[发明专利]一种磁源地空瞬变电磁三分量测量系统及测量方法

说明书

本发明属于磁源地空瞬变电磁测量技术领域，尤其涉及一种磁源地空瞬变电磁三分量测量系统及测量方法，磁源地空瞬变电磁三分量测量系统包括磁源发射系统、三分量空中接收系统以及同步系统，磁源发射系统用于在地面发射一次磁场，激发地下目标体产生二次感应磁场，三分量空中接收系统用于测量磁源发射系统激发地下目标体产生的二次感应磁场的三分量响应，同步系统用于对三分量空中接收系统进行授时和定位。本发明实现三分量瞬变电磁数据快速采集，并利用定向器对原始数据进行校正，获得归一化的三分量数据。

技术领域

本发明属于磁源地空瞬变电磁测量技术领域，尤其涉及一种磁源地空瞬变电磁三分量测量系统及测量方法。

背景技术

在地形复杂山区沟壑纵横、植被茂密，常规地面地球物理方法受限于复杂地形条件限制，施工困难、数据采集周期长，不能满足目前快速可靠的探测地下结构的实际需求，因此开展地空瞬变电磁探测方法与技术研究显得十分必要。地空瞬变电磁法是在地面发射空中接收的半航空瞬变电磁装置形式，是近几年发展起来的快速勘查方法，具有勘探深度大，数据质量高的特点，目前主要应用在煤田、工程勘察等领域。研究显示地空瞬变电磁法在矿产、油气以及地质灾害领域应用潜力巨大。但是我国在航空地球物理领域起步晚，装备落后，受限于飞行平台装备水平，我国地空瞬变电磁探测系统还很不完善。

基于无人机的地空瞬变电磁探测系统，是利用发射系统在地面发射，将接收机以及传感器搭载在旋翼无人机上实施测量。目前用于空中采集的空心线圈瞬变电磁传感器仅能测量垂直分量，而单一分量在对复杂目标体的探测中存在缺陷，对目标体边界反映不清，不能满足实际需求。

常规地空瞬变电磁法是在通过接地电性源在地面发射，在空中接收系统仅接收垂直分量瞬变响应。在沙漠戈壁等接地条件不好的地区，电性发射接地源的接地电阻问题很难处理，发射电流很难供大电流。而且在一些地区存在地表盐碱壳，会出现供电电流顺层跑的现象，不能达到预期目的。另一方面接收系统中单一分量瞬变响应对于目标地质体的边界反映不清楚。在野外实际测量时，三分量线圈会在空中发生旋转，其中垂直(Z)分量探头受探头自身的旋转对数据采集没有影响。但在测量水平(X、Y)分量时，线圈自身在空中的旋转会使得测量数据影响巨大。因此，必须对水平分量(X、Y)水平分量进行转角校正。

本发明提出一种磁源地空瞬变电磁三分量测量系统及测量方法，利用不接地磁性回线源通过回线发射框在地面发射，通过旋翼无人机搭载接收机和基于定向器的三分量传感器在空中测量地面发射系统激发的瞬变电磁三分量响应，获取更加丰富的目标地质体的信息。

发明内容

本发明提供一种磁源地空瞬变电磁三分量测量系统及测量方法，目的在于实现三分量瞬变电磁数据快速采集，并利用定向器对原始数据进行校正，获得归一化的三分量数据。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种磁源地空瞬变电磁三分量测量系统，包括磁源发射系统、三分量空中接收系统以及同步系统；

磁源发射系统包括发射机、整流器、发电机和发射框，整流器一端连接发电机，整流器的另一端连接发射机，发射机上通过接线柱连接发射框的两个接头；磁源发射系统用于在地面发射一次磁场，激发地下目标体产生二次感应磁场；

三分量空中接收系统包括无人机和设置在无人机下方的搭载平台，搭载平台上设置接收机，搭载平台的下方通过吊绳连接三分量传感器，接收机通过感应线圈连接线与三分量传感器连接；三分量空中接收系统用于测量磁源发射系统激发地下目标体产生的二次感应磁场的三分量响应；

同步系统用于对三分量空中接收系统进行授时和定位。

进一步地，同步系统包括设置在无人机上的GPS同步装置，GPS同步装置分别连接发射机和接收机。