[发明专利]一种基于经典航磁补偿模型的改进型平台磁干扰补偿系统

说明书

本发明提供了一种基于经典航磁补偿模型的改进型平台磁干扰补偿系统，其中，可通过在经典磁探测系统基础上，增加辅助测量标量磁力仪构建双磁力仪磁测系统，利用经典补偿模型对双磁力仪分别进行干扰补偿，在此基础上，对剩余干扰磁场通过相关噪声抑制的方法进行二次消除，从而达到提升补偿性能的目的。

技术领域

本发明涉及地球物理磁法勘探、磁性目标探测等领域，尤其涉及一种基于经典航磁补偿模型的改进型平台磁干扰补偿系统。

背景技术

磁法勘探作为一种被动目标探测手段，在水下目标探测、地球物理资源勘察等领域具有广泛的应用。尤其是航空磁法勘探，具有机动性好、效率高、安全性高等优点而备受重视。直升机与固定翼飞机是航空磁测过程中最常用的载体平台。在航磁测量过程中，由于飞行平台自身铁磁性材料及其航空电子单元等系统的电磁干扰都会对高精度磁力仪的探测产生影响，限制其探测性能，因此有效的补偿飞机的干扰磁场具有重要的意义。

目前国内在航磁勘探领域主要使用的是国外的磁补偿设备，如RMS 公司的AADC系列航磁数据收录与补偿系统。其补偿算法基于经典的航磁补偿算法设计，其算法流程图如图1所示。该算法其特点在于先将光泵磁力仪和磁通门磁力仪采集到的数据通过一个低通滤波器，滤除部分和飞机磁干扰不相关的噪声，其后通过最小二乘或者岭回归算法，达到去除飞机干扰磁场的目的。

经典补偿模型与方法存在如下几点缺陷：

(1)经典T-L干扰磁场模型将载体平台视为刚体，将干扰源划分为与姿态相关的三类干扰场。而实际的载体平台各部分间并非刚体连接，存在相对运动，因此利用单一姿态传感器确定机体姿态T-L模型存在近似性。

(2)T-L模型中并未对载体内部存在的其他类别干扰源，比如航电系统、方向舵机控制电机、发动机等进行建模。而这类干扰源对于高性能航空磁测系统具有至关重要的作用。

发明内容

本发明提供了一种基于经典航磁补偿模型的改进型平台磁干扰补偿系统，包括：

测量磁力仪和辅助测量磁力仪；

干扰补偿模块，对探测磁力仪和参考磁力仪分别进行干扰补偿，得到探测磁力仪和参考磁力仪干扰补偿后的磁场数据；

剩余干扰补偿模块，对干扰补偿后的磁场数据中的剩余干扰磁场进行消除，得到目标磁场数据。

本发明提供了一种基于经典航磁补偿模型的改进型平台磁干扰补偿方法，包括：

步骤S101：利用经典航磁补偿模型对探测磁力仪和参考磁力仪分别进行干扰补偿，得到探测磁力仪和参考磁力仪二者干扰补偿后的磁场数据，干扰补偿后的磁场数据包括剩余干扰磁场；

步骤S102：对干扰补偿后的磁场数据进行傅里叶变换，得到干扰补偿后的磁场数据的自功率谱与互功率谱；

步骤S103：对自功率谱与互功率谱进行处理，并进行逆傅里叶变换，得到消除剩余干扰磁场后的目标磁场数据。

其中，在步骤S101中，去除地磁场产生的直流信号。

其中，在步骤S102中，忽略传感器的本底噪声影响。

其中，在步骤S103中，利用传递函数与光泵磁力仪的测量磁场，还原目标测量信号。

从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明针对经典航磁补偿模型中的不完备性，考虑未建模磁干扰源的特征复杂性。通过优化磁测系统涉及的方法对额外干扰进行二次消除，消除方法对任意性质的干扰源均有效。

(2)通过本发明中的航磁系统与补偿方法，可以有效提升磁测系统性能，且对目标磁异常信号没有任何影响。

附图说明