[地质矿产标准]-DZ 56-87 地面高精度磁测技术规定.pdf
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1、中 华 人 民 共 和 国 -V 2I 标 准 DZ 5 6一 8 7 地面高精度磁测技术规定 1 9 8 7 一 1 2 一 0 7 发布 1 9 8 8 一 0 6 一 0 1 实施 中华人民共和国地质矿产部 、 发布 目录 1 工作任务 , “ ” ” , , “ “ ” 1 ) 2 技术设计 , , 二 ” ” ,. ,. t “ , , 二 , ” , , - , , “ “ z) 3 仪器设备 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 5 ) 4 野外工作 ,. , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . , 一 , ( 7 ) 5 资料整理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 1 0 ) 附 录A 磁 力 仪 性 能 的 校 验( 补 充 件 ). , , 。 , , , , ” . 一 , . ( 1 2 ) 附录B 高精度磁 测的各项改正与基,站联M 9 工作 ( 补充件) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4、 . ( 1 5 ) 附 录C 用 质 子 磁 力 仪 或 梯 度 仪 A 9 定 岩 ( 矿 ) 石 标 本 的 方法( 补 充 件 )” ,. ,. ” “ ( 2 z 1 附 录D 用 于 高 精 度 磁 测 的 各类 磁力 仪 的 主 要 性 能 参 考 表1 0 0 . A t . 3 用 四 阶差 分 包 络值 的八 分 之 一 来 表 示仪 器 的 噪 声 水 平。 当磁力仪的读 数间隔远小于外场变化周 期时, 观测结果中 随时间变 化的磁 场, 相对于噪声来 说是 一 种 低 频 成 分 , 而 对 数据 作 四 阶 差 分 处 理, 相 当 于 一 个 高 通 滤波 器 。
5、因 此 在 四 阶 差 分 值 中 低 频成 分 被 滤 掉 了 , 而 主 要 保 留了 噪 声 并 得 到了 放 大 。 由 此可 见 用 四 阶 差 分 能 较 真实 地 反 映出 仪 器 的 噪 声 水 平 。 所 以 近 年 来 国 外 多 用 四 阶 差 分 包 络值 的十 六 分 之 一 来 表 示 仪 器 的 噪声 水 平 。 . 它 是 假 定噪 声为 幅值 相 等 1 2 DZ S一 .7 且正负 相间的特殊模式下提出的。然而噪声并不遵循任何一种特定模式分布而是随机的。 为此 根 据噪声的 随机 性, 可在计 算机上产生一大批随机数来模W %声,这时对该噪声不论采甩何种 方
6、法进行 统 计, 具 结 果 都 应 该 相同 。 经 过多 次试 验 表 明 : 用 四 阶 差 分 包 络 值 的 八 分 之 一 来 表 示 噪 声 水 平 , 比 用 四 阶差分包 络值 的十六 分之一来表 示噪声水平更能真实 地反映仪器性能而不受人为习惯的影响。 由于数 据是等间隔的,对于第i ;个数据值X 1 的四 阶差分值B 油下式给出: B ; 二X ; 一 2 一4 X一 1 + 6 X ; 一4 X i + 1 + Xi + 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( A 3 )
7、 则仪器的噪声水平为 : S = 上 8 一1 .一 ( B ; 一 B ) . . . , . . . . . . . ( A 4 ) 式 中 : 二 分 髯 B 1, 为 参 加 统 计 的 观 测 值 数 。 A l . 4 三种测定噪声方法的比较 为了 进行比较, 将三台微机质子 磁力 仪 按上述要求在同一地点同时测定仪器的噪声水平, ( 达到秒一 级同 步观测) 而后用三 种方法计算各台仪器的噪声水平如下表: 磁力仪类型及号码 三台仪器同时测定法七点滑动平均法 四阶差分包络值的1 / 8法 s值 n l 与平均值的 百分误差, % s值 nf 与 平均值 的 百分误差, % s值 n
8、 T 与平均值的 百分误差, % OMNI一4 3 3 6 0 M P一4 3 1 6 “ MP一4 0. 1 6 0. 1 7 0. 2 4 1 4 1 1 1 1 0 . 1 3 0. 1 8 0 . 3 0 7 5 1 1 0 . 1 2 0 . 2 1 0 . 2 7 1 4 1 1 0 由表可见三 种方法算出的 噪声水平是很接近的, 其差异在统计涨落范围 之内, 而且三 种方法表示 仪器噪声水平的次序不变。 A2 磁力仪观测均方误差与一致性测定 观测均方 误差是 操作质 量,点位误差, 探头高 度误差,日 变改正误差等各种误差的 综合反映,它 是评价高精度 磁法 工作质量的主要指标。
9、当 对仪器观测误差与一致性进行测 定时,要 选择浅 层干扰较 少且无人文干 扰场影响地区,并要求测线穿过 十 余纳特弱磁异常变化地区。 在测线上布 置5 0 -1 0 0 个 测点,作好标记,使 参与生产的各台磁力仪 ( 含备用 磁力仪)都在这些测点上作往返观测, 将观测值 进行日 变改正 后按下式计算每台仪器的观测均方误差。 A Z . 1 观测均方误差公式: E= 士 式中:a ; = 第1 点的原始观测与检查观测之差 厚 一 , ,. (A5) ” 二 检查点数,i 二1 , 2,。 A 2 . 2 各仪器的一致性用总观测误差衡量,如下式: DZ 55一 .7 。= 士 T ly vi-
10、T.“-V. ”一 、 式 中 : V i 为 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 , . ” ” , 川= 总观测次数,等于各检查 点上 全部观测次数之和。 总观测误差不超 过设计总误差的二分之一时,表明仪器的一致性校验合格。 A2 . 8 仪器的 系统误差为每 台仪器 的Vi 的总平均值 。如下式 , 又上 窗价( A7 ) n 为参与 统计的观测值 总数。 显 然 , 当 V i 纯 为 偶 然 误 差 数 ,T7 = 。 . 据 试 验厂 一 般都 小
11、 于 磁力 仪噪 声 均 方 根 值 的2 倍 , 尺2 S . 由 此看 来, 仪器说明书规定微机质子磁力 仪测定地球绝对磁场的误差不超过土1 n T , 普 通质子磁力仪 测定地球绝对磁 场的误差不超过1 2 . 5 n T ,还是可以达到的。 A8 磁力仪的 “ 零报”与受温度影响情况的校验 将磁力仪置于室外空气流通的环境 ( 但防止阳 光直接曝晒)作昼夜2 4 h 日 变观 侧,并于零h , 6 h , 1 2 h , 1 8 h , 2 4 h 等5 个时间段各进行一次噪声均方根值测 定。测 定时记下当 时的温度, 而后按A1 式 计 算 噪 声 均 方 根 值 并 按 下 式 计
12、算 平 均 “ 飘 移 ” 值 v . Y = 1 .Y ( A X i 一 T) ( A8 ) 式中 : A X i 与 全 X ; 的 含 义同( A 1 ) 式。( 注 : 此 时X u 为 零 时 观 测 值, 以 后 各 次 测 定 时X 。 值 不 变) o 得出S及Y之 后,即可以时间为横坐标,以S及Y为纵坐标作图, 能反 映出 仪器零点飘移及不同 温 度时仪器 性能的变化 情况。 实践经 验表 明:在允 许的温 度与湿 度范围内使用 质子磁力仪或光泵磁力仪工作时,一般无明显的 零 点 “ 飘移”或 读数突变 现象。 所以无须 进行温 改 正或 按时间配赋的 “ 零飘” 改正等与
13、仪器因 素有 关的各项改正。 DZ 56一 r ; ;i 附录B 高 精 度 磁 测 的 各 项 改 正 与 基 , 站 联 测 土 作 ( 补充件) B 1 正常梯度改正与离度改正 当 进行大面积高精 度磁测工作时, 需要进行正常梯度改正。 此时若仍沿用 查全国 地磁图的办法作 正常场梯度改正,就不能满足精度要求了。 此时要用国际地磁参考场I G R F 1 9 8 0 ,。 模型提供 的高斯 系 数 , 用 电 子 计 算 机 算 出 测区 内1 1 k m 节 点 地 磁 场 T o 值 。 而 后 以1 n T 的 间 距 绘 制 T 。 等 值 线图 用 此图 作正常场梯度改 正,其
14、作法是以通过总基点的等值线为零线,向北每 过一 条等 值线减少1 n T , 向南 过一条等值线增加1 n T,以此类推。 B 1 . 1 地 磁场各分量的球谐 表达式: X 二 一 至 仓( 。 了 c o s m , 十 * 了 s i 孟 。 , ) d 9 P “ ( c o sB ) Y = i i mm = , = o s in O 。 : 5 一 “ 一 : 。 。 5 ? , , P n 一 “ , Z 二 蒸 息 一, , ( g . c o s m 1 + h a s ,一 “ , . P - 一 0 ) ( B1 ) 、卜|11户|尹 式中 : g “ , h .高 斯
15、系 数 , 可 查 表 求 得 , P 厂 ( c o s B ) 。 次。 阶 缔合 勒 让 德 多 项 式 ; 又 各节点的纬度值。 可见将高斯系数与各节点的坐标值代人 ( B1 ) 式, 即可求出 各节点的正常磁 场值。 B 1 . 2 国际地 磁参考场 ( I G R F ) 1 9 8 0 , 0 模型 1 9 6 8 年1 0 月在华盛顿召 开的 “ 地球基本磁场的描述”会议 上,通过了1 9 6 5 , 0 年代国际地磁参考 场 ( I G R F) 。 后经国际地磁 学和高 空物理学会执行委员会及世界地磁测 量部的同 意, 做为世界通用 的主要磁场 标准,其后对国际地磁参考 场
16、又作了三次修改补充。D G R F表示确定的地磁参考场, 其 高 斯 系 数 今 后 不 再 修 改, 而 每五 年 改 变 一 次 模 型, 则 通 过 年变率 的 调 整 取 得。 如 I G R F 1 9 8 5 ,。 包 括 1 9 8 5 年 代的 地 磁 场 模 型 及一 个 预 测 的 长 期 变 化 模型 , 即 主 要 磁场模 型前 8 0 个 高 斯 系 数 的年 变 率 , 用 来 调整1 9 8 5 , 0 一1 9 9 0 , 0 年期间的地磁场 模型。 下表列出了D GR F 1 9 8 0 , 0的高斯系数 几 墓本场,n T m 9 n T 9 ( 一万 一)
17、 h n T h ( 一 a ) t0 一2 9 9 9 22 5. 60 11 一 9 5 61 0. 0 5 6 0 4一 1 0 . 2 20 一 1 9 9 7 一2 4 , 1 ) 0 DZ 56一 67 续表 n 基 本 场, n T m 9 n T 9 ( a ) h n T h ( a ) 213 02 7 0. 7一2 1 2 9一3. 0 221 6 6 34. 3一 2 0 0一 1 8. 9 301 2 8 1一3. 80 31一2 1 8 0一1 0 . 4一 3 3 66. 9 321 2 5 1一4 . 12 712. 5 338 3 3一4 2一 2 5 2一
18、5. 0 409 3 8一0. 20 417 8 2一2 . 02 1 25. 0 423 9 8一 3 . 9一2 5 70. 8 43一 4 1 9一 2 . 15 31 . 7 441 9 9一 3 . 1一2 9 7一1 . 0 50一 2 1 80 . 3 0 513 5 7一 0 . 74 61 . 2 52 卜 2 6 11 . 11 5 02 . 3 53一 7 4一 1 . 6一 1 5 1一2. 0 54一 1 6 2一 0 . 5 一7 8 1 . 3 55一 4 8 1 . 09 2 1 . 1 604 80 . 2 0 1 6 DZ 56一 ST 续表 月 基 本 场
19、,n T m g ” T 夕 ( 一三 一 ) h n T h( ) a 6l6 60 . 5 一1 5 一 0 5 624 22。 0 9 3一0. 1 6 3 一 1 9 2 2 , 8 7 1 一 0 。 2 6 4 .,叫.,.- 40 . 0 一 4 3 一 1 . 3 石5l 4 0. 9一 2 0 7 66一 1 0 8 一0. 1 1 7工 . 7 707 2 0 。 0 0 71 一 5 90 . 0 一8 2一1 4 7 2 20 , 0 一2 7一 0 . 1 73 尹目.,r.一一一 2 10, 6 一 50 。 3 7 4一 1 20, 9 l 6 0. 3 7 5
20、1 0. 3 1 8 一 0 . 7 7 6 1 10. 3 一 2 3 0 . 1 7 7 一 2一 0 5 一 1 0 0 8 8 0l 80 2 0 8 1 60 . 37 一0 2 8 2 00 . 0一 1 8一0 , 4 8 3 一 1 1 0 , 2 4 一 0 . 2 1 7 DZ 56一 67 续表 n 基本场 ,n T 爪 9 n T 9( ) a h n T h( 一) 己 84一 7一 0 . 4一 2 2 一0 . 3 854一0. 390 . 4 86 30. 61 6 一0 . 3 876一0. 3一 1 3 一 0 . 石 88一 1一0. 1一 1 50 .
21、3 90 50 911 0 2 1 921 1 6 93一 1 29 949一 5 9 咨 5一 3一 s s s一 19 977 1 0 982 一 6 99一 5 2 1 00一 40 1 01一 41 1 O22O 1 8 DZ 5 i 一 3T 续表 月 基 本 场,n T m 9 n T 9 ( a ) 几 n T 人( ) a一 s 1 03一 53 1 04一 26 1 055一 4 1 0s30 1 0 71一 1 1 0824 1 0 9 3 0 1 0 1 0 0 6 B1. 3 计算磁 场总强 度T 。 及梯度值: T 。 二 不 矽 干Y , Z = J H 2 十 Z
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