高精度磁法测量工作流程

高精度磁法测量工作流程内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）目录第一章出队前的准备第一节野外用品准备在接到出队任务时，磁测小组成员必须将出队所需的仪器、材料，测量物性标本的工具（标本架、电子称、钢尺、罗盘、记录本等）准备好，对野外安全措施物品等物资进行清点，发现所缺应立即上报负责人进行购买。

当确定生产工具配备齐全后，小组成员须共同检查仪器及配套工具的完好程度，经检查一切正常后，由项目负责人进行磁法仪器的分配，并做好相关记录。

同时提醒工作人员在野外的生产注意事项和操作规程，各操作员接到仪器后要妥善保管、不定期的检查和维护，确保野外生产的顺利进行。

第二节工期的确定及资金的准备项目负责人应提前收集工区的地形、地质及物化探资料，编写工作设计。

根据收集来的地质资料，分析工区的地质、地形难易程度，再结合以往工作经验，确定出完成野外工作区任务的大体时间，然后上报给单位负责人审批。

审批完成后从财务借野外生产备用资金。

第二章野外操作步骤第一节踏勘踏勘的主要目的是了解工区概况，以确定方法的有效性。

踏勘工作的工程布置图可根据收集来的地质及物化探资料初步布设，以测线垂直探测对象或已知异常的走向为原则，踏勘应包括下列内容：a 核对地质情况及研究程度、了解可供利用的山地工程、测绘标志、以前的物化探测网及异常标志等；b 了解可布测区范围、测线方向和长度；c 了解工区地形、地貌、通视和交通运输等工作条件；d 收集（测定）主要岩矿（包括第四纪盖层）石的磁化率和剩磁参数；e 了解地质和人文干扰因素的种类、强度及分布等情况；f 采集少量矿样及高磁性的岩石进行物性测试，每个测点不少于5块标本，以提高代表性，初步了解有用矿产的种类、矿石富集程度及与磁性参数的关系。

第二节测网布设根据委托人和设计要求，采用相关工作比例尺，基线采用中海达RTKV8进行布设，实地点位误差小于设计要求。

测点布设采用手持GPS与磁测工作同时进行，工作前GPS需进行参数校正。

如需设计测网，首先确定测线方向，应以垂直探测对象或已知异常的走向为原则进行布设。

这是因为垂直地质体走向上的磁场变化最大，测线沿此方向可以最小距离控制异常范围，而且垂直于走向的磁场变化特征最明显，有利于异常研究。

测线的方向必须垂直于基线，并尽量把基线布置在邻近主要探测对象的地带或在测区中部，以减少主要异常部分的定点误差。

在可能的情况下，使基线布置于通视条件好的地段，如山脊或山谷以便于联测工作的进行。

测网密度于比例尺的确定见下表表中点、线距只供参考，实际在普查工作中；线距应不大于最小目标物的长度，其测点距应保证测线上至少有三个连续测点能在既定的工作精度上反映异常。

有时限于工作条件和为了工作方便，也可按不规则测网进行观测。

第三节磁法测量一、随机干扰的消除和仪器的校验1、随机干扰的消除地表裸露的火成岩，变质岩及各种黏土，砖头瓦块等都有K=n*105-—n*104-SI的弱磁性，且其磁性分布不均匀，常对磁测造成无规律的随机干扰。

其磁性特征表现为不规则的锯齿状起伏，会使高精度磁测产生很高的背景噪音，严重时将会淹没较弱的有用磁异常信息，使磁测工作失败，尤其是对各种梯度测量工作。

由于都是采用多探头在不同空间位置进行测量的，若表层磁性不均匀对不同位置上探头的影响明显不同，则会造成比磁场测量更为严重的后果。

所以无论高精度磁场测量还是多参量梯度测量，都必须十分注意避免浅层磁性不均匀造成的干扰。

○1提高探头的观测高度是避免浅层干扰异常异常的重要措施。

浅层的随机干扰异常随探头观测高度的增加而很快的衰减。

在实际工作中，要通过实验确定最佳探头观测高度。

这首先要在测区内选定一条长约百米，对浅层干扰有代表性的典型剖面。

用0.5米、1米、米2米、等种4不同高度以3—5米的点距各进行一次往返观测。

分别计算4种高度的均方误差，而后以探头高度为横坐标，以均方误差为纵坐标绘出误差随高度变化曲线。

在一般情况下，随着观测高度的增大，观测误差趋于减小并接近一恒定值，据此即可选出接近恒定值的最佳探头高度。

显然，误差随着探头高度变化曲线与所选典型剖面情况的关系很大。

当测区范围较大时，用一条典型剖面代表全区随机干扰异常情况是有困难的，此时可以多选几条典型剖面进行同样的实验，再从这数条剖面的实验中确定高度最大的最佳探头高度在全区野外观测中保持不变，而且要求实测中探头的高度误差不超过规定高度的1/10。

○2加密测网，以便用数据处理的方法滤除随机干扰。

在实际工作中，将探头举高到4—5米已经很困难了，即使用这种高度，对完全消除随机干扰来说仍是远远不够的。

因此必须借助于数学处理地的方法来滤除随机干扰，这就要求把干扰异常的特征测出来，否则无法做场的变换，此时，按传统方法确定的测网密度就不够了，仍要在典型剖面上作选择最佳点距的试验，具体做法是在典型剖面上用最佳探头高度按1米的点距进行约100点的观测。

而后按1米、2米、3米、4米、5米等5种不同的点距来选取测点，按照以下公式计算5种点距的逼近误差m 'm '=∑==-+-+ni i i i i n X X X 12112)2( 式中X i 为按不同点距确定的第i 测点的观测值11-+i i X X 与为其前后两点的观测值n 为参与统计的点数显然，点距越小逼近误差越小，干扰场的幅值越小逼近误差越小。

将点距∆X 为横坐标，逼近误差m '为纵坐标绘制m '随∆X 的变化曲线。

以m '不大于所要求的观测误差m 为原则确定点距∆X 。

○3选用适当的滤波器，压制干扰噪声突出有用信息 关于位场滤波器方面的专着很多，各电算站都有专门的软件包，在实际工作中可根据当地异常情况与任务要求，选用适当的滤波器对磁测数据做电算处理，就可以达到滤除随机干扰，突出有用信息的么目的。

2、仪器的校验野外工作使用仪器为PMG-1质子磁力仪，观测参数为总磁场强度T 。

，生产之前应对使用仪器进行全面鉴定。

主要内容有仪器噪声测定、仪器设备性能校验。

○1仪器噪声测定： a 、当有3台以上的磁力仪同时工作时，可选择一处磁场平稳而又不受人文干扰影响的地区，将这些仪器的探头置于此区，并使探头之间的距离保持20m 以上，以免探头磁化时互相影响。

而后使这些仪器同时做日变测量，观测时要达到秒一级同步。

此时地磁场变化对这些仪器的观测值的影响是同向的，而这些仪器各自的噪声对观测值的影响是无定向的，而且仪器数量愈多，噪声对这些仪器观测值的平均值的影响将趋于零，就可把此平均值视作地磁场的“真值”。

因此可取100个左右的观测值按下式计算每台仪器的噪声均方根值S ，要求S 小于2nT 。

计算噪声均方根值的公式：式中： i X ∆—第i 时的观测值X i 与起始观测值X 0 的差值； i X ∆—这些仪器同一时间观测差值i X ∆的平均值；n —总观测数，i=1，2……nb 、当仪器不足3台时，可用单台仪器在上述平稳的磁场作日变，连续观测百余次，若读数间隔为5—10s 时，则安7点滑动取平均值i X 。

若读数间隔为—1min 时则按5点滑动求平均值。

计算公式如下7点滑动 )(71321123+++---++++++=i i i i i i i i X X X X X X X X5点滑动 51=i X （2112++--++++i i i i i X X X X X ）○2仪器设备性能校验：选择一条测线，测点数不少于50个，其中少数点要处于较强的异常场上（约为均方误差的5倍以上）,使参加野外生产的多台仪器，作往返观测。

计算仪器自身均方误差和总观测均方误差，要求总观测均方误差不大于设计均方误差值的2/3。

用多台仪器进行重复观测，计算总均方误差的公式为：式中，Vi—某次观测值（包括参与计算平均值的所有数值）与该点各次观测值平均数之差。

n—检查点数，i=1，2……n；m—总观测次数，等于各检查点上全部观测次数之和。

使用前及生产结束后均应对仪器性能和各仪器间的一致性进行现场校验，生产期间每2个月进行一次仪器校验，以保证满足设计书和《规范》DN/T0071-93有关规定的要求。

对于仪器噪声比不符合设计书要求的，有明显系统误差的及观测均方误差达不到要求的仪器，应查明原因，必须重新进行调节和校验，如仍达不到要求，则应停止使用。

仪器如经过调节和检修，则需重新进行性能校验。

○3测定磁力仪的一致性a、测定探头的一致性：经验表明，制作探头与夹固探头的各种材料的“磁清洁”程度有差异，是造成一致性误差的主要因素。

因此，在每测区开工前测定磁力仪的一致性，方法如下：首先将成套仪器所配探头（一般是5个）编上号，然后用两台仪器作秒级同步日变观测。

其中台站型仪器及一个探头固定不变，即以此为准进行比较另一台仪器分别轮换同其余4个探头相联结，并注意换探头时主机不能关机，各探头位置应尽量一致，调谐场值预先选好保持不变。

每个探头读数三十余次以上，而后分别求出相应与台站仪器读数的差值，并计算各差值数组的算术平均值，比较这4个平均值，即可判断探头的一致性。

如以某次测定为例，得出5个探头的一致性如下表：由上表可见1，3，4号探头一致性较好，而2号与5号探头一致性较好，可以配对使用。

使用中不能随意调换探头，以免引入系统误差。

b、校验主机的一致性：从原理上说，质子磁力仪的主机就是一个用来测定核子旋进频率的测频器，而当前测频精度是很高的，主机能以的分辨率来精确测量频率，出厂时都用精确度更高的讯号发生器进行校准，并保证绝对准确度50000nT时为+1nT。

所以，一般情况下，主机的一致性都能符合要求。

为校验主机的一致性，可使用同一探头，用不同主机轮换作日变观测，使每台主机读数20--30次，将整个测量段的日变曲线绘出，察看曲线变化趋势是否有脱节现象。

若曲线“圆滑”，即表明主机的一致性良好。

二、基点的建立1、总基点总基点是全区磁异常的起算点，必须位于正常磁场内。

可以参照1：50万航磁资料，并经过十字剖面观测，在磁场平稳区初选基点位置。

当符合基点建立的条件时，方可确定总基点位置。

在总基点上进行昼夜日变观测，并选取2小时内地磁场平均值变化不超过2nT的时间段，求出平均值即得到总基点的T0值，并埋桩标记。

总基点位置必须实地确定，要求是：a、位于正常场内。

b、磁场的水平梯度和垂直梯度变化较小，在半径2m高差0.5m的范围内，磁场变化不超过设计均方误差的1/2。

c、附近没有磁性干扰物（特别是可移动的干扰物）、并远离建筑物和工业设施（如铁路、厂房、高压线等）。

d、所在地点能长期不被占用，有利于标志的长期保存。

为了选好总基点，当有空地联系较准确的航磁测图或较小比例尺的磁测成果图时，可以从图上选择正常场，然后实地确定。