图1.2.1-3

为了在航磁测量中对机身进行磁补偿，加拿大的PicoEnvirotec(PEI)公司开发了能够在飞行后产生补偿系数或即时磁补偿的软件包—PEIComp。PEI同时还提供用来进行地图配准和绘制测区飞行路线的测量准备软件—PEIConv。加拿大的ScottHogg＆Associates地球物理软件公司也发行了一套新的航空磁力补偿软件—CMAG4。该软件可以同时处理四个磁力仪的输入，并能进行事后补偿。这套软件已经成功地应用在多种固定翼和直升机测量系统上。

在数据采集方面，2005年Fugro研发成功了FASDAS数据采集系统，该系统能够采集频率为1000Hz的低噪声、高密度数据，并且能够及时地对数据进行检查以删除不需要的信号。加拿大的Terraquest公司在KroumVS仪器公司的帮助下开发了一套性能先进、使用简单的数据采集系统———SDAS，该系统应用商用掌上电脑将数据记录在一张闪存卡上，大大减少了采集系统的重量和体积，为航空物探测量技术的小型化、便携化奠定了良好基础。SDAS具有四道图形显示功能，并且在飞行中可选择是否进行图形显示。    

在数据处理方面，各大航空地球物理测量公司都进一步完善其原有软件的功能，并相继开发出新的商业化专业数据处理解释软件。数据处理和成图系统也都成功移植到个人PC或工作站上，实现了三维正反演计算及可视化人机交互解释，处理解释技术日趋完善，逐步形成了一系列完整的处理解释系统。

除此之外，加拿大的GoldakAirborneSurveys公司还研发了一种姿态校正系统。该系统应用多个高精度GPS接收机测定飞机的姿态，并同步自动测量磁梯度向量，大幅度减少了调平校正工作量，并使复杂地形条件下的飞行测量保留大量细小信息。该公司还开发了新的高精度数字航迹测量系统，该系统包含1台数码相机，能够以2.5祯/s的速度记录高精度影像，并可以在Geosoft公司的Oasismontaj中与地图、数据库相互连接查看，实现快速有效地识别航磁测量中的人文干扰。SGL也提供MPEG4格式的航迹数字录像，该录像与应用GPS时间同步的其他数据流相匹配，可以应用标准的Windows软件进行方便的查询和控制。

（二）全球优势国家或地区产业发展趋势  

2.1加拿大  

加拿大Scintrex公司(ScintrexLimited)制造了CS-3铯磁力仪，加拿大还有一家制造铯磁力仪的CAE公司，多年来为加拿大和其他国家与地区(包括台湾)供应了2000套MAD系统。最近推出AN/ASQ-508(V)型，据称探测潜水艇的距离为1200m。AN/ASQ-508(V)安装在飞机尾锥或直升机机舱内。

加拿大GEM系统公司(GEMSystems，Inc.，以下简称GEM公司)研发了质子磁力仪、欧弗豪泽效应质子磁力仪和钾磁力仪。GEM公司是第一家将钾磁力仪投放市场的公司。GEM公司的钾光泵磁力仪有用于航空标量测量和/或梯度测量的，有用于台站作矢量测量的，也有用于地面测量的。GEM公司钾光泵磁力仪的主要特点是精度高、方位误差小、重量轻、定位准。用于飞机和直升机的GSMP-30A型航空钾磁力仪/梯度仪的技术指标：测量范围，20，000~100，000nT;灵敏度，0.7pT/1Hz;分辨率，0.1pT;绝对准确度，±0.1nT;采样率为1、5、10、20Hz;梯度容忍度为2，500nT/m;磁力仪探头重量1.5kg;电子设备盒重量0.63kg。GEM的MiniMag型钾磁力仪可安装在无人飞机(UAV)上进行磁测。

从20世纪70年代中开始，加拿大为了研究新一代反潜战磁力仪，执行一项SQUID计划。用铌(和铌合金)制成点接触RF-SQUID磁力仪，采用梯度装置，装入盛有4°K液氦的杜瓦瓶中。SQUID梯度装置适合于直升机使用，快速飞行或悬停均可。直升机有许多铁质器件和良导性的表面，因而产生许多磁干扰。将安装有梯度装置的吊舱用缆绳吊放在直升机下方，远离干扰源。SQUID用电池供电，用光纤与直升机内的数据收录系统相连。经过静态试验、内河水面试验，了解各种噪声源，重新设计避免这些噪声源的传感器，制造出低运动噪声的系统，于1998年进行了试验飞行。飞行试验取得部分成功，整个系统的噪声在设计指标两倍之内。

德国国防部从20世纪80年代末起，大力资助航空SQUID梯度测量研究工作，从1997年起由物理高技术研究所(InstitutfurPhysikalischeHochTechnologie，IPHT)承担研发任务。    

加拿大和德国从1990年代早期起就在SQUID技术方面开展合作，交换磁异常探测技术信息。加拿大将第一个吊仓借给IPHT于2001年秋进行最初的飞行试验。德国研制SQUID梯度仪参考了加拿大的经验。本世纪初德国IHPT制成的LTSSQUID航空全张量磁梯度仪系统，共有9个SQUID安装在低温恒温器中，6个用作梯度测量，3个用作磁场测量，磁力仪是铌薄膜DC-SQUID。梯度仪中两磁力仪的间距(baselength)为3.5cm。三个互相垂直的参考磁力仪的灵敏度为1pT/√Hz。低温恒温器直径23cm、高90cm，最大液氦容积约15L。SQUID的电子线路安置在低温恒温器顶上。整个系统装在一个圆柱形的筒子内(吊舱)。系统的数据收录箱在低温恒温器之上接近吊舱顶部。收录箱内还装有一个DGPS接收器和惯性系统单元(INSu-nit)。GPS天线装在吊舱顶部。取样率1kHz并与GPS取样同步。使用BellUH1-D型直升飞机进行试验时，吊舱吊放在直升飞机下方95m处。使用Cessna208型飞机进行试验时，吊舱(实际上是一个圆筒)竖直地安装在尾锥的后端。一个重要的措施是装备了惯性系统，惯性系统提供3个角度(俯仰、横滚、偏航)，可以确定系统的取向。利用这些数据由GPS测得的位置可以计算出SQUID梯度仪的实际位置。利用这个系统测得了100km25个独立的张量元素，在世界上是第一次。随后德国的IPHT和Supracon公司取得了一些技术突破，他们创制了`世界第一'的全张量航空磁力梯度仪，名为`JESSYSTAR'。JESSYSTAR的功能和飞行指标有很大的改进。

2008年系统安装在一个新型吊舱中，这个直升机使用的吊舱是南非EpsilonEngineering公司和SpectremAir公司设计制造的，它的外形像一条大尾巴金鱼。这个吊舱改善了平衡与动力学特性，使运动噪声降低，因而磁场分辨率得以提高。惯性导航的精度更高了，角分辨率0.1°。吊放距离缩短到40m。新一代SQUID梯度仪大大降低天电和外部干扰。带宽DC—500Hz，噪声水10-2nT/m/√Hz。该系统已成功投产，进行航空地球物理测量。   

2010年，加拿大卡尔顿大学与Sander地球物理公司合作研发了GeoSurvII无人机航磁系统。

2011年，在加拿大格兰维尔省开展了8.5km的应用试验，飞行高度50m，并与有人驾驶固定翼航磁数据和地面磁测数据进行了对比。结果显示，该无人机航磁系统的磁场强度分辨率和地面磁测分辨率相当，优于有人驾驶航磁系统。两个铯光泵磁力仪安装在系统翼尖的两端，可收录水平磁场梯度数据。2014年，研究人员对该系统进行了弱化无人机磁场性特征技术的研究，极大改善了无人机的总体磁性特征。

2.2澳大利亚  

澳大利亚从1992年开始各州实施一系列矿产勘查计划，南澳大利亚州矿产勘查开创计划(SAEI)、昆士兰州的GEOMAP计划、维多利亚州的矿产与油气开创计划(VIMP)和新南威尔士州的“发现2000”矿产计划。

澳大利亚联邦科学工业研究组织(CSIRO)和五个矿业公司合作正在研制使用HTS-SQUID的航空张量磁梯度仪GETMAG(透视地球航空张量磁力梯度仪，GlassEarthTensorMagneticAirborneGradiometer，GET-MAG)，用于地质调查和矿产普查。澳大利亚国防科学与技术组织(DSTO)和CSIRO共同出巨资，研究航空圈定和识别潜水艇的新方法，要求用与GETMAG相同的设计概念为PC3Orion飞机研制新型的MAD系统(magneticanomalydetec-torsystem)，命名为MAGSAFE。GETMAG初步试验结果：HTS-SQUID旋转张量梯度仪安装在吊舱内，由直升机吊放，进行飞行试验，飞越一个人工磁偶极子。吊舱内还装有磁通门磁力仪、倾斜仪、回旋仪和GPS接收机以调平、定位。在作了俯仰、横滚、偏转改正后，沿测线测得的梯度张量与理论计算所得结果相符合。在矿产勘查工作中，磁张量梯度测量的主要优点：有矢量测量的好处而无需严格定向;张量要素具有真正的位函数特征，可进行精密的延拓、化磁极和磁化强度填图等等。    

MAGSAFE初步试验结果：CSIRO和DSTO正在研发的一种高温超导旋转梯度仪，已经完成了设计制造并进行了试验。在最好的情况下，灵敏度为0.05nT/m(采样率10次/s)，设计的灵敏度为0.001nT/m。因此还需要大力改进完善。还要探讨如何将MAGSAFE应用在无人航行器上的问题。CSIRO还在研发一种供水下使用的，不用旋转传感器设计的HTS张量磁力梯度仪。这种系统至少需要10个传感器。澳大利亚科学家目前还没有取得完全的成功。

2.3美国  

美国在航空磁测方面，广泛应用氦4光泵磁力仪，而且还在不断地研究、开发、创新改进。美国拍拉托密克公司(Polatomic，Icn.)为美国海军研制的Polatomic2000(P-2000)，是激光光泵氦4磁力仪，采用梯度装置。将P-2000安装在P3C飞机上进行了飞行试验，P-2000的噪声水平(noisefloor)低于0.1pT/Hz`/2。