【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及航空磁测数据校正处理，尤其是一种由飞行高度扰动引起的航空磁测数据畸变校正方法。
技术介绍
1、在航空磁法测量中，为了规避陡峭的山体、高耸的树木和建筑物等障碍，飞机(包括直升机和无人机)需要根据实际情况实时调整飞行高度。这种飞行高度的扰动会导致观测的总强度磁异常(△t)数据产生畸变，表现为△t等值线呈现出锯齿状、串珠状等极不规则的形态。特别是在强磁性地质体分布的山区，这种畸变尤为显著。如不进行合理的校正，可能会对固体矿产和能源勘探等应用产生误导，导致决策失误。
2、目前，现有技术中的校正方法主要基于地球正常磁场进行的。首先，根据国际地磁场参考模型(igrf)，计算出测量区域的地球正常磁场，并利用公式(1)计算正常磁场沿垂直方向上的梯度值：
3、
4、其中，t0代表地球正常磁场总强度，单位为nt；r代表地球的平均半径，通常取值为6371000m。然后，通过比较飞机的实时高度与基点(校准点)的高度差，为每个测点确定相应的校正值，其表达式为：
5、
6、其中，δt△h表示高度校正值，△h表示基点高度与飞行高度之差。若飞行高度高于基点，则加上δt△h；若飞行高度低于基点，则减去δt△h。
7、上述校正方法存在明显的局限性：首先，它仅基于地球正常磁场进行计算，忽略了测量区域磁性地质体的影响。其次，该方法未考虑起伏地形中磁性地质体对航空磁测数据的影响。例如，当飞机在山谷中飞行时，所测得的磁场数据不仅包含了谷底的磁性地质体的信息，还包含了山体中磁性地质体的信息
8、另外，根据已有研究，在居里等温度面以下(通常在-5到-45公里)，岩石因温度(约为550℃)过高而失去磁性。其中，居里等温面是指磁性岩石在地温的作用下失去铁磁性而变为顺磁性的等温度面，是磁测的最大勘探深度。
9、因此，亟需提出一种逻辑简单、准确可靠的航空磁数据畸变校正方法。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种航空磁测数据畸变校正方法，本专利技术采用的技术方案如下：
2、一种航空磁测数据畸变校正方法，其包括以下步骤：
3、在探测区域建立三维笛卡尔坐标系，所述三维笛卡尔坐标系的x方向指向东，所述三维笛卡尔坐标系的y方向指向北，所述三维笛卡尔坐标系的z方向垂直向下；
4、获得所有测点的实际飞行高度和平面坐标，并将探测区域的起伏地表之下且居里等温度面以上的空间剖分为多个矩形体；
5、根据地磁场参数、所有矩形体的几何参数以及所有测点的实际飞行高度和平面坐标，求得实际核矩阵；
6、根据实际核矩阵和所有测点的实测总强度磁异常数据，求得所有矩形体的近似磁化率；
7、将所有测点的实际飞行高度调整至地面平行，并根据地磁场参数、所有矩形体的几何参数以及所有测点的平面坐标，求得校正核矩阵；
8、根据校正核矩阵和求得的所有矩形体的近似磁化率，求得所有测点校正后的航空磁测数据。
9、进一步地，所述实际核矩阵a的表达式为：
10、
11、其中，ai,j表示第j个矩形体对第i个观测点的核函数；i＝1,2…,n，n表示观测点的数目；j＝1,2…,m，m表示矩形体的数目。
12、进一步地，所述第j个矩形体对第i个观测点的核函数ai,j的表达式为：
13、
14、其中，t0表示地球正常磁场总强度；ri,j表示第i观测与第j个矩形体中心的距离；ti,j表示第j个矩形体在第i个观测点处引起的磁场矢量；vj表示第j个矩形体的体积；
15、
16、ti,j＝mx×(ξj-xi)+my×(ηj-yi)+mz×(ζj-zi) (6)
17、mx＝cos(i)*sin(d) (7)
18、my＝cos(i)*cos(d) (8)
19、mz＝sin(i) (9)
20、其中，ξj表示第j个矩形体的中心在三维笛卡尔坐标系的x方向上的坐标；ηj表示第j个矩形体的中心在三维笛卡尔坐标系的y方向上的坐标；ζj表示第j个矩形体的中心在三维笛卡尔坐标系的z方向上的坐标；xi表示第i个观测点在三维笛卡尔坐标系的x方向上的坐标；yi表示第i个观测点在三维笛卡尔坐标系的y方向上的坐标；zi表示第i个观测点在三维笛卡尔坐标系的z方向上的坐标；i表示地磁场参数中的磁化倾角；d表示地磁场参数中的磁化偏角；mx表示三维笛卡尔坐标系的x方向上的单位磁场分量；my表示三维笛卡尔坐标系的y方向上的单位磁场分离，mz表示三维笛卡尔坐标系的z方向上的单位磁场分量；
21、所述第i个观测点在三维笛卡尔坐标系的z方向上的坐标zi的表达式为：
22、zi＝hi+hi (10)
23、其中，hi表示第i个观测点的海拔高度；hi表示第i个观测点上实际距离地表的飞行高度。
24、进一步地，所述近似磁化率的求取包括以下步骤：
25、将所有观测点的总强度磁异常数据组成向量δt，其表达式为：
26、
27、其中，δti(i＝1,2…,n)表示第i个观测点的总强度磁异常值，n为观测点数目；
28、构建待求解的由所有矩形体的近似磁化率组成的向量χ，其表达式为：
29、
30、其中，χj(j＝1,2…,m)表示第j个矩形体的近似磁化率，m为矩阵体数目；
31、求解最小二乘问题得出所有矩形体近似磁化率组成的向量χ，其表达式为：
32、
33、令wm为深度加权矩阵：
34、
35、其中，ζj(j＝1,2…,m)表示第j个矩形体的中心点在z方向上的坐标；将公式(13)优化成：
36、
37、其中，χ′表示加权近似磁化率矢量；根据公式(16)求得所有矩形体的近似磁化率，其表达式为：
38、
39、其中，χj′(j＝1,2…,m)表示第j个矩形体的加权近似磁化率，m为矩阵体数目。
40、进一步地，所述校正核矩阵a′的求取包括以下步骤：
41、预设所有测点的飞行高度h′，进而求得第i个观测点在三维笛卡尔坐标系的z方向上的坐标zi'，其表达式为：
42、zi'＝hi+h′,(i＝1,2…,n) (18)
43、其中，n为观测点数目；
44、保持地磁场参数和矩形体的几何参数不变，将所有观测点在三维笛卡尔坐标系的z方向上的预设坐标zi'的数据代替所有观测点在三维笛卡尔坐标系的z方向上实际坐标zi的数据，并代入公式(3)至(9)中，更新得到校正核矩阵a′。
45、进一步地，所述校正后的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种航空磁测数据畸变校正方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种航空磁测数据畸变校正方法，其特征在于，所述实际核矩阵A的表达式为：
3.根据权利要求2所述的一种航空磁数据畸变校正方法，其特征在于，所述第j个矩形体对第i个观测点的核函数ai,j的表达式为：
4.根据权利要求3所述的一种航空磁测数据畸变校正方法，其特征在于，所述近似磁化率的求取包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种航空磁测数据畸变校正方法，其特征在于，所述校正核矩阵A′的求取包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种航空磁测数据畸变校正方法，其特征在于，所述校正后的航空磁测数据ΔT′的表达式为：
【技术特征摘要】
1.一种航空磁测数据畸变校正方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种航空磁测数据畸变校正方法，其特征在于，所述实际核矩阵a的表达式为：
3.根据权利要求2所述的一种航空磁数据畸变校正方法，其特征在于，所述第j个矩形体对第i个观测点的核函数ai,j的表达式为：
4.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：王昌南，刘琪，余祥龙，梁生贤，唐高林，潘晓东，杨光源，赵鹏山，姚宏宇，王昌东，
申请(专利权)人：四川里伍铜业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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