[发明专利]地面三分量磁力定向方法及地面三分量磁力定向勘探装置

摘要

本发明提供了一种地面三分量磁力定向方法，可完成传感器三轴自身正交校正和传感器三轴坐标与地理坐标转换；本发明同时提供了一种基于上述定向方法的定向勘探装置，包括探头、控制器模块、时钟控制模块和电源模块，探头包括套管内置有无磁钛合金槽，槽内安装有传感器模块，传感器模块包括定位模块、磁通门传感器和惯性测量模块；控制器模块为控制器模块，定位模块、磁通门传感器、矩阵键盘和液晶显示模块均与控制器模块连接。本发明既可以进行快速测量，同时又可以获得比传统质子磁力仪更丰富的空间地磁场参数，为地质找矿提供全方位的地球物理数据，同时能够解决野外测网的定点问题，形成野外三分量磁测的“一键”完成。

主权项

一种地面三分量磁力定向方法，其特征在于包括以下步骤：(1)在探头中设置定位模块、磁通门传感器和惯性测量模块，将定位模块、磁通门传感器和惯性测量模块与控制器模块连接，将控制器模块与矩阵键盘和液晶显示模块连接；(2)通过矩阵键盘发送16进制命令到控制器模块，控制器模块接收16进制命令后控制与其相连的磁通门传感器、定位模块和惯性测量进行测量；(3)磁通门传感器将测量得到的三轴信号G_x、G_y和G_z传输至控制器模块，定位模块实时地将位置数据和时间数据传输至控制器模块，惯性测量模块实时地将姿态数据α_x、α_y、α_z、ω_x、ω_y和ω_z传输至控制器模块；(4)控制器模块采用最小二乘拟合算法对三轴信号进行正交校正，以补偿因为磁通门传感器内部三轴直接的正交角度误差所带来的影响；同时控制器模块根据探头中的惯性测量模块传输的姿态数据确定姿态矩阵的初始值；再将α_x、α_y、α_z、ω_x、ω_y和ω_z变换到统一的选定坐标系，最后通过初始对准的误差补偿、姿态矩阵的计算，获得探头所在位置的姿态参数，所述姿态参数包括探头的三轴航向角φ、俯仰角θ和滚转角γ；(5)将姿态参数通过液晶显示模块进行显示。