[发明专利]复杂强磁性体的航空勘探方法和勘探系统

说明书

复杂强磁性体的航空勘探方法和勘探系统，根据地下目标区域、强磁性体的展布范围、强磁性体的磁化率分布数据，计算地下目标区域强磁性体的磁场；根据地上观测高度、水平观测点坐标、地下目标区域强磁性体的磁场，计算地上观测高度强磁性体的磁场以及磁场梯度张量；若地上观测高度强磁性体的磁场、磁场梯度张量分别与仪器测得的地上观测高度强磁性体的实际磁场、磁场梯度张量相同，将强磁性体的磁化率分布数据作为所述强磁性体的实际磁化率分布数据以用于航空勘探所述强磁性体。本发明能高效、高精度地适用于计算强磁性体的磁场和磁场梯度张量，从而提高利用磁场和磁场梯度数据进行精细反演和解释的精度。

技术领域

本发明涉及航空磁法勘探技术领域，尤其涉及一种用于金属矿物勘探、且适用于任意观测高度、任意几何形状和任意磁化率分布的复杂强磁性体的航空勘探方法和勘探系统。

背景技术

金属矿产是国家经济发展的重要物质基础，开展金属矿产勘探对于维护国家安全和利益具有重要意义。因金属矿产具有磁性，磁法勘探已成为金属矿产勘查的有效手段。伴随无人机技术、磁力仪、磁梯度仪的发展，航空磁测技术日渐成熟，与地面磁测相比，测量效率高，且不受水域、森林、沼泽、沙漠和高山的限制，为实现复杂地区金属矿产勘探提供了技术保障。与此同时，研究与航空磁测资料相匹配的数据反演解释方法成为迫切需求。正演计算是磁测资料反演解释的基础，其计算精度和计算效率直接影响反演解释的效果。目前多数磁场正演计算方法，主要面向弱磁情况下应，此时退磁效应影响小，可忽略不计。但对于大多金属矿产，如磁铁矿等，展现出强磁性，此时退磁效应不可忽略。利用弱磁场计算方法计算强磁场，会产生较大误差。此外，强磁性体磁场梯度张量正演计算研究较少。为适应航空磁测金属矿产勘探需求，研究考虑退磁效应的强磁性体磁场及其梯度张量快速、高精度正演计算方法成为急需解决的问题。

目前针对强磁性体磁场及其梯度张量正演计算的研究较少。公开号为CN109254327A的专利文献，公开了一种三维强磁性体的勘探方法及勘探系统,，其中提出了一种强磁性体磁场正演计算的方法，借助快速傅里叶变换算法，该方法实现了快速、高精度强磁性体磁场正演计算。该方法适合计算地表及地下区域的磁场，不适合计算地表以上高度磁场，无法满足航空磁测勘探技术需求，且该方法不能计算磁场梯度张量。

目前，强磁性体的勘探方法和勘探系统中所用到的正演计算方法不能解决任意高度面磁场和磁场梯度张量快速、高精度计算问题。因此，本领域技术人员急需提出一种适用于任意高度面磁场和磁场梯度张量计算的强磁性体的航空勘探方法和勘探系统，以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

针对现有技术中大部分磁场正演计算问题仅研究弱磁性情况，不考虑退磁效应影响，并且现有强磁性体的勘探方法和勘探系统大多存在计算效率和计算精度低、不能计算任意高度面磁场和磁场梯度张量等问题，本发明提供一种复杂强磁性体的航空勘探方法，以满足航空磁法勘探数据精细反演成像的需求，提高磁测资料解释精度。

为实现本发明的技术目的，采用以下技术方案：

复杂强磁性体的航空勘探方法，包括以下步骤：

根据地下目标区域、强磁性体的展布范围、强磁性体的磁化率分布数据，计算地下目标区域强磁性体的磁场；

根据地上观测高度、水平观测点坐标、地下目标区域强磁性体的磁场，计算地上观测高度强磁性体的磁场；

根据地上观测高度、水平观测点坐标、地下目标区域强磁性体的磁场，计算地上观测高度强磁性体的磁场梯度张量；

若地上观测高度强磁性体的磁场、磁场梯度张量分别与仪器测量得到的地上观测高度强磁性体的实际磁场、实际磁场梯度张量相同，将强磁性体的磁化率分布数据作为所述强磁性体的实际磁化率分布数据以用于航空勘探所述强磁性体。

作为本发明优选方案，其中：计算地下目标区域强磁性体的磁场，包括：

(a)根据所述地下目标区域和所述强磁性体的展布范围建立初始三维棱柱体模型；