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MXPA04003397A - Mediciones geofisicas realizadas en transporte aereo. - Google Patents

Mediciones geofisicas realizadas en transporte aereo.

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Publication number
MXPA04003397A
MXPA04003397A MXPA04003397A MXPA04003397A MXPA04003397A MX PA04003397 A MXPA04003397 A MX PA04003397A MX PA04003397 A MXPA04003397 A MX PA04003397A MX PA04003397 A MXPA04003397 A MX PA04003397A MX PA04003397 A MXPA04003397 A MX PA04003397A
Authority
MX
Mexico
Prior art keywords
geophysical
aircraft
measurements
instruments
instrument
Prior art date
Application number
MXPA04003397A
Other languages
English (en)
Inventor
Beresford Lee James
Original Assignee
Bhp Billiton Innovation Pty
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from AUPR8202A external-priority patent/AUPR820201A0/en
Priority claimed from AU2002950333A external-priority patent/AU2002950333A0/en
Application filed by Bhp Billiton Innovation Pty filed Critical Bhp Billiton Innovation Pty
Publication of MXPA04003397A publication Critical patent/MXPA04003397A/es

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/15Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for use during transport, e.g. by a person, vehicle or boat
    • G01V3/16Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for use during transport, e.g. by a person, vehicle or boat specially adapted for use from aircraft

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
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  • Geology (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

La invencion concierne a un metodo para efectuar mediciones geofisicas desde una aeronave. Dichas mediciones podran efectuarse desde aeroplanos con alas fijas o moviles o desde dirigibles. El metodo comprende los pasos siguientes. Se toman primero mediciones en tiempo real desde uno o mas instrumentos geofisicos montados en un avion a fin de producir datos geofisicos relacionados con el terreno situado debajo del instrumento. Se toman segundas mediciones en tiempo real desde los instrumentos de navegacion y preparacion de mapas asociados con o transportados por la aeronave. Se calcula la respuesta de fondo de cada instrumento geofisico usando las segundas mediciones en tiempo real, para tener en cuenta su altitud que varia con el tiempo y la topografia que varia con el tiempo de cada terreno situado debajo de la aeronave. Se ajusta una condicion operativa o de procesamiento de datos de cada instrumento geofisico usando la respectiva respuesta de fondo y la capacidad del instrumento para aumentara el desempeno del mismo. Se ajustan los datos geofisicos usando la respuesta de fondo respectiva, para entregar una salida de datos geofisicos para ese instrumento, que tiene efectos reducidos y resultantes de las variaciones de altitud, capacidad y topografia.

Description

MEMORIA DESCRIPTIVA Campo técnico Esta invención concierne a un método destinado a efectuar mediciones geofísicas desde una aeronave. Dichas mediciones se pueden hacer desde aeroplanos con ala fija o móvil o dirigibles. El arte previo Se han efectuado mediciones geofísicas usando aeronaves equipadas con un instrumento geofísico. En tiempos diferentes, se han utilizado instrumentos geofísicos diferentes, tales como: Un magnetómetro parra medir las distorsiones y adiciones al campo magnético de la tierra, debidas a las rocas y minerales que se encuentran debajo de la aeronave. Se ha empleado un sistema de sondeo electromagnético (EM) para medir los efectos de la distinta conductividad eléctrica de las rocas y minerales situados debajo de la aeronave. Se ha empleado un sistema de exploración radiométrica para medir las emanaciones radioactivas provenientes de los isótopos radioactivos de elementos que son componentes de las rocas y la tierra que se encuentran debajo de la aeronave. Se ha utilizado un sensor gravlmétrico y últimamente un gradiómetro de gravedad para medir el campo gravitacional, desde el cual se puede inferir la densidad de las rocas y minerales situados debajo de la aeronave. También se ha empleado un explorador ("scanner") hiperespectral para medir los espectros de reflectancia de las rocas, la tierra y vegetación encontrados debajo de la aeronave. La interpretación de datos geofísicos recogidos desde mediciones efectuadas en una aeronave empleando dichas unidades de equipo tienen lugar en el terreno en una oficina de geología. El propósito de la interpretación de datos i . es establecer prioridades para la posterior investigación en el terreno. Con frecuencia, los datos se combinan a partir de varios tipos de mediciones obtenidas de diferentes aeronaves especializadas en geofísica y a diferentes tiempos, con el objeto de ayudar a la interpretación. Resumen de la invención En un primer aspecto, la invención es un método para efectuar mediciones geofísicas desde una aeronave, que comprende los pasos siguientes. Se toman primeras mediciones como una función de tiempo desde uno o más instrumentos geofísicos asociados con o transportados al menos pro una aeronave, a fin de producir datos geofísicos relacionados con el terreno situado debajo del instrumento. Se hacen las segundas mediciones como una función de tiempo desde los instrumentos de navegación y trazado de mapas o "cartografía" asociados con o transportados al menos por una aeronave. Se calcula la respuesta de fondo de cada instrumento geofísico como una función de tiempo usando las segundas mediciones para tener en cuenta su altitud que varía con el tiempo y la topografía que varía con el tiempo para el terreno situado debajo de la aeronave. Se ajustan las condiciones operativas del procesamiento de datos tomados por cada instrumento geofísico, usando la respectiva respuesta de fondo y la capacidad del instrumento para aumentar el desempeño del mismo. Se ajustan los datos geofísicos usando la respuesta de fondo respectiva, para entregar una salida de datos geofísicos para ese instrumento, que tiene efectos reducidos resultantes de las variaciones de altitud, capacidad y topografía.
La primera y segunda medición pueden tomarse en tiempo real. La primera y segunda medición se pueden registrar en un dispositivo de grabación para permitir la futura recuperación de las mediciones. El paso de calcular la respuesta de fondo puede tener lugar en tiempo real dentro de la aeronave durante el vuelo o después que ha terminado el vuelo.
Usando la salida de datos geofísicos resultante o varias salidas desde diferentes instrumentos geofísicos, puede ser posible identificar las metas de exploración y calcular su tamaño y otros parámetros clave, tales como la densidad, conductividad eléctrica y propiedades magnéticas. Las segundas mediciones podrán usarse para calcular lo siguiente: La trayectoria de la aeronave y los instrumentos geofísicos individuales en el espacio tridimensional, como una función de tiempo. La capacidad de los instrumentos geofísicos individuales (cabeceo, alabeo y guiñada) como una función de tiempo. Un modelo matemático en tres dimensiones del terreno situado debajo de la aeronave como una función de tiempo, que se podrá crear en forma instantánea.
La respuesta de fondo se podrá calcular a partir de estas mediciones cuando se analizan los datos y se puede efectuar en tiempo real. Las condiciones de ajuste variable del tiempo y/o el procesamiento de datos podrán calcularse para cada instrumento geofísico a partir de la respuesta de fondo y de la capacidad de cada instrumento. Los instrumentos geofísicos incluyen uno o más de uno o más instrumentos de exploración magnética, un sistema de sondeo electromagnético (EM), un sistema de exploración o mensura radiométrica, un sensor de gravímetro, un gradiómetro de gravedad y un scanner hiperespectral. Se emplea un magnetómetro escalar para medir la magnitud del vector magnético; un magnetómetro vector para medir el componente tri-ortogonal del vector magnético, y un gradiómetro magnético para medir los seis términos independientes del tensor magnético. El sistema de sondeo electomagnético se emplea para medir los efectos de la distinta conductividad eléctrica de las rocas y minerales situados debajo de la aeronave.
Se utiliza un sistema de exploración radiométrica para medir las emanaciones radioactivas desde los isótopos radioactivos de los elementos constituyentes de las rocas y la tierra situados debajo de la aeronave. El sistema gradiométrico de gravedad se aplica para medir la inclinación o gradiente del campo gravitacional de la tierra y puede entregar también la capacidad de la aeronave en el espacio tridimensional, así como la velocidad vertical y aceleración de la aeronave. Se emplea un gravímetro para medir la magnitud de la gravedad de la tierra. El scanner hiperespectral es usado para medir la reflectancia de la tierra, rocas y vegetación debajo de la aeronave y un altímetro de radar para determinar la altitud. Es posible emplear más de un instrumento geofísico, los cuales se pueden montar en la misma aeronave u otra distinta, que puede ser la misma o una diferente aeronave que aquella en que están montados los instrumentos de navegación y cartografía. En este caso, en que más de un instrumento ha adquirido datos geofísicos montados en la misma aeronave, el método puede mejorar al usar las mediciones hechas por cada instrumento en la misma aeronave, para identificar y eliminar errores correlacionados en las mediciones. Dichos errores podrán incluir la altura residual, topografía y errores de capacidad en los instrumentos magnéticos, de gravedad, radiométricos, hiperespectrales y electromagnéticos. Los instrumentos de navegación y cartografía pueden incluir un sistema de navegación de inercia, un GPS o DGPS y un sistema de medición topográfica, como ser un scanner. También es posible emplear un sistema de exploración óptica ("láser") o de exploración de microondas, por ejemplo un Radar de Apertura Sintética ("SAR"). Asimismo se puede usar un radar u otro altímetro.
El sistema de navegación inercial puede emplearse para determinar la posición y orientación del sistema de exploración.
Se podrá usar el GPS para determinar la posición del sistema de exploración. Es posible usar un sistema de exploración para emitir pulsaciones que se reflejan desde el terreno ubicado debajo de la aeronave. Dicho sistema es capaz de medir la topografía del terreno con una exactitud de un metro en una distancia de una a dos veces la altura de la aeronave a cada lado de la derrota de la plataforma transportada por aire. Se podrán incluir otros equipos auxiliares, tales como un sistema de registro secuencial de datos. El sensor geofísico se puede montar en la misma aeronave en que se llevan los instrumentos de navegación y cartografía. De manera alternativa, los sensores geofísicos se podrán montar en una aeronave separada pero relacionada, como ser un "pájaro", dispositivo que se remolca detrás de la aeronave en que están montados los instrumentos de navegación y cartografía.
El GPS y los datos del sistema de navegación inercial se pueden procesar juntos para derivar la mejor trayectoria detallada de la aeronave y los instrumentos geofísicos individuales como una función de tiempo, y posiblemente en tiempo real. Esta trayectoria puede integrarse con los rangos de exploración para suministrar el modelo matemático tridimensional del terreno explorado por la aeronave en cada instante del tiempo. El modelo matemático puede estar formado por un conjunto tridimensional de elementos de volumen. El conjunto se puede extender arriba y abajo del terreno y sobre una distancia de hasta el doble de la altura de la aeronave a cada lado del punto inmediatamente debajo de la aeronave en un tiempo específico. Cada elemento del volumen forma al menos una contribución a la inversa del cuadrado de cada lectura del instrumento. El modelo matemático tridimensional se puede usar para calcular las respuestas de fondo de índole magnética, eléctrica, radiométrica, de gravedad e hiperespectral de cada sensor geofísico, debido a las variaciones en la trayectoria y la topografía, pudiéndose calcular en tiempo real. La respuesta de fondo calculada y la capacidad de cada instrumento se usan para hacer ajustes continuos que varían con el tiempo a las condiciones de procesamiento de datos aplicadas a los datos provenientes del instrumento y para eliminar la respuesta de fondo de las salidas de datos. Dicha respuesta de fondo calculada puede ser instantánea. Los ajustes a las condiciones de procesamiento de datos pueden incluir el uso de la respuesta de fondo como una señal de referencia diferencial para el propio instrumento, con el objeto de reducir significativamente el rango dinámico. De manera alternativa, las características del filtro u oros parámetros de procesamiento podrán ajustarse para obtener una proporción óptima de señal a ruido en los datos procesados. Al usar la invención, puede ser posible cartografiar las propiedades geofísicas del área que se explora con mayor exactitud. Además, podrá ser posible estimar el tamaño de las metas de exploración en forma más precisa y mejorar la exactitud de las estimaciones de sus propiedades geofísicas. Lo anterior podría aumentar la probabilidad de éxito en la exploración posterior.
La utilización de varias formas de medición geofísica efectuada en aeronaves en su conjunto podrá mejorar la precisión de cada una de las diversas técnicas de medición. Podrá reducir conjuntamente los errores inherentes a cada tipo de medición, como consecuencia de las propiedades del ambiente de a abordo. Podrá de manera conjunta proporcionar estimaciones de las diversas propiedades físicas del terreno explorado por la aeronave que constituyen un diagnóstico de la naturaleza y características de las rocas y minerales contenidas en el terreno. Puede permitir que se reduzca la duración di la exploración en ubicaciones en que factores de acceso o del clima imponen severas restricciones operacionales. Puede simplificar el análisis de las diversas mediciones geofísicas y reducir los costos y gastos generales de la operación de exploración o mensura geofísica. Breve descripción de los dibujos A continuación se describe un ejemplo de la invención, haciendo referencia a los dibujos anexos, en los cuales: La Figura 1 es un diagrama de una aeronave equipada para efectuar exploración física, y La Figura 2 es un diagrama de flujo de entradas de control a los instrumentos geofísicos montados en la aeronave de la Figura 1. Mejores modos de ejecución de la invención Haciendo primero referencia a la Figura 1 , la aeronave 10 está equipada para efectuar mediciones geofísicas desde una aeronave. El equipo comprende una gama de instrumentos geofísicos, indicados por lo general en el número 11 y una gama de instrumentos de navegación y cartografía, indicados por lo general en 12. Entre los instrumentos geofísicos 11 se encuentran los siguientes. Un sensor o sensores magnéticos 20 se incluye(n) para medir las distorsiones y adiciones al campo magnético de la tierra, debidas a las rocas y minerales situados debajo de la aeronave. Los sensores pueden ser uno o más entre los siguientes: (a) un magnetómetro escalar que mide la magnitud del vector magnético; (b) un magnetómetro vector que mide tres componentes ortogonales del vector magnético; y (c) un gradiómetro magnético que mide los seis términos independientes del tensor magnético. Uno o más de estos sensores se puede montar en el "pájaro" 23 que es remolcado detrás de la aeronave 10. Un sistema de sondeo electromagnético (EM) 21 para medir los efectos de la distinta conductividad eléctrica de las rocas y minerales situados debajo de la aeronave. El sistema EM incluye un transmisor para enviar la señal electromagnética y un receptor que percibe el eco electromagnético. El receptor 22 se podrá instalar en un "pájaro" 23 remolcado detrás de la aeronave 0.
Asimismo se ha incluido un sistema de exploración radiométrica 24 que mide las emanaciones radioactivas provenientes de los isótopos radioactivos de los elementos constituyentes de las rocas y la tierra situados debajo de la aeronave 10. Se incluye también un sistema gradiométrico de gravedad 25 para medir la gradiente del campo gravitacional de la tierra. El sistema gradiométrico 25 puede incluir una unidad 30 de navegación inercial de alto rendimiento, que proporciona la capacidad de la aeronave, la velocidad vertical y la aceleración de la plataforma transportada por aire También se podrá suministrar un gravímetro 26. Se usa asimismo un scanner hiperespectral 27. Entre los instrumentos de navegación y cartografía 12 se encuentran: La unidad 30 de navegación inercial de alto rendimiento, que se puede incluir dentro del sistema de gradiómetro 25. Un sistema GPS 31 o un GPS diferencial montado en la aeronave, que determina la posición de la aeronave en el espacio. Los datos de todos los instrumentos geofísicos y de navegación se registran como una función de tiempo para procesamiento, amalgamación e interpretación.
Se ha montado en la aeronave un sistema de exploración topográfica 32. Este puede comprender un sistema de exploración óptica para confeccionar un mapa de la topografía del terreno a una distancia de una a dos veces la altura de la aeronave en cada lado de la derrota, de la misma. Alternativamente, un sistema de exploración de microondas es capaz de ver a través de la vegetación y con ello hacer un mapa de la topografía de la superficie del terreno situado debajo de la cubierta vegetal a una distancia de una a dos veces la altura de la aeronave 10 en cada lado de su derrota. En la aeronave 10 se ha montado asimismo un altímetro de radar 33. Es posible incluir otros equipos auxiliares, tales como un sistema de registro secuenclal de datos 41 y la memoria 42 asociada.
Se conduce una exploración geofísica usando los instrumentos especializados, volando sobre el terreno de interés a una baja altitud de 100 m aproximadamente. La práctica convencional es volar en una serie de líneas de exploración nominalmente paralelas hasta que se haya cubierto la región total que se propone explorar. El sistema de gradiómetro de gravedad 25 opera para responder a las variaciones de densidad de las rocas y minerales existentes en la vecindad del punto ubicado debajo de la aeronave y entrega por su intermedio una capacidad de exploración clave del diagnóstico de la geofísica transportada por aeronave.
Las propiedades magnéticas, electromagnéticas (EM), radiométricas y gravitacionales de un volumen de rocas o minerales se controlan por los valores de la permeabilidad magnética (µ ) y remanencia, la conductividad eléctrica (s), densidad de masa (p ) y las concentraciones de material radioactivo dentro del volumen, respectivamente. Para una unidad de roca tridimensional aislada — que es con frecuencia la meta en la exploración mineral — esas propiedades también dependen del corte transversal horizontal de la meta y de su profundidad y medida de la profundidad. Considerando mediciones adecuadamente libres de error de las propiedades magnéticas, electromagnéticas, radiométricas y de gravedad de una meta de interés exploratorio, es posible efectuar buenas estimaciones del volumen, profundidad y las propiedades físicas µ , s y p. Estas, junto con las concentraciones de los elementos radioactivos, permiten estimar la naturaleza mineralógica de la meta geofísica. La unidad de navegación inercial 30, que es un componente del sistema de gradiómetro de gravedad 25, suministra mediciones exactas de la velocidad vertical y aceleración de la plataforma llevada en el aire entre diez o más veces por segundo. Usando estos datos junto con el GPS 31 y datos del altímetro de radar 33, se puede determinar la trayectoria detallada en que ha volado la plataforma transportada por aire dentro de ±0,5 metros. La altitud de la aeronave sobre el terreno todavía vanará en más que ±20 m debido a la turbulencia, topografía y entrada del piloto. Los scanners 32 miden la topografía del terreno entre los diversos trayectos de vuelo usados para confeccionar un mapa de las características gravitacionales del terreno. Las mediciones precisas de la trayectoria, junto con mediciones de topografía hechas por los scanners 32 de microonda opcionales y ópticos asociados permiten que los datos provenientes de instrumentos geofísicos (magnéticos, E , radiométricos hiperespectrales y de gravedad) sean corregidos respecto de la altura y topografía, usando el algoritmo apropiado a cada forma de medición. Además, la unidad de navegación inercial 30, que es un componente del sistema de gradiómetro 25, mide con exactitud la capacidad de la aeronave. Como resultado, la combinación de GPS 31 , el sistema de navegación inercial 30 y el sistema de exploración 32 proporcionan una medición superior de la altura instantánea de la aeronave, comparada con aquella obtenida al usar un altímetro de radar 33. También proporciona una medición de alta exactitud de la velocidad vertical y aceleración de la plataforma transportada por aire. Las diversas mediciones de propiedades del magnetismo, conductividad, gravedad y radiometría varían con la altura de dicha plataforma, de acuerdo con una ley de la inversa del cuadrado o más fuertemente cerca de la inversa de la sexta función potencial. Para una altitud de vuelo de 100 metros, los errores residuales debido solamente a la altitud después de la corrección, según se ha señalado arriba, se deben a un error de ±0,5 m en la trayectoria y +1 m a la topografía. Los errores residuales en las mediciones son por consiguiente de un 2 a 6% comparados con la señal geofísica proveniente del terreno para una trayectoria libre de ruido. Dado que los errores para las cuatro mediciones físicas varían según las leyes de la inversa del cuadrado o más aún, el error relativo entre las distintas mediciones es menor que alrededor del 2%.
Los scanners 32 ópticos y de microonda opcional asociados con el sistema 25 de gradiómetro de gravedad proporcionan mediciones de la topografía entre las lineas de vuelo de la exploración que son exactas en ±1 m. Estas se usan para construir un modelo matemático del terreno situado debajo de la aeronave. Cada elemento de volumen de esta topografía relacionado con el punto en el terreno que se sitúa inmediatamente debajo del avión hace una inversa del cuadrado o una contribución más potente a cada una de las señales magnéticas, electromagnéticas, de gravedad y radiométricas en la aeronave 10 o el "pájaro" 23 El modelo topográfico del terreno derivado de los sistemas de exploración permite que estas contribuciones sean eliminadas de las cinco formas de medición geofísica, en tiempo real, después que ha terminado el vuelo o durante su reprocesamiento en un momento posterior. La capacidad de la plataforma transportada por aire (esto es: cabeceo, alabeo y guiñada) introduce errores en el sondeo EM y la radiometría, que pueden ser tan altos como un 10% y que no están correlacionados entre las diferentes exploraciones. El sistema de navegación inercial 30, que puede ser un componente del sistema de gradiómetro de gravedad 25, proporciona una medición precisa de la capacidad de la plataforma transportada por aire, superior a diez mediciones por segundo, lo cual permite la compensación de esas fuentes de error absoluto y relativo. Estas correcciones no se realizan en la práctica corriente. En resumen, la plataforma equipada con varios sensores que se ha descrito antes y el procesamiento de datos entregarán datos magnéticos, EM, de gravedad, hiperespectrales y radiométricos como una función de tiempo con errores residuales de <6% en total y sustancialmente menos errores relativos. Este conjunto de datos suministra la capacidad de evaluar la naturaleza de una meta de exploración con un detalle cuantitativo. La Figura 2 muestra un diagrama de flujo 50 que describe los pasos involucrados para aumentar el desempeño instantáneo de cada instrumento. Los sensores de navegación 12 representan el sistema de navegación inercial 30, el GPS 31 y un scanner 32 óptico y/o de microonda, respectivamente. La salida de los sensores 30 y 31 se combinan para calcular el recorrido de la trayectoria en el número 51 . La salida del scanner 32 se combina con el recorrido de la trayectoria 51 para producir un modelo relativo en la tierra en 52. La respuesta de fondo para cada instrumento geofísico del sistema es generada desde el modelo relativo en la tierra 52. Los instrumentos geofísicos 1 1 incluyen los sensores magnéticos 20, un sistema de gravedad 25, un sistema electromagnético EM 21 y un sistema radiométrico 24. La respuesta de fondo para cada instrumento geofísico se combina con las respectivas mediciones de capacidad 49 (originadas en el sistema de navegación inercial 30) en 53 para generar un parámetro de ajuste 55, 56, 57 y 58 para cada instrumento Los parámetros de ajuste son una función de tiempo y cada uno se emplea para variar los controles operacionales de los respectivos instrumentos, a fin de aumentar el desempeño de cada instrumento.
El parámetro de ajuste en 55, 56, 57 y 58 para cada instrumento se utiliza asimismo para ajusfar las salidas de cada instrumento y producir salidas corregidas en 60, 61 , 62 y 63. Para fines de ilustración, consideramos una meta geofísica tridimensional idealizada de escala tamaño "L", con permeabilidad magnética µ , conductividad eléctrica s y densidad de masa p - Consideramos una situación en que las técnicas de compensación descritas arriba han reducido enormemente los errores en los datos geofísicos debido a la altitud variable y la topografía. Indicamos que estos términos residuales son de segundo orden (vale decir, errores del orden de 1 %) mediante el símbolo 0(2). La anomalía magnética desde la meta es proporcional a µ?3 +0(2). La anomalía EM en tiempos "tempranos" (de alrededor de un milisegundo) es la denominada respuesta límite resistiva y varía como aL2 +0(2). La anomalía EM en tiempos "tardíos" (10-20 milisegundos) varía como s?_ +0(2). La gradiente de gravedad o anomalía de gravedad varía como pL3 +0(2).
En algunos casos la señal radiométrica varía como el producto de L2 +0(2) y depende también de la concentración de isótopos radioactivos cerca de la superficie de la tierra que han sido producidos por la meteorización de la mineralización meta o material hospedante. Se aprecia en particular que los términos de error son pequeños si se comparan con la señal proveniente de la meta propiamente tal, como resultado de la corrección exacta de la altura y topografía, según se ha detallado más arriba.
Existen por consiguiente cuatro o más ecuaciones simultáneas que implican a las cuatro incógnitas dominantes L, µ , s y p. Como consecuencia, las ecuacionesse pueden resolver para las cuatro variables L, µ , s y p. Los errores debidos a valores desconocidos menores del orden del 1 % introducirán errores de no más del 10% en cada una de las incógnitas L, µ , s y p. En su conjunto estos parámetros indican el tamaño probable de la meta y los parámetros físicos µ , s y ? restringen las posibilidades respecto de la naturaleza de la mineralización en la meta. Los errores de un 10% en cualquiera de ellos son insignificantes en esta etapa de la exploración. A título de comparación, se considera la situación en que las mediciones geofísicas se hacen por un número de diferentes instrumentos en la misma aeronave o en una diferente en tiempos diferentes, sin la capacidad de corrección de la altitud, topografía y variaciones de capacidad. Existirán errores no correlacionados de entre ±40% y ±80% en cada una de las mediciones magnéticas, de gravedad y radiométricas y de +80% en las mediciones EM debido a los errores en la altitud, topografía y capacidad. Entonces las proporciones equivalentes a aquellas dadas arriba implican 2N más incógnitas independientes, que representan errores de altitud, capacidad y topografía, que tienen una magnitud comparable a la de las propias señales geofísicas, en que N es el número de diferentes vuelos usados para reunir los conjuntos de datos. Este conjunto de ecuaciones simultáneas no es soluble para las incógnitas L, µ , s y p. Las estimaciones independientes de algunos de estos parámetros pueden efectuarse sobre la base de valores supuestos para uno o más de otros de ellos; sin embargo, los errores en las estimaciones resultantes son entonces la combinación de los errores residuales en los datos (40-80%) y aquellos debidos a las suposiciones efectuadas, que pueden ser cientos de puntos porcentuales en error. De este modo, las estimaciones de L, µ , s y p estarán erradas en cientos de puntos porcentuales.. A diferencia de esto, al usar la invención se podrá obtener como resultado una reducción de los errores en los parámetros L, µ , s y p desde centenas por ciento al orden del 0%.

Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES Método para efectuar mediciones geofísicas desde una aeronave, CARACTERIZADO porque comprende los siguientes pasos: tomar primeras mediciones como una función de tiempo desde uno o más instrumentos geofísicos en relación con el terreno situado debajo de ese instrumento; tomar segundas mediciones como una función de tiempo desde los instrumentos de navegación y preparación de mapas asociados con, o transportados al menos por una aeronave; calcular una respuesta de fondo de cada instrumento geofísico como una función de tiempo usando las segundas mediciones para tener en cuenta su altitud que varía con el tiempo, y la topografía que varia con el tiempo del terreno situado debajo de ese instrumento; ajusfar las condiciones de procesamiento de datos aplicadas a los datos geofísicos desde cada instrumento geofísico, usando la respectiva respuesta de fondo y la capacidad del instrumento para aumentar el desempeño del mismo; y ajustar los datos geofísicos usando la respectiva respuesta de fondo para entregar una salida de datos geofísicos para ese instrumento, que tiene efectos reducidos resultantes de las variaciones de altitud, capacidad y topografía. Método para efectuar mediciones geofísicas desde una aeronave acorde con la Reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque la primera y segunda mediciones se realizan en tiempo real. Método para efectuar mediciones geofísicas desde una aeronave acorde con la Reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque la primera y segunda mediciones se registran en un medio de grabación para permitir la futura recuperación de las mediciones. Método para efectuar mediciones geofísicas desde una aeronave acorde con las Reivindicaciones 1 , 2 6 3, CARACTERIZADO porque la salida de datos geofísicos se usa para identificar metas de exploración y para calcular su tamaño y otros parámetros clave, incluyendo densidad, conductividad eléctrica y propiedades magnéticas. Método para efectuar mediciones geofísicas desde una aeronave acorde con cualquiera Reivindicación precedente, CARACTERIZADO porque la segunda medición se usa para calcular cualquiera o más de: la trayectoria de la aeronave y los instrumentos geofísicos Individuales en un espacio tridimensional como una función de tiempo; la capacidad (cabeceo, alabeo y guiñada) de los instrumentos geofísicos individuales como una función de tiempo; y un modelo matemático tridimensional del terreno debajo de la aeronave como una función de tiempo y la respuesta de fondo se calcula a partir de estas mediciones al analizar los datos. Método para efectuar mediciones geofísicas desde una aeronave acorde con cualquier Reivindicación precedente, CARACTERIZADO porque el ajuste que varia con el tiempo o las condiciones de procesamiento de los datos se calculan para cada instrumento geofísico a partir de la respuesta de fondo y la capacidad de cada instrumento. Método para efectuar mediciones geofísicas desde una aeronave acorde con cualquier Reivindicación precedente, CARACTERIZADO porque los instrumentos geofísicos incluyen uno o más instrumentos magnéticos de exploración, tales como un magnetómetro escalar para medir la magnitud del vector magnético, un magnetómetro vector para medir tres componentes ortogonales del vector magnético, y un gradiómetro magnético para medir los seis términos independientes del tensor magnético. Método para efectuar mediciones geofísicas desde una aeronave acorde con cualquier Reivindicación precedente, CARACTERIZADO porque los instrumentos geofísicos disponen de un sistema de sondeo electromagnético (EM) destinado a medir los efectos de las conductividades eléctricas de las rocas y minerales debajo de la aeronave. 9. Método para efectuar mediciones geofísicas desde una aeronave acorde con cualquier Reivindicación precedente, CARACTERIZADO porque los instrumentos geofísicos están provistos de un sistema radiométrico de exploración que mide las emanaciones radioactivas desde los isótopos radioactivos de los elementos componentes de las rocas y la tierra debajo de la aeronave 10. Método para efectuar mediciones geofísicas desde una aeronave acorde con cualquier Reivindicación precedente, CARACTERIZADO porque los instrumentos geofísicos incluyen un sensor gravímetro para medir la magnitud de la gravedad de la tierra. 1 1. Método para efectuar mediciones geofísicas desde una aeronave acorde con cualquier Reivindicación precedente, CARACTERIZADO porque los instrumentos geofísicos incluyen un gradiómetro de gravedad para medir la gradiente del campo gravitacional de la tierra. 12. Método para efectuar mediciones geofísicas desde una aeronave acorde con la Reivindicación 1 1 , CARACTERIZADO porque el gradiómetro de gravedad también entrega la capacidad de la aeronave en tres espacios dimensionales y la velocidad y aceleración vertical de la aeronave. 13. Método para efectuar mediciones geofísicas desde una aeronave acorde con cualquier Reivindicación precedente, CARACTERIZADO porque los instrumentos geofísicos incluyen un scanner hiperespectral destinado a medir la reflectancia de la tierra , rocas y vegetación debajo de la aeronave. 14. Método para efectuar mediciones geofísicas desde una aeronave acorde con cualquier Reivindicación precedente, CARACTERIZADO porque los Instrumentos geofísicos están provistos de un altímetro de radar para determinar la altitud. 15. Método para efectuar mediciones geofísicas desde una aeronave acorde con cualquier Reivindicación precedente, CARACTERIZADO porque los instrumentos geofísicos están montados en la misma o diferente aeronave, que es la misma aeronave o una aeronave diferente de aquella en que están montados los instrumentos de navegación y cartografía. 16. Método para efectuar mediciones geofísicas desde una aeronave acorde con la Reivindicación 15, CARACTERIZADO porque los instrumentos geofísicos están montados en una aeronave diferente, y una es remolcada detrás de la otra en la cual están montados los instrumentos de navegación y cartografía. 17. Método para efectuar mediciones geofísicas desde una aeronave acorde con la Reivindicación 15, CARACTERIZADO porque los datos geofísicos han sido adquiridos mediante más de un instrumento geofísico montado en la misma aeronave; las mediciones tomadas de cada instrumento se usan para identificar y eliminar errores correlacionados en las mediciones, incluyendo altura residual, topografía y errores de capacidad en los instrumentos magnéticos, de gravedad, radiométricos, híperespectrales y electromagnéticos. 18. Método para efectuar mediciones geofísicas desde una aeronave acorde con cualquier Reivindicación precedente, CARACTERIZADO porque los instrumentos de navegación y cartografía incluyen un sistema de medición topográfica, como ser un sistema de exploración para emitir pulsaciones que se reflejan desde el terreno debajo de la aeronave para medir la topografía del terreno con una exactitud de un metro sobre una distancia de una a dos veces la altura de la aeronave en cada lado de la derrota de la plataforma transportada por aire. 9. Método para efectuar mediciones geofísicas desde una aeronave acorde con la Reivindicación 18, CARACTERIZADO porque el sistema de exploración es un sistema de exploración óptico (láser) o un sistema de exploración de microondas, por ejemplo como un Radar de Apertura Sintética ("SAR"). 20. Método para efectuar mediciones geofísicas desde una aeronave acorde con las Reivindicaciones 18 ó 19, CARACTERIZADO porque los instrumentos de navegación y cartografía incluyen un sistema de navegación de inercia para determinar la posición y orientación del sistema de exploración. 21. Método para efectuar mediciones geofísicas desde una aeronave acorde con las Reivindicaciones 18, 19 ó 20, CARACTERIZADO porque los instrumentos de navegación y cartografía incluyen un GPS o DGPS para determinar la posición del sistema de exploración. 22 Método para efectuar mediciones geofísicas desde una aeronave acorde con cualquier Reivindicación precedente, CARACTERIZADO porque los instrumentos de navegación y cartografía incluyen un radar u otro altímetro. 23. Método para efectuar mediciones geofísicas desde una aeronave acorde con cualquier Reivindicación precedente, CARACTERIZADO porque los instrumentos de navegación y cartografía incluyen otros equipos auxiliares, tales como un sistema de registro secuencial de datos. 24. Método para efectuar mediciones geofísicas desde una aeronave acorde con la Reivindicación 21 cuando es dependiente de la reivindicación 20, CARACTERIZADO porque el GPS y los datos del sistema de navegación inercial se procesan juntos para derivar la trayectoria de la aeronave y los instrumentos geofísicos individuales como una función de tiempo. 25. Método para efectuar mediciones geofísicas desde una aeronave acorde con la Reivindicación 24, CARACTERIZADO porque la trayectoria puede integrarse con los rangos de exploración para suministrar el modelo matemático tridimensional del terreno explorado por la aeronave a cada instante del tiempo. 26. Método para efectuar mediciones geofísicas desde una aeronave acorde con la Reivindicación 25, CARACTERIZADO porque el modelo matemático se compone de un conjunto de elementos de volumen tridimensional; el conjunto se puede extender arriba y abajo del terreno y sobre una distancia de hasta el doble de la altura de la aeronave a cada lado del punto inmediatamente debajo de la aeronave en un momento dado, y cada elemento de volumen hace al menos una contribución inversa del cuadrado a cada lectura del instrumento. 27. Método para efectuar mediciones geofísicas desde una aeronave acorde con las Reivindicaciones 25 ó 26, CARACTERIZADO porque el modelo matemático tridimensional se usa para calcular las respuestas de fondo magnéticas, eléctricas, radiométricas, de gravedad e híperespectrales de cada instrumento geofísico, debidas a las variaciones en la trayectoria y a la topografía. 28. Método para efectuar mediciones geofísicas desde una aeronave acorde con cualquier Reivindicación precedente, CARACTERIZADO porque la respuesta de fondo se calcula instantáneamente y la capacidad de cada instrumento se usa para efectuar continuos ajustes que varían en el tiempo a las condiciones de procesamiento de datos que se aplican a los datos provenientes de los instrumentos geofísicos y para eliminar la respuesta de fondo de las salidas de datos. 29. Método para efectuar mediciones geofísicas desde una aeronave acorde con cualquier Reivindicación precedente, CARACTERIZADO porque los ajustes a las condiciones de procesamiento de datos incluyen usar la respuesta de fondo como una señal de referencia diferencial para el Instrumento mismo, con el objeto de reducir significativamente el rango dinámico. 30. Método para efectuar mediciones geofísicas desde una aeronave acorde con cualquier Reivindicación precedente, CARACTERIZADO porque las características de filtro, u otros parámetros de procesamiento se pueden ajustar para obtener una relación óptima de señal a ruido en los datos procesados.
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