【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铀矿勘查地球物理勘探领域，具体涉及一种稳谱时间自适应的航空伽玛能谱测量无源稳谱方法。
技术介绍
1、在小型化无人机载航空伽玛能谱测量系统进行铀矿勘查的过程中，由于受到测区环境温度、地磁场、地表放射性活度变化等影响，能谱测量发生能谱漂移，使得后续对能谱数据的处理和解释发生错误，导致测量无效。因此，小型化无人机载航空伽玛能谱测量系统必须具备自动稳谱功能。
2、当前，鉴于绿色勘查要求，采用无放射源自动稳谱方法，自动稳谱的间隔时间采用固定设置，一般每间隔10分钟左右启动一次稳谱。小型化无人机载重有限，搭载的探测晶体体积较小，且测量对象-地表地层放射性活度一般较低，因此采集的伽玛计数率较低。当稳谱时间间隔固定后，容易影响自动稳谱功能的稳定性与稳谱效果。若设置的稳谱间隔时间较短，会导致能谱数据累积量小，受放射性统计涨落影响，u、th、k核素的伽玛特征峰峰形分布变形，使得寻峰不准确，稳谱发生错误；若设置的稳谱间隔时间过长，在稳谱间隔时间内容易发生较严重的能谱漂移，导致测量数据错误。
3、综上，亟需一种根据铀矿勘查测区地表地层放射性活度变化而自适应设定稳谱时间间隔的小型化无人机载航空伽玛能谱测量自动稳谱方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种稳谱时间自适应的航空伽玛能谱测量无源稳谱方法，该方法自动评估每个时间段累计能谱数据的质量，通过自适应的迭代来确定稳谱间隔时间，在提升稳谱效率的同时，获取准确的峰漂移量，支撑后续高精度的稳谱实现。
3、一种稳谱时间自适应的航空伽玛能谱测量无源稳谱方法，所述方法包括：
4、步骤1、构建一定时间段内的累计能谱数据；
5、步骤2、能谱数据前处理；
6、步骤3、稳谱特征峰识别；
7、步骤4、稳谱特征峰拟合；
8、步骤5、拟合效果评价；
9、步骤6、根据谱漂移数据进行稳谱。
10、所述步骤1具体为：令能谱数据累计的单位时间为k，在第m次迭代过程中，取m×k时间段内的累计能谱数据y(m)。
11、所述步骤2具体为：采用高斯函数褶积法、非对称权重的最小二乘法分别对能谱数据y(m)顺序做谱线光滑、本底扣除处理。
12、所述步骤3具体为：使用对称零面积算法做能谱y(m)全谱寻峰，利用一个面积为零且对称的窗函数与能谱数据进行褶积变换，对线性基底的褶积变换将为零，只有存在峰的地方不为零，得到th、k、u能量特征峰的峰位道址p(m)th、p(m)k、p(m)u。
13、所述步骤4具体为：根据特征峰识别结果，带入th、k、u三个峰的峰位、峰高数据，使用能量特征峰的高斯函数依次拟合能谱数据y(m)中的th、k、u三个峰，得到拟合曲线
14、所述能量特征峰的高斯函数为：
15、
16、式中，i表示特征峰序号，hi表示峰高(中心峰位处的伽玛计数率)、xi表示峰位道址、wi表示半高宽，x表示道址，表示第i个特征峰在x道址的伽玛计数率。
17、所述步骤5具体为：依次计算并判断高斯曲线拟合谱与原始谱y(m)th、y(m)k、y(m)u之间的皮尔逊相关系数，若与y(m)th的皮尔逊相关系数则th能峰与高斯拟合曲线呈强相关性，则执行稳谱步骤；否则判断与y(m)k的皮尔逊相关系数成立则执行稳谱步骤；最后判断u峰的与y(m)u的皮尔逊相关系数；如果当前稳谱时间段m×k内，没有出现满足特征峰谱峰分布与其高斯拟合曲线相关系数在0.6以上的，则增加稳谱时间，即m＝m+1，重复步骤1，执行下一迭代循环。
18、所述步骤6具体为：根据谱漂移数据计算公式，计算得到th、u、k三个稳谱目标峰的谱漂系数，根据增量式的pid稳谱计算公式，计算获得稳谱增益值，完成谱漂的反馈调节。
19、所述谱漂移数据计算公式为：
20、e(m)th＝pth-p(m)th、e(m)k＝pk-p(m)k、e(m)u＝pu-p(m)u，
21、式中，e(m)表示谱漂系数，pth、pk、pu是已知的标准th、k、u峰位道址数据。
22、所述增量式的pid稳谱计算公式为：
23、u(t)＝u(t-1)+kp(et-et-1)+ki*et+kd(et-2et-1+et-2)
24、式中，t表示进行pid稳谱的次数；u(t)表示第t次pid稳谱计算的增益倍数，u(t-1)表示其历史计算结果；et表示第t次pid稳谱计算时的谱漂系数，根据步骤5拟合判定结果，et是e(m)th、e(m)k、e(m)u三个谱漂数据的优选值，et-1、et-2表示其历史结果；kp、ki、kd分别表示系统中比例系数、积分系数与微分系数。
25、本专利技术的有益技术效果在于：
26、1、能够实现铀矿勘查领域内小型化无人机载航空伽玛能谱测量无源自动稳谱功能，获取准确的伽玛能谱数据，进而得到准确的地表地层放射性核素含量，圈定真实铀异常区，精准指导铀矿勘查。
27、2、在适于开展小型化无人机载航空伽玛能谱测量的地形复杂、高寒高原铀矿勘查区内，有效提升铀矿勘查效率，大幅节约铀矿勘查费用。
28、3、该方法同样适用于钾盐矿勘查、金矿勘查、低空辐射环境评价、低空放射源搜查等工作的小型化无人机载伽玛能谱测量的无源自动稳谱实现。
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1.一种稳谱时间自适应的航空伽玛能谱测量无源稳谱方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种稳谱时间自适应的航空伽玛能谱测量无源稳谱方法，其特征在于，所述步骤1具体为：令能谱数据累计的单位时间为k，在第m次迭代过程中，取m×k时间段内的累计能谱数据y(m)。
3.根据权利要求2所述的一种稳谱时间自适应的航空伽玛能谱测量无源稳谱方法，其特征在于，所述步骤2具体为：采用高斯函数褶积法、非对称权重的最小二乘法分别对能谱数据y(m)顺序做谱线光滑、本底扣除处理。
4.根据权利要求3所述的一种稳谱时间自适应的航空伽玛能谱测量无源稳谱方法，其特征在于，所述步骤3具体为：使用对称零面积算法做能谱y(m)全谱寻峰，利用一个面积为零且对称的窗函数与能谱数据进行褶积变换，对线性基底的褶积变换将为零，只有存在峰的地方不为零，得到Th、K、U能量特征峰的峰位道址P(m)Th、P(m)K、P(m)U。
5.根据权利要求4所述的一种稳谱时间自适应的航空伽玛能谱测量无源稳谱方法，其特征在于，所述步骤4具体为：根据特征峰识别结果，带入Th、K、U
6.根据权利要求5所述的一种稳谱时间自适应的航空伽玛能谱测量无源稳谱方法，其特征在于，所述能量特征峰的高斯函数为：
7.根据权利要求6所述的一种稳谱时间自适应的航空伽玛能谱测量无源稳谱方法，其特征在于，所述步骤5具体为：依次计算并判断高斯曲线拟合谱与原始谱y(m)Th、y(m)K、y(m)U之间的皮尔逊相关系数，若与y(m)Th的皮尔逊相关系数则Th能峰与高斯拟合曲线呈强相关性，则执行稳谱步骤；否则判断与y(m)K的皮尔逊相关系数成立则执行稳谱步骤；最后判断U峰的与y(m)U的皮尔逊相关系数；如果当前稳谱时间段m×k内，没有出现满足特征峰谱峰分布与其高斯拟合曲线相关系数在0.6以上的，则增加稳谱时间，即m＝m+1，重复步骤1，执行下一迭代循环。
8.根据权利要求7所述的一种稳谱时间自适应的航空伽玛能谱测量无源稳谱方法，其特征在于，所述步骤6具体为：根据谱漂移数据计算公式，计算得到Th、U、K三个稳谱目标峰的谱漂系数，根据增量式的PID稳谱计算公式，计算获得稳谱增益值，完成谱漂的反馈调节。
9.根据权利要求8所述的一种稳谱时间自适应的航空伽玛能谱测量无源稳谱方法，其特征在于，所述谱漂移数据计算公式为：
10.根据权利要求9所述的一种稳谱时间自适应的航空伽玛能谱测量无源稳谱方法，其特征在于，所述增量式的PID稳谱计算公式为：
...【技术特征摘要】
1.一种稳谱时间自适应的航空伽玛能谱测量无源稳谱方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种稳谱时间自适应的航空伽玛能谱测量无源稳谱方法，其特征在于，所述步骤1具体为：令能谱数据累计的单位时间为k，在第m次迭代过程中，取m×k时间段内的累计能谱数据y(m)。
3.根据权利要求2所述的一种稳谱时间自适应的航空伽玛能谱测量无源稳谱方法，其特征在于，所述步骤2具体为：采用高斯函数褶积法、非对称权重的最小二乘法分别对能谱数据y(m)顺序做谱线光滑、本底扣除处理。
4.根据权利要求3所述的一种稳谱时间自适应的航空伽玛能谱测量无源稳谱方法，其特征在于，所述步骤3具体为：使用对称零面积算法做能谱y(m)全谱寻峰，利用一个面积为零且对称的窗函数与能谱数据进行褶积变换，对线性基底的褶积变换将为零，只有存在峰的地方不为零，得到th、k、u能量特征峰的峰位道址p(m)th、p(m)k、p(m)u。
5.根据权利要求4所述的一种稳谱时间自适应的航空伽玛能谱测量无源稳谱方法，其特征在于，所述步骤4具体为：根据特征峰识别结果，带入th、k、u三个峰的峰位、峰高数据，使用能量特征峰的高斯函数依次拟合能谱数据y(m)中的th、k、u三个峰，得到拟合曲线
6.根据权利要求5所述的一种稳谱时间...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨芮，赵丹，秦明宽，乔宝强，刘章月，刘福至，
申请(专利权)人：核工业北京地质研究院，
类型：发明
国别省市：
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