁场叠加一个干扰磁力，该干扰磁力，定义为载体上的固有磁场；同时拖体中材料会被地磁场所磁化，其个材料的磁化率是各向异性的，被地磁场所磁化后产生的干扰磁力也会施加在拖体上，材料磁化后产生的干扰磁力，定义为除载体外的外界固定干扰磁力；由于上述两种干扰磁力的存在，使得测量数据最终形成一个球心偏离原点、主轴与系统坐标系斜交的椭球面，也即是存在磁力仪在各轴轴间非正交、各轴刻度因子不一致、零偏不一致的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一提供一种水下动态高精度磁力测量方法，其能够解决磁力仪三轴不能正交的问题。

本发明的目的之二提供一种磁力磁力装置，其能够解决磁力仪三轴不能正交的问题。

实现本发明目的之一的技术方案为：一种水下动态高精度磁力测量方法，包括以下步骤：

步骤A：校准磁力仪自身三轴,使磁力仪三轴各轴之间保持正交，包括以下子步骤：

步骤A1：获取磁力仪的测量数据H_mi，求出除载体外的外界固定干扰磁力H_h的值，计算公式为①：

式中，n为采样点个数，

步骤A2：采用最小二乘法求出公式②的ξ，

式中，ξ＝[a b c d e f 1]^T，a,b,c,d,e,f均为常数，F＝X′ξ,(x,y,z)表示(H_m-H_h)在0xyz坐标系下三轴分量的值，

步骤A3：根据公式③求出对称矩阵A，

步骤A4：根据方程组④，求出K和H_e，