一种高精度地磁矢量测量方法及其装置
阅读：368发布：2020-05-20
专利汇可以提供一种高精度地磁矢量测量方法及其装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种高 精度 地磁矢量测量方法，在高精度总场磁 力 仪 探头 处附加强度相等、方向相反的垂向和 水 平向附加 磁场 ，分别测量无附加磁场时的 地磁场 以及附加正向磁场和反向磁场时的合成磁场，便可计算出地磁场矢量的各个分量，包括垂直分量Z、水平分量H、地磁倾 角 I和偏角D，适合于在野外或固定台站快速高精度测量地磁矢量。本 发明 的地磁场矢量测量精度与配用的磁力仪精度正相关，远优于测量误差达数10nT的磁通 门 三分量磁力仪。一种高精度地磁矢量野外测量装置，包括一组或两组附加在高精度总场磁力仪探头外面的磁场线圈和三 脚架 ，配合高精度总场磁力仪，可用于野外或固定台站快速测量地磁场矢量的各个分量。，下面是一种高精度地磁矢量测量方法及其装置专利的具体信息内容。
1.一种高精度地磁矢量测量方法，其特征是在高精度总场磁力仪探头处先后附加强度相等、方向相反的垂向和水平向附加磁场，测量无附加磁场时的正常地磁场和附加正向磁场或反向磁场时的合成磁场值，再依据水平线圈轴线的已知方位，计算得出地磁场的垂直分量Z、水平分量H、地磁倾角I和偏角D。
2.根据权利要求1所述的垂向和水平向附加磁场，其特征是附加垂向磁场与测量垂直分量Z、水平分量H和倾角I相关，水平向附加磁场与测量地磁偏角D相关，附加磁场的方向无需与待测的地磁场矢量垂直，垂向附加磁场不必对地磁垂直分量进行精确补偿，水平向附加磁场方向可定向在任意已知方位。
3.根据权利要求1所述的测量正常地磁场和合成磁场值，其特征是在探头处先后施加强度相等、方向相反的垂向磁场Tf，通过高精度总场磁力仪分别记录无附加磁场时的地磁场T0、附加磁场方向垂直向下时的合成磁场T+⊥、附加磁场方向垂直向上时的合成磁场T-⊥，不必附加水平磁场，就可计算地磁场矢量的大部分分量，包括垂直分量Z、水平分量H和地磁倾角I。
4.根据权利要求1所述的测量正常地磁场和合成磁场值，其特征是水平线圈方向可定向在任意己知方位D0，在探头处先后施加强度相等、方向相反的水平向附加磁场Tf//，通过高精度总场磁力仪分别记录附加水平正向磁场时的合成磁场T+//、附加水平反向磁场时的合成磁场T-//。利用T+//、T-//、和T0、T+⊥、T-⊥，可计算地磁场矢量的全部分量，包括垂直分量Z、水平分量H、地磁倾角I和地磁偏角D。
5.一种高精度地磁矢量测量装置包括一组或两组附加在高精度总场磁力仪探头外面的磁场线圈和三脚架，其特征是两组附加磁场线圈相互正交，线圈中心重合，线圈中心安放有总场磁力仪探头，其中一组线圈轴线垂直地面，另一组线圈轴线水平、可任意指向。
6.根据权利要求5所述的磁场线圈，其特征是线圈形式为标准亥姆霍茨线圈或多个线圈串联组合而成的改进型亥姆霍茨线圈，线圈通直流电后能在线圈中心的总场磁力仪探头范围内产生均匀磁场。
7.根据权利要求5所述的磁场线圈，其特征是水平线圈上安装有360°水平刻度盘的方向瞄准器，水平线圈除了可水平转动以外，还可竖向180°翻转，若不计算地磁偏角D，可省略水平线圈和方向瞄准器。
8.根据权利要求5所述的磁场线圈，其特征是可以与总场磁力仪探头固定组合成一体式矢量探头，也可以与总场磁力仪探头相对独立，制造成可拆卸分离的总场、矢量两用式探头。
9.根据权利要求5所述的三脚架，其特征是设有包括调平和定位机构的线圈支座，线圈支座可180°水平定位转向，包含总场磁力仪探头的线圈安放在线圈支座上，调整三脚架的调平和定位机构可使垂直线圈轴线至垂直状态、水平磁场线圈轴线至水平状态并定向。
一种高精度地磁矢量测量方法及其装置
技术领域，
背景技术
[0002] 地磁场矢量测量可有效减少地球物理勘查反演中的多解性，有助于对磁性体的定性及定量解释。目前，国内外地球物理探矿工作者普遍使用的地磁场野外测量仪器是普通质子磁力仪、光泵磁力仪或Overhauser质子磁力仪。这些磁力仪在野外使用方便，测量精度已经达到或优于lnT，可测量地磁总场强度标量值，统称为高精度总场磁力仪。
[0003] 总场磁力仪不能测量地磁场矢量，在进行地磁矢量野外测量时，只能使用精度较低、测量误差达数10nT的磁通门三分量磁力仪，不能满足专业地球物理勘查工作的需要。
[0004] 目前地震地磁观测台站使用地磁场矢量高精度测量方法是在总场磁力仪探头外附加精确定向的地磁分量补偿线圈，补偿线圈轴向预先调整到水平东西方向和垂直方向，对强度达数万nT的地磁垂直分量进行精确补偿后观测。即：使用垂直线圈补偿抵消掉地磁场垂直分量Z后，测量地磁总场T，此时T值与水平分量H相等；测量磁偏角D时，需要在垂直线圈抵消了地磁场垂直分量Z的条件下，再使用轴线东西方向的水平线圈施加正反向等值补偿磁场，测量地磁场水平分量和补偿磁场的合成磁场，再经计算得到D值(发明专利《数字化分量质子磁力仪》，申请号03131601.8、公开号CN1553218A，中华人民共和国知识产权局)。与该测量方法相对应的仪器为FHD型质子矢量磁力仪，操作时，需使水平补偿线圈定向于东西方向、精确调整垂直线圈电流补偿地磁场垂直分量Z并保持线圈电流稳流。由于需要补偿的磁场量值高达数万nT，仪器线圈需要的补偿电流大、线圈方位调整也比较复杂，只能用于固定式地震地磁观测台站。
[0005] 目前市场销售的加拿大GEM公司dIdD矢量磁力仪代表了地磁矢量测量的国际先进水平，采用的是另一种测量方法：在高精度总场磁力仪探头上安装两组互相正交的线圈，正交线圈的轴线在水平面和子午面内与地磁场矢量F正交。首先记录未加偏置电流时的全磁场T，然后向在子午面内轴线垂直T的线圈，即磁场倾角(I)线圈内，依次输入大小相等，方向相反的偏置电流，记录这两个偏置电流所产生的偏转磁场与地磁场的合成磁场，称之为Ip和Im，同样，再向在水平面内轴线垂直T的线圈，即磁偏角(D)线圈内，依次输入大小相等，方向相反的偏置电流，记录这两个偏置电流所产生的偏转磁场与地磁场的合成磁场，称为Dp和Dm，然后经计算确定磁场T的倾角(I)和偏角(D)的变化dI和dD(http://www.gemsys.ca/products/vector-magnetometers/)。GEM公司dIdD矢量磁力仪测量时无需对地磁分量做完全补偿，设备比较轻便。但是需要将探头上的正交线圈轴线预先分别在水平面和子午面内调整到与待测地磁场矢量T正交的方位，仪器的安装调整准备工作复杂烦琐，只能用于在地磁场倾角I和磁场偏角D已知的固定式地震地磁观测台站，测量地磁倾角I和偏角D随时间的偏移变化量。
[0006] 综上所述，现有的地磁矢量高精度测量设备和技术不适合在野外找矿环境中使用。至今为止，还未见有适合于野外找矿勘查使用的高精度地磁矢量野外测量方法及仪器。
发明内容
[0007] 本发明的目的是提供一种适合野外环境条件的地磁矢量高精度测量方法和测量装置，解决目前在野外环境条件下难以开展的地磁矢量快速高精度测量问题。
[0008] 1、高精度地磁矢量的野外测量方法
[0009] 本发明的高精度地磁矢量测量方法是：在高精度总场磁力仪探头处先后附加强度相等、方向相反的垂向和水平向附加磁场，测量无附加磁场时的正常地磁场和附加正向磁场或反向磁场时的合成磁场值，再依据水平线圈轴线的已知方位，计算得出地磁场的垂直分量Z、水平分量H、地磁倾角I和偏角D。
[0010] 测量过程中，附加垂向磁场与测量垂直分量Z、水平分量H和倾角I相关，水平向附加磁场与测量地磁偏角D相关，附加磁场的方向无需与待测的地磁场矢量垂直，垂向附加磁场不必对地磁垂直分量进行精确补偿，水平向附加磁场方向可定向在任意已知方位。具体步骤如下：
[0011] (A)在探头处先后施加强度相等、方向相反的垂向磁场Tf，通过高精度总场磁力仪分别记录无附加磁场时的地磁场T0、附加磁场方向垂直向下时的合成磁场T+⊥、附加磁场方向垂直向上时的合成磁场T-⊥，不必附加水平磁场，就可计算地磁场矢量的大部分分量，包括垂直分量Z、水平分量H和地磁倾角I。
[0012] (B)水平线圈方向可定向在任意已知方位D0，在探头处先后施加强度相等、方向相反的水平向附加磁场Tf//，通过高精度总场磁力仪分别记录附加水平正向磁场时的合成磁场T+//、附加水平反向磁场时的合成磁场T-//。利用T+//、T-//、和T0、T+⊥、T-⊥，可计算地磁场矢量的全部分量，包括垂直分量Z、水平分量H、地磁倾角I和地磁偏角D。
[0013] (C)计算地磁场的垂直分量Z、水平分量H、倾角I和地磁偏角D。如图1所示，在通过地磁场矢量和垂直线圈轴线的垂直平面中，H为水平分量，Z为垂直分量，+Tf和-Tf为数值相等、方向相反的垂向附加磁场，T0为无附加磁场时观测的正常地磁场，T+⊥和T-⊥为附加正向和反向垂向磁场后观测的合成磁场。显然：
[0014]
[0015]
[0016]
[0017] 解上述方程，可得：
[0018]
[0019]
[0020]
[0021] 用T+//表示附加正向水平磁场后观测的合成磁场，用T-//表示附加反向水平磁场后观测的合成磁场，设水平线圈轴线定向在任意的已知方位D0，通过与图1类似的立体几何分析，可推导出：
[0022] 地磁场水平分量与水平线圈轴线的夹角D1：
[0023]
[0024] 磁偏角D：D=D0-D1； (8)
[0025] 其中：
[0026] D0=水平线圈轴线与地理北方向的夹角，为已知的预先设定值；
[0027] T0=线圈未通电时总场磁力仪测量的地磁总场；
[0028] T+⊥=垂直线圈正向激励时总场磁力仪测量的合成磁场；
[0029] T-⊥=垂直线圈反向激励时总场磁力仪测量的合成磁场；
[0030] T+//=水平线圈正向激励时总场磁力仪测量的合成磁场；
[0031] T-//=水平线圈反向激励时总场磁力仪测量的合成磁场；
[0033] 利用(4)～(6)式可从3个地磁总场标量(正常地磁场T0、附加垂向正向磁场和反向磁场时的2个合成磁场值T+⊥、T-⊥)中计算出地磁场矢量的大部分分量，包括垂直分量Z、水平分量H和倾角I。
[0034] 利用(4)～(8)式可从D0以及5个地磁总场标量(正常地磁场T0、附加正向磁场和反向磁场时的4个合成磁场值T+⊥、T-⊥、T+//、T-//)中计算出地磁场矢量的全部分量，包括垂直分量Z、水平分量H、倾角I和地磁偏角D。
[0035] 本发明的地磁场矢量测量精度与配合使用的高精度总场磁力仪精度正相关。总场磁力仪的地磁标量测量精度越高，所获得的地磁矢量精度也越高。
[0036] 2、高精度地磁矢量测量装置
[0037] 本发明的高精度地磁矢量测量装置包括一组或两组附加在高精度总场磁力仪探头外面的磁场线圈和三脚架。本测量装置与高精度总场磁力仪配合，共同完成地磁场矢量测量。
[0038] 两组附加磁场线圈相互正交，线圈中心重合，线圈中心安放有总场磁力仪探头，线圈上设置有反映线圈水平程度的纵横水泡。其中一组线圈轴线垂直地面，称为垂直线圈。另一组线圈轴线水平、可任意指向，称为水平线圈。垂直线圈用于测量垂直分量Z、水平分量H和倾角I。水平线圈用于测量地磁偏角D。
[0039] 线圈形式为标准亥姆霍茨线圈或多个线圈串联组合而成的改进型亥姆霍茨线圈，通直流电后能在线圈中心的总场磁力仪探头范围内产生均匀磁场。
[0040] 线圈上设置有反映线圈水平程度的纵横水泡管，水平线圈上安装有360°水平刻度盘的方向瞄准器，通过方向瞄准器和水平刻度盘确定水平线圈的轴线方位D0。水平线圈除了可水平转动以外，还可竖向180°翻转，若不计算地磁偏角D，可省略水平线圈和方向瞄准器。
[0041] 附加磁场线圈可以与总场磁力仪探头固定组合成一体式矢量探头，也可以与总场磁力仪探头相对独立，制造成可拆卸分离的总场、矢量两用式探头。
[0042] 三脚架设有包括调平和定位机构的线圈支座，线圈支座可180°水平定位转向，包含总场磁力仪探头的线圈安放在线圈支座上，调整三脚架的调平和定位机构可使垂直线圈轴线至垂直状态、水平磁场线圈轴线至水平状态并定向。
[0043] 根据公式(4)～(8)所列的计算公式编程，构建磁场矢量计算模块。
[0044] 附加线圈激磁控制电路为附加线圈提供正反向激磁电流，包括可提供0～100mA稳定电流的正反向供电回路。激磁电流可在附加线圈内产生100～2000nT的稳定磁场。
[0045] 线圈和三脚架都使用无磁性材料制作。
[0046] 高精度总场磁力仪可利用目前地球物理领域常用的光泵磁力仪、Overhauser质子磁力仪或普通质子磁力仪，以使用光泵磁力仪或Overhauser质子磁力仪为佳。
[0047] 本发明的有益效果：
[0048] 1、现有技术需要将附加在总场磁力仪探头外的线圈东西方向严格定向，或在地球水平面和子午面内调整到与待测地磁场矢量正交的方位，观测前的准备工作复杂，仅适用于固定台站，不适合野外大面积快速测量。本发明的测量方法仅需将附加磁场线圈调整到水平或垂直状态，观测前的准备工作简单，不仅可用于地球物理勘查的地磁矢量野外大面积快速测量，用于固定台站定点观测也可提高测量效率。
[0049] 2、现有技术需要对场值达数万nT的地磁垂直分量进行精确补偿，所需的附加磁场值大、提供附加磁场的线圈电流需较大功率长时间稳流，线圈功耗大，装置比较笨重，不适合野外移动测量。本发明的测量装置仅需要提供短时间内数值相等、方向相反的附加磁场，所需的附加磁场值不超过2000nT、不需对地磁垂直分量进行精确补偿，提供附加磁场的线圈电流不必大功率长时间稳流，线圈功耗低，装置轻便，不仅适合于野外移动测量，用于固定台站观测也可明显降低能耗。
[0050] 3、本发明使用垂直和水平两组磁场线圈配合高精度总场磁力仪，可在野外环境下快速测量地磁场矢量的各个分量，包括垂直分量Z、水平分量H、倾角I、和偏角D，进而可推算出任意方向的地磁场分量。所得到的地磁矢量参数多，在观测前仅需对线圈作水平调整和方位调整，测量前的准备工作比较简单，适用于地球物理勘查剖面工作中的精细测量。
[0051] 4、本发明使用一组垂直磁场线圈配合高精度总场磁力仪，可测量除地磁偏角D以外的其它地磁场分量，包括垂直分量Z、水平分量H和倾角I。在观测前仅需对线圈作水平调整，测量前的准备工作简单，适用于地球物理勘查野外普查工作中的大面积快速测量。
[0052] 5、本发明的地磁场矢量测量精度与配合使用的高精度总场磁力仪精度正相关。若高精度总场磁力仪使用测量精度达到0.01nT或更高的Overhauser质子磁力仪或光泵磁力仪，将使本发明的地磁场矢量测量精度远优于测量误差达数10nT的磁通门三分量磁力仪，可为专业地球物理勘查工作提供一种高精度地磁矢量测量方法和装置。附图说明
[0053] 下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
[0054] 图1是本发明的地磁矢量测量原理图。图面为通过地磁场矢量T和垂直线圈轴线的垂直平面，H为水平分量，Z为垂直分量，+Tf和-Tf为数值相等、方向相反的垂向附加磁场，Z+Tf为施加正向附加磁场后的合成磁场垂直分量，Z-Tf为施加反向附加磁场后的合成磁场垂直分量，T0为无附加磁场时观测的正常地磁场，T+⊥和T-⊥为附加正向和反向垂向磁场后观测的合成磁场，I为地磁倾角。
[0055] 图2是高精度地磁矢量完整测量装置组成示意图，该装置可测量地磁场的所有分量。图2a是正视图，图2b是俯视图。1-垂直线圈，2-水平线圈，3-磁力仪探头，4-方向瞄准器，5-三脚架，6-磁力仪主机，7-附加线圈激磁控制电路，8-磁场矢量计算模块。
[0056] 图3是高精度地磁分量部分测量装置组成示意图，与图2所示的完整测量装置相比，部分测量装置取消了方向瞄准器和水平线圈，可测量除地磁偏角D以外的地磁场其它分量，包括垂直分量Z、水平分量H和倾角I。图3a是正视图，图3b是俯视图。2-水平线圈，3-磁力仪探头，5-三脚架，6-磁力仪主机，7-附加线圈激磁控制电路，8-矢量磁场计算模块。
[0057] 图4是使用两组标准亥姆霍茨线圈组成的附加磁场线圈立体示意图。1-水平线圈，2-垂直线圈，3-磁力仪探头。
[0058] 图5是球形附加磁场线圈立体示意图，使用了两组不同直径环形线圈组合的改进型亥姆霍茨线圈。水平线圈和垂直线圈各由5个不同直径环形线圈串联组合而成。1-垂直线圈，2-水平线圈，3-磁力仪探头。
[0059] 图6是方形附加磁场线圈立体示意图，使用了两组方形线圈组合的改进型亥姆霍茨线圈。水平线圈和垂直线圈各由5个方形线圈串联组合而成。1-垂直线圈，2-水平线圈，3-磁力仪探头。
[0060] 图4～图6是3种使用标准亥姆霍茨线圈或改进型亥姆霍茨线圈组成的附加磁场线圈具体示例，还可以使用由其它形状或数量不同的多个线圈串联组合而成的改进型亥姆霍茨线圈，在此不再一一列举。
具体实施方式
[0061] 1、高精度地磁矢量野外测量装置
[0062] 实施例1
[0063] 采用附图2所示的装置实现高精度地磁矢量完整测量，可测量地磁场的所有分量。装置包括附加在高精度总场磁力仪探头外面的水平线圈和垂直线圈、磁力仪探头、方向瞄准器、三脚架、磁力仪主机、附加线圈激磁控制电路、磁场矢量计算模块。
[0064] 两组附加磁场线圈相互正交，线圈中心重合，线圈中心安放总场磁力仪探头。其中一组线圈轴线垂直地面，称为垂直线圈。另一组线圈轴线水平、任意固定指向，称为水平线圈。线圈采用图4所示的标准亥姆霍茨线圈或图5、图6所示的改进型亥姆霍茨线圈，线圈中心设有与总场磁力仪探头规格相对应的支架，总场磁力仪探头固定在支架上。
[0065] 在水平线圈上安装有360°水平刻度盘的方向瞄准器，通过方向瞄准器和水平刻度盘可确定水平线圈的轴线方位D0，水平线圈除了可水平转动以外，还可竖向180°翻转。
[0066] 附加磁场线圈可以与总场磁力仪探头固定组合成一体式矢量探头，也可以与总场磁力仪探头相对独立，制造成可拆卸分离的总场、矢量两用式探头。
[0067] 三脚架设有包括调平和定位机构的线圈支座，线圈支座可180°水平转向定位，固定有总场磁力仪探头的线圈安放在线圈支座上，磁场线圈上设置有反映水平程度的纵横水泡管，调整三脚架的调平和定位机构可使垂直线圈轴线至垂直状态、水平磁场线圈轴线至水平状态并定向。
[0068] 根据公式(4)～(8)所列的计算公式编程，构建磁场矢量计算模块。
[0069] 附加线圈激磁控制电路为附加线圈提供正反向激磁电流，包括可提供0～100mA稳定电流的正反向供电回路，激磁电流可在附加线圈内产生100～2000nT的磁场。
[0070] 线圈和三脚架都使用无磁性材料制作。
[0071] 高精度总场磁力仪利用目前地球物理领域常用的光泵磁力仪、Overhauser质子磁力仪或普通质子磁力仪，以使用光泵磁力仪或Overhauser质子磁力仪为佳。
[0072] 实施例2
[0073] 采用附图3所示的装置实现高精度地磁矢量部分测量，可测量除磁偏角D以外的地磁场分量。装置包括附加在高精度总场磁力仪探头外面的垂直线圈、磁力仪探头、三脚架、磁力仪主机、附加线圈激磁控制电路、磁场矢量计算模块。与实施例1所示的高精度地磁矢量完整测量装置相比，取消了与测量地磁偏角D相关的水平线圈及方向瞄准器。本测量装置与高精度总场磁力仪配合，可测量地磁场垂直分量Z、水平分量H和倾角I。
[0074] 线圈采用图4所示的标准亥姆霍茨线圈或图5、图6所示的改进型亥姆霍茨线圈，线圈轴线垂直地面，线圈中心设有与总场磁力仪探头规格相对应的支架，总场磁力仪探头固定在支架上。
[0075] 附加磁场线圈可以与总场磁力仪探头固定组合成一体式矢量探头，也可以与总场磁力仪探头相对独立，制造成可拆卸分离的总场、矢量两用式探头。
[0076] 三脚架设有包括调平和定位机构的线圈支座，线圈支座可180°水平转向定位，固定有总场磁力仪探头的线圈安放在线圈支座上，磁场线圈上设置有反映水平程度的纵横水泡管，调整三脚架的调平机构可使垂直线圈轴线至垂直状态。
[0077] 根据公式(4)～(8)所列的计算公式编程，构建磁场矢量计算模块。
[0078] 附加线圈激磁控制电路为附加线圈提供正反向激磁电流，包括可提供0～100mA稳定电流的正反向供电回路，激磁电流可在附加线圈内产生100～2000nT的磁场。
[0079] 线圈和三脚架都使用无磁性材料制作。
[0080] 高精度总场磁力仪利用目前地球物理领域常用的光泵磁力仪、Overhauser质子磁力仪或普通质子磁力仪，以使用光泵磁力仪或Overhauser质子磁力仪为佳。
[0081] 2、高精度地磁矢量野外测量方法
[0082] 实施例3
[0083] 本实施例为高精度地磁矢量完整测量方法，使用附图2所示的高精度地磁矢量完整测量装置，测量无附加磁场时的正常地磁场和附加水平及垂直正向磁场和反向磁场时的4个合成磁场值，计算磁场垂直分量Z、水平分量H、倾角I和偏角D，以及其它方位的磁场水平分量，包括如下步骤：
[0084] (A)在拟观测位置安放三脚架，使三脚架顶部平面大致水平，将安装有高精度总场磁力仪探头的附加磁场线圈安放在三脚架上；
[0085] (B)调整三脚架调平旋钮，使线圈上的纵横水泡居中，此时，垂直线圈处在垂直状态，水平线圈处在水平状态。使瞄准器准确对准事先按照剖面方位角D0设置的地面方向标志，此时水平线圈的方位角为D0；
[0086] (C)分别测量线圈不加电时的地磁总场T0、垂直线圈正反向加电时的合成磁场T+⊥、T-⊥；
[0087] (D)分别测量水平线圈正反向加电时的合成磁场T+//、T-//；
[0088] (E)使用矢量磁场计算模块自动计算磁场垂直分量Z、水平分量H、倾角I和偏角D，以及其它方位的磁场水平分量，完成该测点的地磁场分量测量；
[0089] (F)为了降低方位误差和调平误差的影响，将垂直线圈水平旋转180°后重复步骤(C)，将水平线圈垂向翻转180°后重复步骤(D)，再重复步骤(E)，取平均值作为计算结果；
[0090] (G)从三脚架上取下附加线圈和总场测量探头，完成该测量点的测量。行进至下一个测量点，重复步骤(A)～(F)。
[0091] 实施例4
[0092] 本实施例为高精度地磁矢量部分测量方法，使用图3所示的高精度地磁矢量部分测量装置，测量无附加磁场时的正常地磁场和附加垂直正向磁场及反向磁场时的2个合成磁场值，计算磁场垂直分量Z、水平分量H和倾角I，包括如下步骤：
[0093] (A)在拟观测位置安放三脚架，使三脚架顶部平面大致水平，将安装有高精度总场磁力仪探头的附加垂直磁场线圈安放在三脚架上；
[0094] (B)调整三脚架调平旋钮，使线圈上的纵横水泡居中，此时垂直线圈处在垂直状态；
[0095] (C)分别测量线圈不加电时的地磁总场T0、垂直线圈正反向加电时的合成磁场T+⊥、T-⊥；
[0096] (D)使用矢量磁场计算模块自动计算磁场垂直分量Z、水平分量H、倾角I和偏角D，完成该测点的地磁场分量测量；
[0097] (E)为了降低调平误差的影响，将垂直线圈水平旋转180°后重复步骤(C)和步骤(D)，取两次计算平均值作为测量结果；
[0098] (F)从三脚架上取下附加线圈和总场测量探头，完成该测量点的测量。行进至下一个测量点，重复步骤(A)～(E)。
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