一种陆地勘探数据的测量装置的制作方法

本实用新型涉及地球物理勘探技术领域，尤其涉及一种陆地勘探数据的测量装置。

背景技术：

重力测量是测定地球表面的重力加速度值。陆地重力测量的方式有：用重力仪在地面上进行定点观测；用重力仪在移动的平台上进行连续观测。

重力仪是确定重力加速度的测量仪器。通过重力仪采集的重力数据，可以求定大地水准面的形状。这是因为，地面以下具有不同密度的地层分界面，这种界面的起伏会导致重力的变化。因此，通过对各种重力变化的解释以及分析、延拓，可以取得地球形状、地壳构造和沉积岩层中某些界面的资料，进而能够对大地构造、区域地质等方面进行研究，为寻找矿产提供依据。

现有技术，重力仪仅仅能够用来测量地球表面上的重力加速度，然后通过对测量数据的处理来研究地质构造和地壳结构。但实际上，重力仪在测量的数据具有多解性和非唯一性，这是因为不同深度、不同大小、不同物理性质参数(如岩石密度、岩石磁性)的地质体可能在地面上产生完全一样的重力场分布特征以及重力场变化规律，因此得到的重力场分布特征和重力场变化规律具有不确定性，在研究地质构造上存在较大的缺陷。

由此可见，非常有必要提供一种新的陆地勘探数据的测量装置，能够解决上述问题。

技术实现要素：

为了实现上述目的，本申请提供了如下的技术方案：

一种陆地勘探数据的测量装置，包括：重力仪和位于所述重力仪底部的平衡装置，所述平衡装置用于稳定所述重力仪；所述重力仪具有壳体，所述壳体内部安装有：三分量重力传感器、三分量姿态传感器和三分量磁力传感器；所述三分量重力传感器、所述三分量姿态传感器和所述三分量磁力传感器的位置不共线且至少所述三分量重力传感器、所述三分量姿态传感器和所述三分量磁力传感器中的两个传感器在同一水平面上；所述三分量重力传感器、三分量姿态传感器和三分量磁力传感器均与9通道32位模数转换、数据存储电路电性连接，所述9通道32位模数转换、数据存储电路用于将上述传感器输出信号进行放大信号、模数转换和数据存储。

作为一种优选的实施方式，所述三分量重力传感器、所述三分量姿态传感器和所述三分量磁力传感器位于同一水平面上。

作为一种优选的实施方式，所述平衡装置包括：底座平台和底座，所述底座设置于所述底座平台的下方；所述底座平台安装有水平仪和罗盘，所述底座能根据所述水平仪显示所述重力仪的倾斜程度调整所述重力仪，所述罗盘用于确定所述测量装置的方位。

作为一种优选的实施方式，所述底座具体为三脚架，所述三脚架具有三个支架，每个所述支架均能够改变自身长度。

作为一种优选的实施方式，所述三分量重力传感器包括：第一基座、固定安装在第一基座中第一安装体、套设在所述第一安装体外的第一外壳，所述第一外壳与所述第一基座之间螺纹连接。

作为一种优选的实施方式，所述第一安装体至少具有三个相邻的侧面，所述第一安装体的三个相邻的侧面上安装有X轴重力传感模块、Y轴重力传感模块、Z轴重力传感模块，所述X轴重力传感模块、所述Y轴重力传感模块和所述Z轴重力传感模块之间两两相互正交。

作为一种优选的实施方式，所述三分量磁力传感器包括：第二基座、固定安装在第二基座中第二安装体、套设在所述第二安装体外的第二外壳，所述第二外壳与所述第二基座之间螺纹连接。

作为一种优选的实施方式，所述第二安装体至少具有三个相邻的侧面，所述第二安装体的三个相邻的侧面上安装有X轴磁力传感模块、Y轴磁力传感模块、Z轴磁力传感模块，所述X轴磁力传感模块、所述Y轴磁力传感模块和所述Z轴磁力传感模块之间两两相互正交。

作为一种优选的实施方式，所述三分量姿态传感器包括：第三基座、固定安装在第三基座中第三安装体、套设在所述第三安装体外的第三外壳，所述第三外壳与所述第三基座之间螺纹连接。

作为一种优选的实施方式，所述第三安装体至少具有三个相邻的侧面，所述第三安装体的三个相邻的侧面上安装有X轴姿态传感模块、Y轴姿态传感模块、Z轴姿态传感模块，所述X轴姿态传感模块、所述Y轴姿态传感模块和所述Z轴姿态传感模块之间两两相互正交。

作为一种优选的实施方式，还包括：指示装置，所述指示装置用于显示所述测量装置各部件的工作状态。

有益效果：

本申请实施方式提供的一种陆地勘探数据的测量装置，由重力仪和重力仪底部的平衡装置组成。所述重力仪包括：三分量重力传感器、三分量姿态传感器和三分量磁力传感器。所述三分量重力传感器、三分量姿态传感器和三分量磁力传感器能够测量垂直方向和水平方向的重力数据、重力仪的姿态数据和磁力数据，因此对地面上的固定位置同步进行三分量重力测量和三分量磁力测量，可以获得测点的三分量重力数据和三分量磁力数据。

通过在移动的平台上沿着预定测量方向进行多点测量，能够获得同一水平面上水平重力梯度场中的两个水平分量的重力梯度值、水平磁力梯度场中的两个水平分量的磁力梯度值。从而能够研究测点下方径向范围内的岩石或地层密度值的分布规律，以及岩石或地层磁场强度的分布规律。

参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

图1为本申请实施方式中的一种陆地勘探数据的测量装置的结构示意图；

附图标记说明：1、重力仪；2、三分量重力传感器；3、三分量姿态传感器；4、三分量磁力传感器；5、9通道32位模数转换、数据存储电路；6、指示装置；7、底座平台；8、底座。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式，对本实用新型的技术方案作详细说明，应理解这些实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围内。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

本申请还提供了一种陆地勘探数据的测量装置，如图1所示，包括：重力仪1和位于所述重力仪1底部的平衡装置，所述平衡装置用于稳定所述重力仪1；所述重力仪1具有壳体结构，所述壳体内部安装有：三分量重力传感器2、三分量姿态传感器3和三分量磁力传感器4；所述三分量重力传感器2、所述三分量姿态传感器3和所述三分量磁力传感器4的位置不共线且所述三分量重力传感器2、所述三分量姿态传感器3和三分量磁力传感器4中至少两个传感器在同一平面内沿水平方向排列；所述三分量重力传感器2、三分量姿态传感器3和三分量磁力传感器4均与9通道32位模数转换、数据存储电路5电性连接，所述9通道32位模数转换、数据存储电路5用于将上述传感器输出信号进行放大信号、模数转换和数据存储。

在本实施方式中，所述三分量重力传感器2包括：用于测量重力沿X轴方向的重力加速度的X轴重力传感模块、用于测量重力沿Y轴方向的重力加速度的Y轴重力传感模块和用于测量重力沿Z轴方向的重力加速度的Z轴重力传感模块。所述三分量磁力传感器4包括：用于测量沿X轴方向磁力值的X轴磁力传感模块、用于测量沿Y轴方向磁力值的Y轴磁力传感模块和用于测量沿Z轴方向磁力值的Z轴磁力传感模块。所述三分量姿态传感器3测量所述重力仪1的姿态数据，所述姿态数据包括：所述重力仪1的倾角、方位角和倾向，所述三分量姿态传感器3包括：用于测量沿X轴方向姿态的姿态传感模块、用于测量沿Y轴方向姿态的姿态传感模块和用于测量沿Z轴方向姿态的姿态传感模块。

本申请实施方式提供的一种陆地勘探数据的测量装置以及勘探数据的处理方法，由重力仪1和重力仪1底部的平衡装置组成。所述重力仪1包括：三分量重力传感器2、三分量姿态传感器3和三分量磁力传感器4。所述三分量重力传感器2、三分量姿态传感器3和三分量磁力传感器4能够测量垂直方向和水平方向的重力数据、重力仪1的姿态数据和磁力数据，因此对地面上的固定位置同步进行三分量重力测量和三分量磁力测量，可以获得测点的三分量重力数据和三分量磁力数据。通过在移动的平台上沿着预定测量方向进行多点测量，能够获得同一水平面上水平重力梯度场中的两个水平分量的重力梯度值、水平磁力梯度场中的两个水平分量的磁力梯度值。从而能够研究测点下方径向范围内的岩石或地层密度值的分布规律，以及岩石或地层磁场强度的分布规律。

所述重力仪1具有中空的壳体结构，为了保持重力仪1在测量时稳定，所述壳体结构可以为长方形容器，也可以为圆柱体结构。所述壳体由高强度金属或非金属复合材料制成的，用于抵抗外力对仪器外壳内的传感器以及其他元件的损坏。壳体内部安装有三分量重力传感器2、三分量姿态传感器3、三分量磁力传感器4。为了降低重力仪1的高度，增加其稳定性，三分量重力传感器2、三分量姿态传感器3和三分量磁力传感器4中至少两个传感器在同一平面内沿水平方向排列。

优选的，所述三分量重力传感器2、三分量姿态传感器3和三分量磁力传感器4在水平方向上位于同一平面，所述三分量重力传感器2、三分量姿态传感器3、三分量磁力传感器4呈三角形方式排列，为了确保测量的重力数据、姿态数据、磁力数据为同一位置，并且三个传感器的位置尽可能相靠近，以保证所测数据为同一位置的三分量重力数据和三分量磁力数据。

具体的，所述三分量重力传感器2是一种基于深硅刻蚀的MEMS(Micro-Electro-Mechanical System微机电系统)技术、高精度电容位移传感技术和微弱信号检测技术的重力传感芯片为核心的三轴重力传感器，或基于冷原子原理的三轴高精度重力传感器，或基于超导原理的三轴高精度重力传感器。所述基于MEMS或基于冷原子或基于超导的重力传感模块包括：用于测量重力沿X轴方向的重力加速度的X轴重力传感模块、用于测量重力沿Y轴方向的重力加速度的Y轴重力传感模块和用于测量重力沿Z轴方向的重力加速度的Z轴重力传感模块。所述X轴重力传感模块、Y轴重力传感模块和Z轴重力传感模块为沿三轴正交布设的MEMS类型的或冷原子类型的或超导类型的重力传感模块。

所述三分量重力传感器包括：第一基座、固定安装在第一基座中第一安装体、套设在所述第一安装体外的第一外壳，所述第一外壳与所述第一基座之间螺纹连接，所述第一安装体至少具有三个相邻的侧面，所述第一安装体的三个相邻的侧面上安装有X轴重力传感模块、Y轴重力传感模块、Z轴重力传感模块，所述X轴重力传感模块、所述Y轴重力传感模块和所述Z轴重力传感模块之间两两相互正交。

该三分量磁力传感器4可以包括第二基座、固定安装在第二基座上的第二安装体、套设在第二安装体外的第二外壳，第二外壳与第二基座之间螺纹连接。第二安装体至少具有三个侧面，X轴磁力传感模块、Y轴磁力传感模块和Z轴磁力传感模块分别安装在第二安装体的三个侧面上，X轴磁力传感模块、Y轴磁力传感模块和Z轴磁力传感模块之间两两相互正交。因此该三分量磁力传感器4能够测量正交坐标系中沿X轴、Y轴、Z轴三个方向上的磁力数据。三分量磁力传感器4具体可以为磁通门式高精度磁场传感器或冷原子磁场传感器或光泵磁场传感器或超导磁场传感器，由三个独立的沿三轴正交布设的磁通门类型的或冷原子类型的或光泵类型的或超导类型的磁力传感模块。

具体的，所述第二安装体上分布有多个螺纹孔，用于各个磁力传感模块的安装。第二安装体套设在第二外壳内，三分量磁力传感器4的外壳壁厚数毫米。在本申请实施例中，第二基座与第二外壳通过螺纹结构连接固定，第二基座侧壁上设置有外螺纹，第二外壳内侧壁设置有内螺纹。第二基座的底部开设有多个螺纹孔，该螺纹孔用于通过螺栓螺丝等部件将三分量磁力传感器4固定在重力仪1的壳体内。所述外壳的顶部还设置有用于将三分量磁力传感器4信号的输出以及电源信号的输入的通孔。

三分量姿态传感器3用于测量测量所述重力仪1的姿态数据，所述姿态数据包括：所述重力仪1的倾角、方位角和倾向，所述三分量姿态传感器3包括：用于测量沿X轴方向姿态的姿态传感模块、用于测量沿Y轴方向姿态的姿态传感模块和用于测量沿Z轴方向姿态的姿态传感模块。该三分量姿态传感器3还可以包括第三基座、固定安装在第三基座上的第三安装体、套设在第三安装体外的第三外壳，第三外壳的壳体结构壁厚数毫米，第三外壳与第三基座之间螺纹连接。所述第三外壳的顶部还设置有第三通孔用于三分量姿态传感器3信号的输出以及电源信号的输入。

第三基座为圆柱体结构，第三基座侧壁上设置有外螺纹，第三外壳内侧壁设置有内螺纹。第三基座的底部开设有多个螺纹孔，该螺纹孔用于通过螺栓螺丝等部件固定三分量姿态传感器3。第三安装体至少具有三个侧面，第三安装体的侧面上分布有多个螺纹孔，用于各个姿态传感模块的安装X轴姿态传感模块、Y轴姿态传感模块和Z轴姿态传感模块分别安装在第三安装体的三个侧面上，X轴姿态传感模块、Y轴姿态传感模块和Z轴姿态传感模块之间两两相互正交。因此该三分量姿态传感器3能够测量正交坐标系中沿X轴、Y轴、Z轴三个方向上该重力仪1的倾斜角度、方位角度和倾斜方向。

由于重力仪1在对每个测点进行测量时的姿态都可能是随机的，得出的水平分量重力数据、垂直分量重力数据、水平分量磁力数据、垂直分量磁力数据并不准确。因此需要知道在每个测点上三分量重力传感器2、三分量磁力传感器4在测量重力值和磁场值时的实际姿态，如：倾角、倾向和方位角，才能对该测点的实测重力值和磁场值进行转换。将三分量重力传感器2采集的重力数据、三分量磁力传感器4采集的磁力数据，结合三分量姿态传感器3采集的姿态数据进行旋转校正，以换算成相同方位的三分量重力数据和三分量磁力数据。

所述三分量重力传感器2、三分量姿态传感器3与三分量磁力传感器4均与9通道32位模数转换、数据存储电路5电性连接，所述9通道32位模数转换、数据存储电路5用于将上述传感器输出信号进行放大信号、模数转换和数据存储。其中，所述9通道32位模数转换、数据存储电路5用于信号放大和模数转换的通道个数与三分量重力传感器2、三分量姿态传感器3和三分量磁力传感器4的三个分量输出信号所需的转换通道相匹配。该9通道32位模数转换、数据存储电路5将输出的数字信号输入至数据存储电路和芯片里，从而进行存储保存。

进一步的，所述9通道32位模数转换、数据存储电路5可以与所述信号处理系统电性连接，所述三分量重力传感器2、三分量姿态传感器3和三分量磁力传感器4采集的数据存储至所述9通道32位模数转换、数据存储电路5中，由所述信号处理系统读取。其电性连接方式可以为无线连接，例如利用现有技术中的WI-FI、红外、蓝牙等技术，或者也可以利用其他无线通信技术，本申请在此并不作具体的限定。当然，所述9通道32位模数转换、数据存储电路5也可以为具有USB接口的数据采集产品，其可以与带有USB接口的各种台式计算机、笔记本电脑等连接。

信号处理系统能够读取所述9通道32位模数转换、数据存储电路5的数据，所述信号处理系统具体可以是各种形式的计算机。9通道32位模数转换、数据存储电路5能够将数据传输给信号处理系统。信号处理系统对传感器采集的数据经过处理后将数据显示出来并记录数据。信号处理系统设置有校正单元，该校正单元能将三分量重力传感器2采集的三分量重力数据、三分量磁力传感器4采集的三分量磁场数据结合三分量姿态传感器3采集的姿态数据进行旋转校正，以转换成同一水平面位置处的三分量重力数据和三分量磁场数据，从而得到相同方位下的垂直重力分量、水平重力分量和垂直磁力分量、水平磁力分量。

所述平衡装置包括：底座平台7和底座8，所述底座8设置于所述底座平台7的下方。所述底座平台7上可以安装有水平仪和罗盘，所述底座8能根据所述水平仪显示所述重力仪1的倾斜程度调整所述重力仪1，所述罗盘用于确定所述测量装置的方位。

具体的，所述重力仪1的外壳固定在底座平台7上，其固定方式可以通过螺纹结构固定。水平仪可以为气泡水平仪，水平仪与罗盘通过螺栓安装在底座平台7上。底座8具体为可以调节高度的三脚架，该三脚架具有三个支架，且每个支架均可以调节高度，从而能够保持重力仪1的水平。罗盘用于确定该测量装置的方位，在实际操作中，在施工现场需要按照勘探的地质目标体的走向或延伸方向来设计测网和测线的方向，测网设计里面包含了测线之间的线距和沿测线各个测点之间的点距。在测量时，需要通过罗盘不断修正测量方向与计划测线的偏移量，使得各个测点尽可能地沿着计划测线方向分布。

当水平仪显示重力仪1呈倾斜状态时，可以调节底座8的三脚架的高度直至该水平仪显示水平为止。通过该底座8的调节，能够使得重力仪1在工作时保持水平状态。

在一个实施方式中，所述测量装置还包括：指示装置6，所述指示装置6用于显示所述测量装置各部件的工作状态。所述测量装置内的传感器与9通道32位模数转换、数据存储电路5均与该指示装置6电性连接。该指示装置6可以以数字形式显示三分量重力值，也可以显示其他传感器测量的参数值，该指示装置还可以用不同色彩的指示灯来显示仪器的工作状态。

本申请还提供了一种利用所述测量装置的勘探数据的处理方法，所述勘探数据的处理方法包括以下步骤：

S10：接收所述三分量重力传感器2测量的第一重力数据、三分量磁力传感器4测量的第一磁力数据和所述三分量姿态传感器3测量的姿态数据，其中，所述第一重力数据包括第一水平重力分量、第一垂直重力分量，所述第一磁力数据包括第一水平磁力分量、第一垂直磁力分量；

S20：将所述第一重力数据结合所述姿态数据获取第二重力数据，所述第二重力数据包括第二水平重力分量、第二垂直重力分量；将所述第一磁力数据结合所述姿态数据获取第二磁力数据，所述第二磁力数据包括第二水平磁力分量、第二垂直磁力分量；

S30：将所述第二重力数据和所述第二磁力数据转换到同一基准面，获得同一水平面的第三重力数据和第三磁力数据，其中，所述第三重力数据包括第三水平重力分量、第三垂直重力分量，所述第三磁力数据包括第三水平磁力分量、第三垂直磁力分量；

S40：将第三重力数据通过正演和反演计算进行处理后提取出与地层重力性质有关的岩石或地层密度参数，将第三磁力数据通过正演和反演计算进行处理后提取出与地层磁性性质有关的岩石或地层的磁性参数；

S50：将处理后的相邻两个测点的第三水平重力分量根据两点之间的水平分量差除以两点之间的水平距离计算出水平重力梯度值，进而根据所有所述水平重力梯度值形成重力水平梯度场中的两个水平重力梯度分量；

将处理后的相邻两个测点的第三水平磁力分量根据两点之间的水平分量差除以两点之间的水平距离计算出水平磁力梯度值，根据所有所述水平磁力梯度相对值形成水平梯度场中的两个水平磁力梯度分量；

S60：基于所述与地层重力性质有关的岩石或地层密度参数、所述水平重力梯度场中的两个水平重力梯度分量进行反演成像，获取测点下方径向范围内的岩石或地层密度值分布规律；

基于所述与地层磁性性质有关的岩石或地层磁性参数、所述水平磁力梯度场中的两个水平磁力梯度分量进行反演成像，获取测点下方径向范围内的岩石或地层磁性分布规律。

具体的，使用该测量装置获取数据时，在施工厂区根据需要勘探的地质目标体的走向或延伸方向来设计测网和测线的方向，在厂区的预定测点上，架设好该陆地勘探数据的测量装置。待该测量装置稳定后，可以将该仪器中的一个水平分量的指向调整到正北方向，也可以将该仪器的一个水平分量的指向调整到测网或测线指定的方向。

所述陆地勘探数据的测量装置在地面上按照预定规则沿测线或测网方向逐点采集第一重力数据、姿态数据和第一磁力数据。所述第一重力数据为三分量重力传感器2测量的三分量重力数据，其包括第一水平重力分量和第一垂直重力分量。所述姿态数据为三分量姿态传感器3测量的三分量姿态数据，其包括水平姿态分量和垂直姿态分量。所述第一磁力数据为三分量磁力传感器4测量的三分量磁力数据，其包括第一水平磁力分量和第一垂直磁力分量。测网设计里面包含了测线之间的线距和沿测线各个测点之间的点距，所述预定规则为按照一定的点距沿着测线方向进行布置。三分量重力传感器2、三分量姿态传感器3和三分量磁力传感器4采集的数据输出并存储到9通道32位模数转换、数据存储电路5中。

在步骤S10和步骤S20中，所述三分量重力传感器2、三分量姿态传感器3和三分量磁力传感器4采集的数据存储至所述9通道32位模数转换、数据存储电路5中，并由所述信号处理系统读取。所述信号处理系统包括校正单元，所述校正单元用于根据所述三分量姿态传感器3所测量的所述重力仪1的姿态数据计算出对应的所述三分量重力传感器2所测量的重力的垂直分量或者水平分量、对应的所述三分量磁力传感器4所测量的磁力值的垂直分量或水平分量。

信号处理系统经过数据处理后将数据显示出来记录数据，并进行后续的数据处理步骤。校正单元能将三分量重力传感器2采集的第一重力数据、三分量磁力传感器4采集的第一磁场数据结合三分量姿态传感器3采集的姿态数据进行旋转校正，以转换成相同方位的第二重力数据和第二磁场数据，从而得到第二垂直重力分量、第二水平重力分量和第二垂直磁力分量、第二水平磁力分量。

在一个实施方式中，在步骤S20中，将所述三分量重力传感器2采集的第一重力数据、所述三分量磁力传感器4采集的第一磁力数据，结合所述三分量姿态传感器3采集的姿态数据进行旋转校正，将在此测量位置测得的第一重力数据和第一磁力数据依据此位置三分量姿态传感器3提供的倾角、方位角和倾向进行旋转处理。首先把测量的第一重力数据第一磁力数据旋转到倾角为零度的位置，此时重力和磁力的垂直分量将变为垂直于地平面的，测量到的两个相互正交的第一水平重力分量和第一磁力分量变为平行于地平面；然后根据此测点的方位角将前述旋转后的第一重力数据和第一磁力数据旋转到方位角为零度的位置，此时重力和磁力的两个水平分量将变为一个水平分量为南北向的，另一个水平分量为东西向的，而垂直分量仍然保持垂直于水平地面。

将所述第二重力数据和所述第二磁力数据转换到同一基准面，获得同一水平面的第三重力数据和第三磁力数据，其中，所述第三重力数据包括第三水平重力分量、第三垂直重力分量，所述第三磁力数据包括第三水平磁力分量、第三垂直磁力分量。在步骤S30中的所述同一基准面为具有同一高度的水平面，由于各个测点的高程各不相同，因此会在同一个施工厂区内选择一个高程点作为本工区的基准面，根据实测的各个测点的高程，将各测点的第二重力数据、第二磁力数据通过高程改正的计算换算到工区统一的基准面上去，以得到同一基准面的第三重力数据和第三磁力数据。

在本实施方式中，所述将所述第二重力数据和所述第二磁力数据转换到同一基准面的步骤包括：对所述第二重力数据进行高程改进和地形改进，对所述第二磁力数据进行高程改进，得到同一基准面的第三重力数据和所述第三磁力数据。

具体的，所述高程改正方法可以为：将得到的第二重力数据和第二磁力数据，减去背景或非异常区域的相同基准面的三分量重力和三分量磁场测量值，获得测量工区内的第三重力数据和第三磁力数据。

对处理后的第二重力数据进行地形改进。由于陆地地面的高低不平，施工厂区处于如高山、峡谷、河流、湖泊、平原等复杂地形时，测点径向范围内的起伏地形对重力数据有影响，所以需要对得到的第二重力数据进行地形改正，消除测点径向范围内高低地形对重力数据的影响。所述地形改正是消除测点附近高出或低于测点水平面的地形质量对观测重力的影响而加的改正，相当于把局部的地形质量去掉或补上，从而使观测点径向范围内的地形不仅在同一水平面，而且位于同一地形。通过对高程改正和地形改正，能够消除空间位置和层间质量对重力数据的影响。

对经过高程改正和地形改正后的第三重力数据通过正演和反演计算进行处理，然后提取出与地层重力性质有关的岩石或地层密度参数。对经过高程改进的第三磁力数据通过正演和反演计算进行处理，然后提取出与地层磁性性质有关的岩石或地层的磁性参数。

将处理后的相邻两个测点的第三水平重力分量根据两点之间的水平分量差除以两点之间的水平距离计算出水平重力梯度值，进而根据所有所述水平重力梯度值形成重力水平梯度场中的两个水平重力梯度分量。将处理后的相邻两个测点的第三水平磁力分量根据两点之间的水平分量差除以两点之间的水平距离计算出水平磁力梯度值，进而根据所有所述水平磁力梯度相对值形成水平梯度场中的两个水平磁力梯度分量。

基于所述与地层重力性质有关的岩石或地层密度参数、所述水平重力梯度场中的两个水平重力梯度分量进行反演成像获取测点下方径向范围内的岩石或地层密度值分布规律。其中，岩石或地层密度值通过下列公式计算得到：

ρAve＝(F－△g/△z)/4πG

其中，△g表示任意两个测点间的重力差值，单位为mGal；△z表示任意两个测点间的距离，单位为m；ρAve为任意两个测点间的间隔密度，单位是g·cm-3；F为自由空气效应系数；G为引力常数。

基于与地层重力性质有关的岩石或地层密度参数、与地层磁性性质有关的岩石矿物或地层磁性参数、重力水平梯度场中的两个水平重力梯度分量、磁力水平梯度场中的两个水平磁力梯度分量进行约束反演或联合反演成像获取测点下方径向范围内的岩石矿物或地层的密度参数和磁性参数的分布规律。对测量到的第三重力数据和第三磁力数据进行相互约束反演或联合反演，可以获得测点下方周围的岩石矿物密度或岩石孔隙中流体密度和钻井径向范围内岩石矿物的磁性的分布和变化，极大的降低单一地球物理数据处理解释结果的多解性或非唯为一性。

单一地球物理参数(比如重力值或磁场强度)的测量的结果，在处理解释时都存在多解性或非唯一性。即不同埋深、不同大小、不同的物性参数(比如密度或磁化率)的地下地质体都可以在地面上产生完全一样的重力异常或磁力异常，用两种不同的物性参数去反演地下的地质体，可以大大的减少地质体解释结果的多解性或非唯一性。

在步骤S60中，进行反演成像获取测点下方径向范围内的岩石或地层密度值分布规律的步骤还包括：根据所述第三重力数据与所述水平重力梯度值通过约束反演确定预定范围内的地层密度的分布；根据所述第三重力数据中的水平分量与所述水平重力梯度值进行联合反演确定预定范围内的地层密度的分布；根据所述第三磁场数据与所述水平磁力梯度值通过约束反演确定预定范围内的地层磁性的分布；根据所述第三磁力数据中的水平分量与所述水平磁力梯度值进行联合反演确定预定范围内的地层磁性的分布。

其中一种约束反演方法是利用地震数据的解释成果，固定重力数据测量点下方各种不同岩性地层的埋深与厚度，只反演每种不同岩性的地层的密度值。另一种约束反演的方法是用水平重力梯度值来约束第三重力数据的反演，即用第三重力数据反演出的地层密度值模型计算(正演计算)出的水平重力梯度值必须与计算出的水平重力梯度值一样。

其中一种约束反演方法是利用地震数据的解释成果，固定磁力数据测量点下方各种不同岩性地层的埋深与厚度，只反演每种不同岩性的地层的磁性参数(磁化率、剩余磁化强度)。另一种约束反演的方法是用水平磁力梯度值来约束第三磁力数据的反演，即用第三磁力数据反演出的地层磁性参数(磁化率、剩余磁化强度)模型计算(正演计算)出的水平磁力梯度值必须与计算出的水平磁力梯度值一样。

联合反演同时对两种或两种以上的地球物理场进行反演，求取一个使所有参加反演的地球物理观测值都满足的统一的地质模型。重磁异常是同源场，可以通过重磁联合反演方法来减少重、磁单一方法反演的多解性，提高反演结果的可靠性。地球物理联合反演就是联合利用多种地球物理观测数据，通过地质体的岩石物性和几何参数之间的相互关系求得同一个地下地质、地球物理模型。比如重磁联合反演的一个方法就是用一个等效层的方法来计算磁化率与密度的比值的变化来实现重磁联合反演。

所述重力数据与所述磁力数据的联合反演是指针对同一目标函数(比如地下地质目标体几何尺寸)，在同一个反演函数里同时使用重力数据与磁力数据进行联合反演，获取目标函数的解(结果)，此反演结果的地下地质目标体模型的正演重力和磁力数据必须能同时拟合测量到的重力数据和磁力数据。联合反演的结果(比如地质体的几何尺寸)比用单一测量数据(单一重力数据或单一磁力数据)反演的结果更加可靠，非唯一性更小。

在一个实施方式中，所述勘探数据的处理方法还包括：根据所述测点下方径向范围内的岩石或地层密度值分布规律、所述测点下方径向范围内的岩石或地层磁性分布规律，对测点下方径向范围内岩石或地层含油气或高密度矿物、磁性矿物分布特征的解释与评价，并反演计算出测点下方径向范围内含油气储层或高密度矿物或高磁性矿物的几何分布范围和体积，进而计算出含油气储层的油气总储量和高密度矿物或高磁性矿物总重量。

具体包括：通过反演计算出测点下方径向范围内地层或岩层的密度的分布特征和高密度或低密度地层或岩层的几何分布范围和体积，计算出地层或岩层里油气资源的饱和度，然后根据地层或岩层的孔隙度，计算出地层或岩层里总的含油或含气量，或者计算出高密度矿物的总重量。通过反演计算出测点下方径向范围内地层或岩层的磁性参数(磁化率、剩余磁化强度)分布特征和高磁性地层或岩层的几何分布范围和体积时，能够计算出地层或岩层里高磁性矿物的总重量。

常规的重力勘探所观测、研究的是天然的地球重力场，由于地表附近直至地球深处都存在着物质密度分布的不均匀，所以重力勘探相对来说具有较为经济和勘探深度大两个优点。重力勘探可以解决以下任务﹕1、研究地壳深部构造﹔研究区域地质构造﹐划分成矿远景区；2、掩盖区的地质填图﹐包括圈定断裂﹑断块构造﹑侵入体等；3、广泛用于普查与勘探可燃性矿床(石油﹑天然气﹑煤)，4、查明区域构造﹐确定基底起伏﹐发现盐丘﹑背斜等局部构造；5、普查与勘探金属矿床(铁﹑铬﹑铜﹑多金属及其他)，主要用于查明与成矿有关的构造和岩体，进行间接找矿；6、也常用于寻找大的﹑近地表的高密度矿体，并计算矿体的储量；工程地质调查，如探测岩溶，追索断裂破碎带等。

本实用新型公布的陆地勘探数据的测量装置可以在地面上同一位置同步进行三分量重力和磁力测量，也可以在移动的平台上沿预定方向进行三分量重力数据和三分量磁力数据的采集。在地面上固定位置进行的三分量重力和磁力测量研究同一位置同一时刻的重力和磁力的垂直分量和水平分量在不同的地面位置上的变化，在移动的平台上进行的三分量重力和磁力测量研究地面以下三分量重力和磁力垂直分量和水平分量沿平台移动轨迹上的变化。该变化是由地下密度和地下磁性不均匀体(岩石或岩石孔隙中的流体)的垂向和横向位置的变化所引起的。陆地三分量重力随深度的变化可以用来研究测量点周围的三分量重力场的变化，陆地三分量磁场随深度的变化可以用来研究测量点周围的三分量磁场的变化。通过陆地三分量重力场的变化计算推断出测量点下方周围一定范围内岩石或岩石孔隙中流体密度的变化，可以用于研究区域地质构造、勘探固体矿产和油气资源、以及对进入开采期的油气田进行地下流体分布变化的长期动态监测。根据测量点周围的三分量磁场的变化和磁异常场的特征及其分布规律，可以了解地下岩石磁性不均匀性，进而推断地壳结构和构造、洋底生成和演化历史，以及勘查大陆边缘地区的矿产分布。

上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本申请的内容并据以实施，并不能以此限制本申请的保护范围。凡根据本申请精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不是为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的申请主题的一部分。