Aspekte der Verarbeitung von Komponentenmessungen in der Magnetik

Im Rahmen dieser Arbeit werden zwei Projekte vorgestellt, in denen Magnetfelddaten komponentenweise ausgewertet werden. Dabei steht die Verarbeitung der Messdaten im Vordergrund.
Ein System aus zwei Fluxgate-Magnetometern für komponentenweise Gradientenmessungen wird für einen Multikopter als Trägersystem in der oberflächennahen Aeromagnetik entwickelt.
Es wird eine Kalibriermethode vorgestellt, die keinen dedizierten Kalibrierflug benötigt sondern direkt auf Messflüge angewandt werden kann. Mit einer IMU werden die Daten in das geographische Koordinatensystem überführt. Damit ist die komponentenweise Auswertung der Gradienten zwischen den Sensoren möglich.
Verschiedene Störeinflüsse wie die magnetische Anomalie des Trägersystems sowie ein rotationsbedingtes Störsignal in den Magnetometern werden untersucht und mögliche Korrekturen erarbeitet. Mit einer auf Gradientendaten beruhenden Dipol-Inversion werden Messungen mit bekannten Störkörpern analysiert. Dabei wird untersucht, welche Vor- und Nachteile die Messung und Auswertung von Gradienten in der oberflächennahen Aeromagnetik hat.
Die vorgestellte In-Flight-Kalibrierung bildet die Grundlage für ein neues Kalibrierverfahren für vektorielle Bohrlochmessungen. Das Verfahren beruht auf der Differenzbildung zwischen mehreren Messungen und wird auf Daten aus dem COSC-2 Projekt angewandt. Im Vergleich mit herkömmlichen Kalibriermethoden zeigt sich, dass die Streuung zwischen den Messungen bei den mit der neuen Methode kalibrierten Daten geringer ist als bei mit herkömmlichen Verfahren kalibrierten Daten.
Anhand der Bohrlochmessungen sowie Messungen an Bohrkernen wird ein Modell der Magnetisierung in der Umgebung der Bohrung entwickelt. Dabei wird ein neuer Versuchsaufbau vorgestellt, mit dem Bohrkernsegmente von 1 m Länge hochgenau vermessen werden können. Der Aufbau ist so konzipiert, dass auch in einer gestörten Umgebung gemessen werden kann.
Die wesentliche Gemeinsamkeit der vorgestellten Projekte ist die komponentenweise Auswertung der Magnetikdaten. Ein besonderer Aspekt ist dabei die Kalibrierung. Die vorgestellten Methoden können direkt auf Messdaten angewandt werden um daraus die Kalibrierparameter zu bestimmen. Die erreichte Qualität ist dabei mit der Qualität dedizierter Kalibriermessungen vergleichbar. Somit kann nicht nur auf dedizierte Kalibriermessungen verzichtet werden, sondern es können auch nachträglich Messdaten beliebiger Sonden ausgewertet werden, die nicht für weitere Messungen verfügbar sind.