基于等效旋转调制的地磁提取*

杨金显, 王亚平, 王蒙蒙

(河南理工大学 电气工程与自动化学院导航制导实验室,河南 焦作 454000)

0 引 言

随着水平井、多分支井等定向井的出现,磁方位的精度直接影响钻井风险、钻遇率和井眼轨迹的调整,随钻测量(measurement while drilling,MWD)中方位精度的需求越来越高,因此需要精确地对地磁数据提取[1]。目前MWD是通过加速度计和磁强计测量的重力信息和地磁场信息获得方位角信息,其中加速度计校正方法比较成熟可靠[2]；但磁强计测量的地磁数据易受外界磁干扰和自身误差而影响方位角测量精度。陀螺仪不受周围环境磁干扰影响,但存在长时间漂移的累积误差[3]。

椭球拟合方法是地磁提取中的经典方法,其具有操作简单,不依赖外部信息,仅使用磁强计测点对地磁参数提取,但当测量设备的位置和外部磁干扰发生变化时,提取的精度降低[4,5]。文献[6]在椭球模型的基础上提出最大似然估计的方法对地磁提取参数求取。文献[7]提出使用递推最小二乘法求取补偿参数,当磁干扰变化时,递推最小二乘法求取地磁提取参数需要较长收敛时间且容易发散。外部信息,如航向角[8]、重力加速度[9]、角速度[10]等辅助地磁提取的方法也倍受关注。文献[11]提出了加速度计和磁强计的组合标定方法,方法依据在重力向量与地磁向量的交角是常值的原理，当井斜角大于或小于45°时,标定的误差会逐渐增大。相关学者提出使用更加精确的地磁提取模型的方法,如扩展卡尔曼滤波……