航磁异常探测数据采集及仿真技术研究

发布时间：2021-02-28 16:27

　　航磁异常探测属于航空磁探测的分支,是一种基于航空平台进行磁测量的手段,在地球物理中研究地址构造,矿物勘探,磁场图绘制中有着广泛的应用。航磁异常探测首先需要进行航磁补偿,其目的是消除飞机平台自身由于姿态,航向等因素所产生的干扰场,并获得飞机探头处的地磁场数据。在航磁补偿过程中,若采集得到的信号中有明显的起伏,则可以将其认定为航磁异常。本文以采集航磁补偿中必要数据为目的,研究了如何进行数据采集,对于数据如何基于处理,并基于这些成果研制出了PXI架构上的航磁数据采集系统。最后给出了一套地面半实物仿真系统,可用于检测数据采集系统的可用性及性能指标,为真正的航磁异常探测提供了可靠的保障。本文的主要工作和成果包括:首先,本文对比了频率计数从60年代至今的各种方法之间的优劣,结合航磁频率数据的特点,给出了一种基于时间戳连续计数并改进的方法,通过这种方式,能够增加测量的精度,同时为后期其他数据的同步采集做好准备;第二,提出了对采集的原始数据进行预处理方法。数据采集系统采集的数据中包含着各种噪声,真正对于最终软补偿算法有意义的信号频带都在低频段。为了能够尽可能消除噪声的影响以及由于测量误差造成的影响,研... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 航磁异常探测研究现状
        1.2.1 航磁探测国内外研究现状
        1.2.2 航磁数采系统国内外研究现状
    1.3 主要研究内容
    1.4 论文研究内容和章节安排
第2章 航磁异常探测中的频率计数的研究
    2.1 频率计数发展
        2.1.1 传统计数方法
        2.1.2 倒数计数法
        2.1.3 插值倒数计数法
        2.1.4 时间戳连续计数法
        2.1.5 方法对比与优劣性分析
    2.2 基于航磁补偿的频率计数分析与改进
        2.2.1 航磁补偿中频率特征
        2.2.2 航磁数据采样率要求
        2.2.3 基于航磁补偿特有频率计数的改进
        2.2.4 改进的时间戳计数设计
    2.3 实验对比与结论
    2.4 本章小结
第3章 航磁数据的预处理研究
    3.1 原始数据分析
        3.1.1 直接比对
        3.1.2 小波分析
        3.1.3 分析结论
    3.2 低通滤波器
        3.2.1 有限长单位冲激响应滤波器（FIR）
        3.2.2 滤波器设计
        3.2.3 实验比对
        3.2.4 实验结论
    3.3 卡尔曼滤波
        3.3.1 卡尔曼滤波器简介
        3.3.2 卡尔曼滤波器设计
        3.3.3 卡尔曼滤波器验证
        3.3.4 卡尔曼滤波器分析与改进
    3.4 本章小结
第4章 航磁数采系统与地面仿真技术研究
    4.1 航磁数采系统
        4.1.1 基础数据采集
        4.1.2 频率与电压同步采集
        4.1.3 异常数据处理
        4.1.4 数据预处理与波形绘制
    4.2 半实物仿真技术
        4.2.1 半实物仿真设备与环境
        4.2.2 仿真等效性论证
    4.3 地面仿真系统实验
        4.3.1 实验方案
        4.3.2 实验记录
        4.3.3 实验总结
    4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FPGA的数字频率计原理设计与实现[J]. 张一鸣.  电子世界. 2015(19)
[2]基于FPGA和VHDL的高精度数字频率计研究与设计[J]. 晏细兰,谢景明,熊茂华.  计算机光盘软件与应用. 2014(15)
[3]地球物理勘查技术与应用研究[J]. 袁桂琴,熊盛青,孟庆敏,周锡华,林品荣,王书民,高文利,徐明才,史大年,李秋生.  地质学报. 2011(11)
[4]软磁测试及分析系统设计[J]. 高诗,颜德田.  国外电子测量技术. 2010(12)
[5]PXI总线平台的比较研究[J]. 叶关山.  科学技术与工程. 2008(16)
[6]青藏高原中西部航磁异常的匹配滤波分析与构造意义[J]. 贺日政,高锐,郑洪伟,张季生.  地球物理学报. 2007(04)
[7]高分辨率航磁方法及在大冶铁矿区的应用[J]. 于长春,范正国,王乃东,熊盛青,万建华,张洪瑞.  地球物理学进展. 2007(03)
[8]鄂尔多斯及邻区航磁异常特征及其大地构造意义[J]. 王涛,徐鸣洁,王良书,刘绍文,胡旭芝.  地球物理学报. 2007(01)
[9]运五飞机上航磁梯度测量系统的安装与补偿[J]. 李晓禄,蔡文良.  物探与化探. 2006(03)
[10]国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）[J].   中华人民共和国国务院公报. 2006(09)

硕士论文
[1]基于磁异信号的目标探测技术实验研究[D]. 胡祥超.国防科学技术大学 2005



本文编号：3056124