国外航空地球物理技术的一些新发展。
(航空物探遥感中心，北京100083)
近年来，航空物探技术在世界范围内蓬勃发展。政府在航空地球物理勘探上投入了越来越多的资金。自1993年澳大利亚政府开始实施矿产勘探计划以来，航空地球物理勘探的勘探费用从每年200万澳元急剧增加到每年10万澳元。加拿大第二个矿产开发计划中航磁调查的经费达到200万加元[1]。亚非拉南美很多国家都想方设法为自己的矿产勘探筹集资金，这让航空物探市场看起来很不错。加拿大Aerodat公司在加纳、印度尼西亚、沙特阿拉伯、墨西哥和格陵兰岛开展了大量航空地球物理调查，并与几内亚政府签订了76000线公里的航磁航空调查合同。加拿大桑德公司在玻利维亚承包了25万线公里的航磁和航测项目[2]。世界各地的航空物探公司在国际勘探市场上非常活跃。这主要是因为人们相信使用先进技术和各种现代技术手段可以带来经济效益。与地面工作不同，航空物探不践踏农田，不砍伐树木，不剥离土地等。，对地面环境影响小，符合人们的环保愿望和各国政府的环保政策。因此，在制定找矿计划时，航空物探被列为普查找矿不可缺少的手段之一。资金的投入加速了航空物探技术的发展，专用飞机增多，仪器更新，使测量精度不断提高。目前已有多篇文章介绍了国外航空物探的发展趋势，因此本文重点介绍其技术进展。
第一，新的测量系统
目前，航空物探的发展趋势是高精度、大规模、低空飞行。在地形条件复杂、找矿前景好的地区，直升机调查更受青睐。
澳大利亚Geo Instruments公司新开发的直升机航空地球物理勘测系统将磁力计探头安装在直升机前部下方的刚性支架上。由于采用了RMS公司的航空自动数字补偿器，在飞机各种动作情况下，其抗干扰能力可以达到与客舱悬挂系统相同的效果。支撑系统比吊舱系统更灵活，不像吊舱系统没有电缆挂在建筑物或高压电线上的危险，比吊舱系统安全得多，尤其是在有森林的凹凸不平的地形条件下。而且在需要安装能谱仪的时候，直升机的低空飞行性能可以让探测晶体离地面更近。
根据地质构造解释的需要，地质仪器公司提出了测量系统指标[1]。
1.测量飞行高度:离地20m ~ 40m
2.行距:40m ~ 60m
3.沿测线采样:10次/秒(飞行速度111km/h，每3m采样一次)；
4.同时收集磁性和放射性数据；
5.实时差分GPS导航(偏航距离小于5m)；
6.高灵敏度磁力仪(0.01nT)和能谱仪。
航空地球物理勘探发展的另一个明显特征是获得数字地形模型，这是航空测量的副产品。由于先进的导航和定位技术，在进行航空地球物理调查时，可以利用GPS数据和雷达测高数据获得调查区域的网格化和平整化的地形图像(数字地形高度模型)。该图像已经过增强，对于地质结构解释非常有用。在地形图像上叠加磁性和放射性图像有助于地质学家将地球物理特征与已知的矿化和地球化学勘探结果相关联。
第二，数据收集和处理
加拿大Exploranium公司和丹麦应急管理局共同开发了一种新的航空伽马能谱数据处理方法。该方法使用整个勘测区域的所有256个数据来识别有意义的光谱特征。用这些光谱成分重建钾、铀、钍窗口，干扰比原来未经处理的窗口小得多。测试表明，新的铀窗口可以使系统的有效体积增加十倍以上。这种方法的优点是使用前端程序后，可以分析三个标准窗口。据说这种方法将成为航空、地面和地下伽马能谱测量的工业标准。
为了降低航空物探测量的成本，美国GEM公司开发了Airnav航空GPS图形导航系统。该系统基于486DX2-66计算机，该计算机与9.5英寸液晶显示器相连。液晶显示器安装在飞行员座位前的面板上，可以在飞行过程中实时控制整个系统。该系统包括OverHausel，钾磁强计和雷达高度计。GPS天线安装在机舱内。Airnav图形导航系统运行在WindowsNT操作环境下。
GEM公司发布的AirNAV2.0版本2.0航空导航数据采集系统采用模块化设计，易于扩展，可连接多台PC。海量数据存储便于用户配置，也是图形用户的接口。可以使用不同的显示硬件，可以进行多屏显示。在飞行过程中，AirNAV监控测量的进度，以确保测量的准确性和完整性。AirNAV系统有两种配置模式:导航和数据记录。整个系统包括:Pentium-100工业计算机、1GB可移动存储介质、具有实时差分能力的高精度NovAtelGPS、供飞行员交互工作的9.5英寸显示器。该系统连接到一个30千克的起重机驾驶室，驾驶室配备有雷达高度计、GPS天线和磁力计。基于PentiumPC的NAV/DAS系统可以连接航空电子、放射性、甚低频等仪器。
Geosoft开发了在Windows 95和Windows NT上运行的OASIS montajTM软件系统，为地球物理、地球化学和地质数据的管理、操作、解释和可视化提供了一个全面的处理和分析环境。它可以被地球科学家用来通过GXs程序快速处理和分析大量的数据、网格和图像。GXs具有多种功能:航空地球物理数据的水准测量、地球化学数据的分析和图像的可视化。用户还可以通过开发GXs软件进一步增强其功能。其他软件功能，包括动态连接功能，可以帮助地球科学家控制和解释质量。此外，它还包括综合数据和网格访问、数据管理、地图编辑、交互式成像和灰度调整等功能。
OASIS montajTM软件投入市场后，Geosoft一直致力于增加新的应用功能，包括自动反演位场数据深度的欧拉反褶积软件、处理和分析网格数据的MAGMAP2D-FFT系统、处理多频航电数据的HEM系统、提取和显示均匀半空间和薄板模型结果等。目前，正在开发一个地球化学解释系统。
高感物探公司采用了SARNAV(搜救导航)系统。该系统是一台配有GPS的导航计算机，放置在生产测量基地。飞机起飞前，SARNAV系统配有调查区域的飞行计划。一旦调查飞机不能按时返回生产基地，可以按下按钮，使SARNAV系统进入寻找和救援飞机的状态，自动引导救援人员进入调查区域。到达调查区域后，可以循着调查线寻找失联飞机。SARNAV系统可以大大减少事故发生时确定事故地点的时间。SARNAV系统安装在High-Sense公司的12套航空地球物理勘探系统中，可安装在固定翼和旋翼飞机上。
第三，航磁测量
加拿大Aerodat公司在土木工程中使用高分辨率磁测来探测危险的未爆炸弹药。测量中使用了三轴磁梯度仪。在欧洲成功进行了污染区大比例尺测绘，飞行高度10m，测线间距10m。
美国Geometrics公司的新型CM-201拉莫尔计数器放置在G-822A铯磁力仪电子模块的现有空间内。计数器接收探头的信号，共用同一个电源，已经成为探头的一部分。计数器输出RS-232数字数据，计数率为0.1 ~ 100 Hz。灵敏度范围为0.002 nt/1hz ~ 0.22 nt/100Hz。一般采用10Hz的速率，灵敏度为0.02nT，CM-201模块除了磁力计的计数功能外，还包括6个12位A/D转换器和1个d/h衰落计数器，可用于输出数据格式的编程。可以连接多个计数器和探头，每个探头可以同时输出RS-232数据，从而形成单个数据流。这样，2 ~ 6个探头的梯度仪组可以同步运行，所有探头的数据通过一根电缆到达记录计算机。CM-201计数器可以多种方式组合，形成新的仪器配置。
当闭合框架校准因探头信号丢失而无法完成时，RMS公司的AADCⅱ自动航磁数字补偿器可以将同一次飞行中多次飞行测量的零散数据合并成单一的校准解算。新方法可以组合飞机提供的不同方向的补偿数据(空间校准组合)，当探头获得360°方向信号时可以得到最佳解。在进行空间分辨率更高的小区域详查制图时，用户可以选择10Hz和20Hz数据输出，也可以选择需要的带宽。
桑德的航磁调查大多采用自动地形飞行程序。该程序指导飞行员在最佳高度和位置沿每条测线飞行，确保更好的航磁数据调平以及测线之间的一致性。地形数据来自数字地形模型或数字地形图，根据测量飞机的爬升和下降计算测量飞行平面。Sander报告说，当控制点丢失时，精度可以提高一个数量级。
第四，航电
GEOTEM航电系统是澳大利亚Geoterrex-Dighem公司的最新发明，工作频率25Hz，脉冲4ms，记录断电时间16ms。该系统适用于被厚导电盖层和沉积层覆盖的元古界基岩区的勘探。
GEOTEM系统最突出的部分是低基频发射机和三分量(x，y，z)接收机。低基频对于导电覆盖层区域的勘探特别有用。发射机一次场的x、Y、Z、Y和Z分量可用于确定接收机的方向(滚动、俯仰和偏航)。根据该信息，测量的分量被重新验证，从而给出真实的垂直分量(z)和水平分量(x，y)。这意味着校正后的数据具有更好的保真度。收集水平分量(y)已经完全实现。该分量可用于确定导体的方向和导体相对于飞行线路方向的偏转角。当导体位于勘测线的一侧时，Y分量可以给出比X和Z分量更大的响应。提高了探测两条测线之间的小矿体的能力。
五.空中放射性测量
加拿大Exploranium公司利用天然同位素进一步提高了GR-820机载γ谱仪的自动稳定性，即使在低背景区探测器质量较差的情况下也能实现。在过去，有时很难获得稳定的峰，尤其是在测量区域钍的背景值极低且探测器的分辨率低的情况下。新方法在低至0.05数率/秒时仍能实现同位素峰的稳定。
加拿大High-Sense公司完成了对KS16 2048道能谱仪的改进。KS16能谱仪具有自动启动装置，在通电和断电过程中保持稳定的峰位，无死区。自动监测系统不需要增加空勤人员，降低了航测成本。该公司完成了纳米比亚地质调查局的航空数据再处理项目。这些数据是从20世纪60年代以后的许多航空勘测中获得的。利用公司自行开发的后校准技术，对不同承包者采集的不同规格数据进行标准化处理，得到的统一数据更便于矿产勘查和地质解释。
澳大利亚WGC公司的SPECTRA+PLUS软件包含了一个强大的能谱数据处理的新方法。这种复杂的算法基于反卷积技术，可以分析和优化整个伽马射线谱中放射性元素的浓度。这种处理方法使用所有记录的数据来确定放射性元素的浓度。这增加了光谱仪系统的综合灵敏度，减少了统计干扰，并减少了与传统窗口数据相关的统计误差。WGC最近采用了新的PGAM1000光谱仪和探头。结果表明，两种新技术的综合利用，大大提高了能谱测量获得的地质信息的处理能力和直观显示。
参考
1.、崔。近年来固体矿产勘查的一些重要进展。物化探翻译系列，1997，(5) 5 ~ 11。
2.航空地球物理测量。加拿大矿业杂志，1977，(2):sl~s15
国外航空物探技术的一些新进展
(航空物探遥感中心，北京100083)
摘要
在澳大利亚Geo仪器公司研制的直升机航空物探系统中，磁强计探头安装在直升机前部的刚性支架内，显示了其独特的优势。西方国家公司研制的大多数仪器在野外进行航空测量时记录数字化的地形高度计资料。美国GEM公司开发了Airnav机载GPS图像导航系统。澳大利亚Geoterrex-Dighem公司开发的GEOTEM系统适用于被较厚沉积物覆盖的地区。加拿大Aerodat公司将高分辨率航磁测量系统应用于环境调查。美国Geometrics公司研制的新型CM-201计数器可同步两到六个探测器组成的梯度仪。地球物理软件的发展也有一些新的进展。
图2农业区域主要特征的识别图像
1-树；2—水体:3—砂石
图3农业区域主要特征的识别图像
1—花生田:2—玉米田:3—裸露沙土
图4地质研究区植被和岩石蚀变矿化信息提取示意图。
1—矿化点:2—蚀变区:3—植被。
图5赤铁矿矿化信息提取示意图
图6针铁矿矿化信息提取示意图
图7矿化度信息提取示意图
1—高:2—中；3-低