我國首套數(shù)字化航磁全軸梯度勘查系統(tǒng)問世

【本刊訊】2012年4月10日，Y12飛機在哈爾濱平房機場搭載著我國自主研制的第一套數(shù)字化航磁全軸梯度勘查系統(tǒng)沖上藍天，為參加評審驗收的專家們成功進行了現(xiàn)場試驗飛行，宣告了填補我國航空地球物理勘查技術領域空白的《全數(shù)字化矢量航磁勘查系統(tǒng)研發(fā)》課題通過驗收，為我國固體礦產(chǎn)資源勘查和油氣資源調查評價增添了利器。

據(jù)了解，《全數(shù)字化矢量航磁勘查系統(tǒng)研發(fā)》課題隸屬“十一五“863計劃資源環(huán)境領域《航空地球物理勘查技術系統(tǒng)》重大項目，由中國國土資源航空物探遙感中心承擔完成。2007年底項目啟動后，課題組突破國外技術封鎖，確定以創(chuàng)新性、先進性、實用性為研發(fā)原則，產(chǎn)學研聯(lián)合攻關，攻克了高動態(tài)磁場數(shù)字跟蹤技術、多通道同步高精度測頻技術、航磁梯度實時數(shù)字補償技術、基于GPS的多參量同步采集技術、航磁全軸梯度系統(tǒng)改裝集成技術、全軸梯度數(shù)據(jù)三維可視化正反演技術等6項重要關鍵技術；在航磁全軸梯度系統(tǒng)、航空數(shù)字跟蹤式氦光泵磁力儀、數(shù)字式多通道航磁梯度儀、航磁高動態(tài)數(shù)字跟蹤技術等10個方面取得了重要創(chuàng)新；自主研發(fā)了數(shù)字式航空磁測系統(tǒng)儀器裝備，包括2套系統(tǒng)、5種儀器、1套航磁矢量（三分量）樣機及1套航磁全軸梯度高精度處理與解釋軟件系統(tǒng)等，申請發(fā)明專利2項，登記軟件著作權2項。

據(jù)介紹，全數(shù)字化航空和地面氦光泵磁測系統(tǒng)、多參量處理和解釋方法及軟件系統(tǒng)具有五大創(chuàng)新點：一是研制成功的數(shù)字式航空氦光泵磁力儀和磁梯度儀，實現(xiàn)了跟蹤式光泵磁力儀的數(shù)字化，靈敏度高、工作范圍寬；梯度儀有效消除了各路磁場間的頻率牽引現(xiàn)象，增強了儀器的抗干擾能力。這一數(shù)字化創(chuàng)新使我國本就處于國際領先地位的氦光泵磁力儀在整體上有了質的飛躍，標志著航空磁測系統(tǒng)數(shù)字化時代的到來。二是將自主研制的多通道數(shù)字航磁補償儀、空中數(shù)據(jù)收錄系統(tǒng)進行一體化設計，為集成任意組合的勘查系統(tǒng)提供了綜合數(shù)據(jù)采集平臺。多通道數(shù)字航磁補償儀，可以同時接受來自1～4臺磁力儀的信號及姿態(tài)信號，并對其進行同步采集、處理，得到經(jīng)過磁干擾處理的、精確的多道磁場及其梯度數(shù)據(jù)。而空中數(shù)據(jù)收錄系統(tǒng)，具有高分辨率下的高速嚴格同步采樣的優(yōu)良性能。將這兩種儀器合二而一組成一體機，不僅可對多種航空物探測量設備的全參數(shù)海量數(shù)據(jù)同步采集，而且可對補償后的磁數(shù)據(jù)直接進行收錄，減少了中間環(huán)節(jié)，增強了數(shù)據(jù)系統(tǒng)的可靠性。特別是系統(tǒng)配備了多種數(shù)據(jù)總線、16道差分模擬輸出和模擬圖形輸出接口，形成了航測綜合數(shù)據(jù)采集平臺，將伽馬能譜儀、航空重力儀、航空磁力儀等各種航空物探儀器直接放入這一平臺中，自動制定記錄格式，就構成了任意組合的多參量綜合地球物理勘查系統(tǒng)。一機多用，省時省錢節(jié)能高效。三是集成了我國第一套具有完全自主知識產(chǎn)權的數(shù)字化航磁全軸梯度勘查系統(tǒng)，這一系統(tǒng)以通過架構改裝的國產(chǎn)Y12飛機為飛行平臺，由4道數(shù)字式航空氦光泵磁梯度儀、4通道數(shù)字航磁補償儀、空中數(shù)據(jù)收錄系統(tǒng)及梯度數(shù)據(jù)改正處理軟件等組成。該系統(tǒng)可同時進行橫向梯度、縱向梯度、垂向梯度的全軸梯度測量，并首次在國內實現(xiàn)了高精度航磁總場、全軸梯度的同步測量。梯度測量數(shù)據(jù)與單獨總場測量數(shù)據(jù)相比，顯現(xiàn)許多優(yōu)勢：航磁全軸梯度測量反映磁場水平和垂向微小變化能力強，不受日變影響，獲取的地磁場信息更豐富、更廣泛、更精細，能較準確地圈定巖體邊界；借助梯度測量可以提高總場網(wǎng)格化精度，并可對梯度測量和總場測量的數(shù)據(jù)做聯(lián)合反演，有助于減少地質解譯的多解性，提高地質找礦效果。四是研究開發(fā)了磁通門式航磁矢量（三分量）樣機，測得的磁場三分量可推得地磁場的所有參數(shù)，其結果可有效減少反演中的多解性，有助于對磁性體的定性及定量解釋。五是自主研發(fā)了一套航磁多參量測量數(shù)據(jù)處理解釋方法和軟件。這套軟件實現(xiàn)了航磁及磁梯度多參量三維任意形體可視化人機交互正反演，可實時人機交互式地修改場源形態(tài)及物性等各種參數(shù)，多視角立體地展示正反演結果，能充分融合解釋人員的經(jīng)驗和知識，使得解釋結果更加符合實際，從而提高應用效果。

數(shù)字化航磁全軸梯度勘查系統(tǒng)提高了航磁探測精度及分辨率，填補了國內這一領域空白，形成的具有自主知識產(chǎn)權達到國際先進水平的裝備及成套技術，推動了我國航空磁測技術水平的進步，將引領我國新一代航空地球物理勘查技術的全面發(fā)展，提升我國航空物探的地質調查和礦產(chǎn)勘查能力，成為支撐我國固體礦產(chǎn)資源勘查和油氣資源調查評價的重要裝備，在我國找礦突破戰(zhàn)略行動中發(fā)揮重要作用。