无人机航磁测量作为传统有人机航磁测量的补充,以其体积小、成本低、人为干预少、无人员安全隐患等优势在地质调查、资源勘探、水下磁性目标体探测及辅助导航等领域得到广泛应用。其中多旋翼无人机航磁测量是其中重要组成部分,适用于中小面积大比例尺航磁详查工作,可作为大型有人机航磁测量和地面磁法测量的有效补充。无人机航磁测量原始磁场数据包括地磁场数据、无人机平台干扰、设备干扰和磁通门传感器转向误差干扰,干扰在航磁异常图上主要表现为沿测线方向条带状异常,严重影响地质异常体解释的准确性,需要进行补偿处理。本文基于一套电动四旋翼无人机搭载高精度磁通门磁力组成的航磁测量系统开展航磁多参量数据自补偿研究,主要研究内容如下:航磁干扰按照来源主要可分为两类:一类是机电设备工作及外界环境产生的噪声干扰,相较于地磁场信号,该部分干扰属于高频噪声,可以通过设计合理滤波器进行预处理。另一类是机载平台干扰和传感器误差,这两部分干扰可通过建模分析处理,也就是补偿处理。本文针对多旋翼无人机航磁系统噪声干扰问题开展系统不同状态下静态测试实验,旨在通过数据频谱分析结果得出航磁系统噪声干扰主要来源、影响大小及频谱特征,并根据噪声干扰高频特性设计相应低通滤波器进行误差处理。本文基于Tolles-Lawson模型建立仪器转向误差和飞行平台机动误差补偿模型,根据两者结构相似的特点,建立综合自补偿模型,并使用最小二乘算法求取综合补偿参数,进而对工区航磁数据进行补偿处理。针对多旋翼无人机航磁系统姿态自调整的特殊性,本文基于Leliak航磁四方位补偿测试飞行方案,展开航空四方位飞行补偿测试和地面四方位补偿测试对比实验,分析评价两种补偿测试方式的补偿效果。针对Tolles-Lawson模型恒定地磁场假设条件影响补偿精度的问题,本文开展了地磁场梯度对补偿精度影响研究和卡尔曼滤波预测地磁场研究,旨在通过卡尔曼滤波预测地磁场改进补偿模型,进而提高补偿精度。航磁总场水平梯度数据能够较好反应磁场水平方向上的弱小变化,具有不受日变影响,有效压制背景场,突出区域场及地质异常体边界等优点,可以有效弥补总场数据在地质解释上的不足。本文基于多旋翼无人机航磁总场综合补偿研究成果开展航磁总场水平梯度补偿研究,旨在构建梯度补偿模型进行干扰补偿处理。航磁三分量数据可以更好的指示地质体矢量信息,对航磁数据化极和剩磁研究具有重要意义,但无人机航磁三分量数据包含载体干扰误差和姿态误差,需要进行补偿处理。本文分析了地理坐标-载体坐标系的6种相互转化矩阵差别,确定了偏航-俯仰-横滚顺序进行姿态解算时误差最小,选择按照横滚-俯仰-偏航的补偿顺序进行姿态补偿。本文根据载体涡流干扰高频特性设置低通滤波器进行数据预处理,基于载体干扰补偿模型和姿态补偿构建了航磁三分量综合补偿误差目标函数,并创新性引入自适应随机步长布谷鸟搜索算法,通过莱维飞行寻求目标误差函数最小值的方法,实现了航磁三分量补偿参数的快速、高效的求取。为了验证补偿效果,本文在安徽芜湖某地22km~2工区开展1:20000无人机航磁作业,外业数据采集工作耗时3天完成,体现了多旋翼无人机航磁系统高效性和实用性。航磁总场数据经过综合补偿处理、各项改正及调平处理后总精度满足高精度磁测要求,验证了补偿效果。最后基于欧拉反褶积方法对无人机航磁总场数据进行反演研究,并综合利用欧拉反演结果和地质信息有效划分异常带和断裂构造,圈定岩浆分布区,为工区后期地质找矿工作提供可靠物探资料。