【技术实现步骤摘要】
复杂强磁性体的航空勘探方法和勘探系统
[0001]本专利技术涉及航空磁法勘探
，尤其涉及一种用于金属矿物勘探、且适用于任意观测高度、任意几何形状和任意磁化率分布的复杂强磁性体的航空勘探方法和勘探系统。
技术介绍
[0002]金属矿产是国家经济发展的重要物质基础，开展金属矿产勘探对于维护国家安全和利益具有重要意义。因金属矿产具有磁性，磁法勘探已成为金属矿产勘查的有效手段。伴随无人机技术、磁力仪、磁梯度仪的发展，航空磁测技术日渐成熟，与地面磁测相比，测量效率高，且不受水域、森林、沼泽、沙漠和高山的限制，为实现复杂地区金属矿产勘探提供了技术保障。与此同时，研究与航空磁测资料相匹配的数据反演解释方法成为迫切需求。正演计算是磁测资料反演解释的基础，其计算精度和计算效率直接影响反演解释的效果。目前多数磁场正演计算方法，主要面向弱磁情况下应，此时退磁效应影响小，可忽略不计。但对于大多金属矿产，如磁铁矿等，展现出强磁性，此时退磁效应不可忽略。利用弱磁场计算方法计算强磁场，会产生较大误差。此外，强磁性体磁场梯度张量正演计算研究较少。为适应航空磁测金属矿产勘探需求，研究考虑退磁效应的强磁性体磁场及其梯度张量快速、高精度正演计算方法成为急需解决的问题。
[0003]目前针对强磁性体磁场及其梯度张量正演计算的研究较少。公开号为CN109254327A的专利文献，公开了一种三维强磁性体的勘探方法及勘探系统,，其中提出了一种强磁性体磁场正演计算的方法，借助快速傅里叶变换算法，该方法实现了快速、高精度强磁性体磁场正演计算。该方法适合...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.复杂强磁性体的航空勘探方法，其特征在于，包括以下步骤：根据地下目标区域、强磁性体的展布范围、强磁性体的磁化率分布数据，计算地下目标区域强磁性体的磁场；根据地上观测高度、水平观测点坐标、地下目标区域强磁性体的磁场，计算地上观测高度强磁性体的磁场；根据地上观测高度、水平观测点坐标、地下目标区域强磁性体的磁场，计算地上观测高度强磁性体的磁场梯度张量；若地上观测高度强磁性体的磁场、磁场梯度张量分别与仪器测量得到的地上观测高度强磁性体的实际磁场、实际磁场梯度张量相同，将强磁性体的磁化率分布数据作为所述强磁性体的实际磁化率分布数据以用于航空勘探所述强磁性体。2.根据权利要求1所述的复杂强磁性体的航空勘探方法,其特征在于，计算地下目标区域强磁性体的磁场，包括：(a)根据所述地下目标区域和所述强磁性体的展布范围建立初始三维棱柱体模型；(b)将所述初始三维棱柱体模型均匀划分成多个规则的小棱柱体；(c)根据所述强磁性体的磁化率分布数据对每个所述小棱柱体的磁化率进行赋值，得到对应所述强磁性体的目标三维棱柱体模型；(d)根据所述目标三维棱柱体模型计算得到模型磁场加权系数；(e)根据所述目标三维棱柱体模型计算得到紧算子；(f)根据地球主磁场模型，计算每个所述小棱柱体几何中心处的地球主磁场；(g)将每个所述小棱柱体几何中心处的所述地球主磁场作为其对应的磁场初始值；(h)根据所述目标三维棱柱体模型、所述磁场初始值以及模型磁场加权系数计算得到空间域异常磁场；(i)根据所述磁场初始值、所述紧算子和所述空间域异常磁场计算得到总磁场；(j)若所述总磁场满足给定的迭代收敛条件，将所述总磁场作为所述地下目标区域强磁性体的所述磁场；(k)若所述总磁场不满足所述给定迭代收敛条件，将所述总磁场作为所述磁场初始值，并重复执行步骤(h)至步骤(k)。3.根据权利要求2所述的复杂强磁性体的航空勘探方法,其特征在于，步骤(d)中，对于三维棱柱体模型中的每个小棱柱体，模型磁场加权系数包括6个，分别是：三维棱柱体模型中的每个小棱柱体，模型磁场加权系数包括6个，分别是：
其中：三维棱柱体模型所在区域即地下目标区域强磁性体的磁场所在区域，地下目标区域强磁性体的磁场所在区域与地下目标区域强磁场观测点区域重合，各小棱柱体的几何中心同时作为地下目标区域强磁场观测点区域中的观测点，(x
i
,y
j
,z
k
)和(ξ
m
,η
n
,ζ
l
)分别表示三维棱柱体模型中的小棱柱体的几何中心坐标和地下目标区域强磁场观测点区域中的观测点坐标，i＝1,2,
…
,N
x
，j＝1,2,
…
,N
y
，k＝1,2,
…
,N
z
，m＝1,2,
…
,N
x
，n＝1,2,
…
,N
y
，l＝1,2,
…
,N
z
，此处N
x
，N
y
和N
z
分别为三维棱柱体模型x，y和z方向上小棱柱体的数量，Δx，Δy和Δz分别为小棱柱体在x，y和z方向的尺寸，arctan表示反正切运算，ln表示对数运算，ξ，η，ζ分别表示加权系数计算公式中的积分上下限，上限取ξ＝x
i
‑
ξ
m
+0.5Δx，η＝y
j
‑
η
n
+0.5Δy，ζ＝z
k
‑
ζ
l
+0.5Δz，下限取ξ＝x
i
‑
ξ
m
‑
0.5Δx，η＝y
j
‑
η
n
‑
0.5Δy，ζ＝z
k
‑
ζ
l
‑
0.5Δz。4.根据权利要求3所述的复杂强磁性体的航空勘探方法,其特征在于，步骤(e)中，紧算子包括：其中：α(x
i
,y
j
,z
k
)和β(x
i
,y
j
,z
k
)表示以(x
i
,y
j
,z
k
)为几何中心坐标的小棱柱体的紧算子，χ(x
i
,y
j
,z
k
)表示以(x
i
,y
j
,z
k
)为几何中心坐标的小棱柱体的磁化率。5.根据权利要求4所述的复杂强磁性体的航空勘探方法,其特征在于，步骤(h)中，空间域异常磁场H
a
(x
i
,y
j
,z
k
)的三个分量如下：
其中：m
x
(ξ
m
,η
n
,ζ
l
)，m
y
(ξ
m
,η
n
,ζ
l
)和m
z
(ξ
m
,η
n
,ζ
l
)分别表示小棱柱体的几何中心坐标(ξ
m
,η
n
,ζ
l
)处的空间域磁化强度M(x
i
,y
j
,z
k
)的x分量，y分量和z分量；M(x
i
,y
j
,z
k
)＝χ(x
i
,y
j
,z
k
)H
(0)
(x
i
,y
j
,z
k
)，H
(0)
(x
i
,y
j
,z
k
)为以(x
i
,y
j
,z
k
)为几何中心坐标的小棱柱体的磁场初值，H
(0)
(x
i
,y
j
,z
k
)＝H
b
(x
i
,y
j
,z
k
)，H
b
(x
i
,y
j
,z
k
)为小棱柱体的几何中心坐标(x
i
,y
j
,z
k
)处的地球主磁场，由地球主磁场模型计算得到；m＝1,2,
…
,N
x
，n＝1,2,
…
,N
y
，l＝1,2,
…
,N
z
。6.根据权利要求5所述的复杂强磁性体的航空勘探方法,其特征在于，步骤(i)中，总磁场H
(1)
(x
i
,y
j
,z
k
...
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