，尤其是在非刚性系统中，难以实现完全消除且因此可存在残余、未消除信号。因此，具有可响应于此类效应的小的紧凑抵消系统将为有利的。
[0017]此外，在例如由波尔策(Polzer)在文档W0 2011/085462中提出的AEM系统中(其中接收器处于运动隔离的平台上)，接收器可相对于发射器平移或旋转，因此取消单个点处的初级场的抵消的标准方法可为无效的。在此类情形中，将补偿系统与发射器回路分离且将其与接收器放置将为有利的。在此情形中基于以无线方式发送到接收器模块的数据而非依赖于模拟串联配置形成数字抵消信号为更有利的。对于此系统，此配置将难以实施为直接电连接，这是因为直接连接将干扰运动隔离。
【发明内容】
[0018]根据本发明，提供一种用于抑制磁传感器或其输出上的大磁场的效应，以便准许以经改进敏感性检测所述场的小的变化的磁场补偿系统，所述磁场补偿系统在本文中被称为“补偿器”。本发明利用数字信号处理来预测将被应用的补偿。磁传感器检测作为模拟信号的磁场，所述模拟信号接着由模/数转换器(ADC)进行数字编码。此信号由控制器读取且进行时间戳记。所述控制器接着将这些信号发射到数据处理计算机以用于处理及存储。所述处理计算机基于包含从所述控制器接收的数据的模型而形成对未来补偿波形的预测。所述计算机将所述经预测波形传递回到所述控制器。所述控制器产生数字输出补偿信号(随时间变化的振幅)，所述数字输出补偿信号经发送到其中其经转换成模拟形式的数/模转换器(DAC)。来自所述DAC的输出模拟信号产生补偿信号，所述补偿信号抑制直接在所述磁传感器上或在其输出上的大磁场的效应。
[0019]在一些实施例中，可使用额外传感器输入来辅助预测所述补偿信号。在这些实施例中，所述控制器对传入传感器数据进行时间戳记将其发射到数据处理计算机以用于处理及存储。所述数据处理计算机使用这些额外(或辅助)传感器输入连同前述输入来形成所述经预测波形。在其中将补偿由电磁勘探系统的发射器形成的初级磁场的情形中，辅助传感器数据可指发射器的电流波形形状及振幅，且指发射器回路的几何结构配置。
[0020]在本发明的一个实施例中，所述补偿信号经添加到所述传感器的模拟输出以在被数字化之前抑制大的非所要磁场的所述模拟信号，借此改进所述DAC的敏感性。
[0021 ] 在第二实施例中，补偿电流将电流驱动于线圈中，所述电流接着用于抑制传感器上的大的非所要磁场变化，因此准许检测较小场。
[0022]在任一实施例中，到所述控制器的信号输入可包括从辅助传感器发出的数据流，可从所述辅助传感器预测对较大磁场的补偿。传感器可包含发射器波形监测器，线圈及传感器几何结构及位移监测器、相机、磁力计、感应线圈、角速率传感器、加速度计、倾斜仪及GPS或其它地理定位仪器构件。这些传感器数据以及经补偿磁传感器本身的数据流可形成输入数据，可根据所述输入数据使用预测建模或滤波来计算且因此抑制大磁场的效应。补偿可应用于电磁发射器的初级场，但其也可应用于例如电力线路磁场的其它效应。本发明的关键特征为其可使用具有来自传感器的输入的预测软件模型以在条件保证时自适应地补偿磁场测量。
[0023]本发明可通过将其连同电力供应器及任选地辅助传感器安装于适合外壳中而部署为电磁勘探系统的接收器，以便提供地理定位、定向及如可能需要的其它数据。在不存在发射器的情况下，本发明可因此用作其中可补偿电力线路噪声或旋转运动的效应的被动电磁接收器。在存在发射器的情况下，本发明可进一步补偿发射器的初级场。此可通过被动地监测由所述发射器发射的电流波形输出，或通过在将波形控制信息主动发送到所述发射器时监测发射器波形来进行。
[0024]本发明具有表示优于当前技术水平的改进的数个方面。在地球物理勘探中，本发明可应用于其中初级场补偿通常为最重要问题的主动EM方法，及应用于其中经补偿数据可在移动平台上或在存在电力线路噪声时获取的被动EM方法。
[0025]关于地球物理勘探应用，本发明具有在很大程度上独立于系统硬件的优点。通过以预测模型提供适合的传感器输入，举例来说，本发明可应用于具有灵活几何结构的航空电磁(AEM)系统。当将AEM系统移出地球的散射效应时，预测模型可为神经网络训练的或以其它方式制作的。预测能力也可用于提供考虑到飞机控制表面的位置的补偿。预测元件在补偿周期性初级波形时也为重要的，这是因为在应用补偿信号时计算机处理等待时间可与初级波形的一或多个周期的延迟相适应。预测模型可包含惯性、动态及运动传感器输入，以便预测由传感器在地球静磁场中的旋转导致的信号。
[0026]本发明的另一优点为补偿可在机械上独立于发射天线的平台上进行，从而准许在针对运动隔离而设计的平台上的补偿，所述优点的实例由波尔策等人在专利W02011/085462中提供。通过将经补偿传感器与控制器进行数字链接，可将所述传感器远离所述控制器、外围装置及其可制造的任何噪声而放置。这样做，也使经补偿传感器的空间及电力要求最小化。最后，可以非常低的电力电平提供(例如可由电池系统提供)补偿，从而准许在其中大量电力不可用的平台上使用。
[0027]本发明的额外方面为通过减去由磁场的预测模型形成的模拟波形而利用DAC与ADC相比的固有较高保真度来扩大测量系统的动态范围。在其中待补偿的信号为周期性的情形中，补偿信号可经预测具有受控制的等待时间，使得可延迟一个循环或若干循环精确地反馈所述补偿信号。记录补偿信号以及经补偿信号连同补偿信号根据其经模型化的外围传感器数据，并对其进行时间戳记。接着可依据这些记录计算未经补偿信号。
【附图说明】
[0028]图1展示针对单个磁传感器实施的本发明的一个实施例。用斜线标记的线表示数字数据的导管；箭头指示信号传播的方向；
[0029]图2展示经配置以从三个磁传感器接收数据的本发明的实施例；
[0030]图3展示本发明可经配置以补偿受控制源EM波形的初级场的方式；
[0031]图4展示本发明可在EM系统中实施的方式；
[0032]图5图解说明图1中所图解说明的本发明的另一实施例；且
[0033]图6图解说明图1中所图解说明的本发明的另一实施例。
【具体实施方式】
[0034]图1中所图解说明的本发明的一个优选实施例借助于添加模拟信号提供补偿。图1图解说明磁传感器100，其在模拟线路101上形成输出到加法器102的输入中的一者上的信号。加法器102形成在模拟线路103上发送的信号，在模拟线路103上所述信号接着由模/数转换器(ADC) 104转换成数字形式。数字信号在数字链路105上输出到控制器106。控制器106使用数字链路105及112上的输入数字信号来计算数字链路107上的输出数字补偿信号并将其发送到数/模转换器(DAC) 108，所述输出数字补偿信号在DAC108处经转换成模拟形式。链路105及107上的数字信号以及精确时间也经由链路115保存到存储装置114，从而允许以数学方式重建未经补偿场。来自DAC 108的模拟信号在线路109上输出以成为到加法器102的第二输入。控制器106也经由链路112将在链路105上接收的数字信号输出到计算机111。
[0035]在额外数据需要用以形成补偿信号的情况下，辅助模拟或数字传感器110将数据发射到计算机111以供存储及用于计算补偿信号。计算机111还使用来自控制器106及传感器110的输入更新预测传感器100上的磁场的模型。
[0036]所述计算机111适于使用基于第一数字信号、现有数字补偿信号及任何所需要辅助传感器数据而实质上预测磁场的所期望值的算法产生磁场的计算(或数字)模型，从而准许针对EM测量中通常经历的包含但不限于以下效应进行的补偿:
[0037].发射器回路的大的重复磁场，
[0038].光在发射器回路中的有限速度，
[0039]?磁传感器在地球的磁场中的旋转，
[0040]籲发射器及接收器电路的互感改变，
[0041]?举例来说由于电力线路及电机器所致的谐波噪声的变化，
[0042]?当在地面上或靠近地面激励EM勘测系统时，地球大的响应，