[发明专利]高精度地面移动式三分量磁测装置及磁测方法

摘要

本发明涉及一种高精度地面移动式三分量磁测装置及磁测方法，是由GPS基站，GPS流动站，磁通门检测系统，无磁经纬仪组成，磁通门检测系统固定在无磁经纬仪望远镜上部，无磁经纬仪的光轴与磁通门传感器的X轴平行，GPS流动站与磁通门检测系统中的MCU控制模块连接。本发明采用GPS基站和GPS流动站组成的差分GPS获取高精度的大地坐标系参数，结合无磁经纬仪解算大地方位角Δα，无需惯性导航系统即可完成三分量磁传感器的定向，且测量的数据即为地理坐标下的三分量磁测数据，无需的地理坐标转换和数据处理，测量得到的数据直接用于地质反演解释，有效提高了磁测工作效率，节省了野外测量时间，极大地降低了野外工作成本。本发明价格低、易于实施，精度高。

主权项

1.一种高精度地面移动式三分量磁测装置的磁测方法，所述的磁测装置是由GPS基站，GPS流动站，磁通门检测系统，无磁经纬仪组成，GPS基站与GPS流动站载波通讯，磁通门检测系统固定在无磁经纬仪望远镜上部，无磁经纬仪的光轴与磁通门传感器的X轴平行，GPS流动站与磁通门检测系统中的MCU控制模块连接；磁通门检测系统是由三分量磁通门传感器经信号放大及滤波模块和三通道24位A/D转换模块通过SPI总线与MCU控制模块连接，MCU控制模块分别与时钟模块、存储模块和液晶显示模块连接构成；所述的高精度地面移动式三分量磁测装置的磁测方法，其特征在于，包括以下步骤：a、设O为地心，OZ轴为地球自转轴，XOY平面为赤道面，XOZ平面为零子午面，A和B为地球表面上的两点，在测区中心B点竖立一个与当地水平面垂直的立竿MN并利用差分GPS测量出B点的大地坐标R_B，λ_B，L_B，其中R_B，为B点到地心的距离，λ_B为B点的经度，L_B为B点的纬度；b、在测点A点放置已安装磁通门检测系统的无磁经纬仪，调节无磁经纬仪目镜使十字叉丝对准立竿MN，记录此时的无磁经纬仪测得角度α₁，再利用差分GPS测量出待测点A点的大地坐标R_A，λ_A，L_A，其中R_A，为A点到地心的距离，λ_A，经度，L_A纬度，设平面ABC与A点所在水平面重合，与MN相交于B点，与地球自转轴相交于C点，且平面ABC与赤道平面平行；c、解算大地方位角Δα，d、将A点的极坐标转化为直角坐标：X_A,Y_A,Z_A＝R_Acos L_Acosλ_A，R_Acos L_Asinλ_A，R_Asin L_A同理，B点的直角坐标为：X_B,Y_B,Z_B＝R_Bcos L_Bcosλ_B，R_Bcos L_Bsinλ_B，R_Bsin L_B；e、利用三角形几何关系解算出C点的直角坐标：X_C,Y_C,Z_C＝0,0，R_A/sin L_A,其中是AB两点的向量，是AC两点的向量，是AB两点的向量的模，是AC两点的向量的模，代入公式求出Δα；f、将无磁经纬仪转至α₂，α₂＝α₁+Δα，则此时经纬仪光轴即磁通门X轴对准方向为真北方向，磁通门Y轴、Z轴对准方向为即为B_Y,B_Z分量方向，此时测得值即为地磁三分量B_X,B_Y,B_Z；g、根据磁偏角和磁倾角的定义，分别解算出：D＝arctan(B_Y/B_Z) 最终获取地磁参数B_X,B_Y,B_Z,D和I。