基于多旋翼无人机的小型海洋磁力数据采集系统设计与实现

海洋磁力测量是一种海洋地球物理调查方法,对于资源勘探、科学考察等都具有非常重要的意义。将便携式的小型旋翼无人机应用于海上进行磁力探测是一种全新的海洋磁力测量手段,本文基于这种全新磁力测量方式的实现需要,设计了一套便携、高精度的航磁数据采集系统。该系统以STM32F407单片机为控制核心,结合FPGA和等精度测频原理,实现了旋翼无人机在航磁任务中的磁力数据、定位数据及姿态数据的实时采集和存储。此外,在航磁任务开始前,可通过Wi Fi实现机载系统自检功能,确保仪器处于正常工作状态,保证任务的执行质量。航磁任务中每3 min进行一次数据保存,任务结束后通过按键再次保存数据,以保证数据的完整性。通过实验室测试和野外实际飞行试验,验证了该采集系统的实用性,同时验证了该系统能够满足野外航磁探测任务的需要。     

海洋磁力测量仪器系统检验方法研究

高精度的海洋磁力测量对磁测仪器系统的测量精度提出了更高的要求,文中对海洋磁力测量仪器系统检验的内容和动静态检验方法进行了研究,并通过实例验证其可行性。结论表明:所提出的仪器系统检验方法可以消除仪器系统误差的影响,提高海洋磁力测量精度,保证成果的可靠性。     

海洋磁力测量仪器系统检验方法研究

高精度的海洋磁力测量对磁测仪器系统的测量精度提出了更高的要求,文中对海洋磁力测量仪器系统检验的内容和动静态检验方法进行了研究,并通过实例验证其可行性。结论表明:所提出的仪器系统检验方法可以消除仪器系统误差的影响,提高海洋磁力测量精度,保证成果的可靠性。     

海洋磁力测量系统误差来源分析

从海洋地磁背景场特征、测量船船体磁化规律以及测量船与磁力传感器的位置关系出发,建立了船磁影响的计算模型,通过仿真试算,解释了海洋磁力测量的系统误差来源。     

海洋磁力测量技术应用及发展现状

随着海洋经济发展和海战场信息建设进程的加快,现有海洋磁力测量技术不能满足新的应用需求。总结了海洋磁力测量技术在军事斗争和海洋工程中的应用现状,对海洋磁力测量传感器技术、要素信息、测量平台、测量成果等相关技术发展现状进行分析。结合当前技术发展现状和军民应用需求,对海洋磁力测量技术发展趋势进行了展望。     

G-880G海洋磁力梯度仪的改装与使用

将海洋磁力梯度仪用于海洋磁力总场测量是常见的实际需求,以G-880G海洋磁力梯度仪为例,分析了其结构及电流、电压情况,提出了一种将G-880G海洋磁力梯度仪改装用于地磁总场测量的方案,并论证了其可行性。     

基于AUV的海洋磁力测量技术现状及误差来源分析

介绍了国内外基于AUV的海洋磁力测量研究现状,针对国内AUV及海洋磁力仪研究相对滞后的情况,以Iver2型AUV开展海洋磁力测量为例,研究了AUV拖曳式海洋磁力测量的噪声检测、位置归算等技术,并与船测数据对比,重点分析了Iver2型AUV拖曳式磁力测量误差来源,结果表明:Iver2型AUV拖曳磁力仪的最佳距离为5 m;观测数据中仍包含位置归算误差、日变改正误差及传感器误差等,以上结论将为我国开展AUV海洋磁力测量技术研究提供参考。     

几种插值法在海洋磁力测量数据格网化中的应用

为获得反映海区磁异常分布的磁异常图,海洋磁力测量数据处理中需要将离散数据通过插值方法进行格网化。给出了几种常用的数据格网化方法,并采用磁异常均匀分布和复杂分布情况对方法有效性进行了评价。结论表明:磁异常分布越复杂,对插值方法的要求越严格,无论是磁异常均匀分布还是复杂分布情况,Kriging法的效果最好,建议在海洋磁力测量数据处理中使用。     

海洋磁力测量中船磁方位改正的基准值确定

将地磁场对测量船的磁化分为船只固有磁和即时感应磁两种情况，讨论了海洋磁力测量中船磁方位改正问题，经理论推导和实测资料验证，得出了一种船磁方位改正基准值的确定方法，该方法有效地消除了传统方法中所包含的系统误差，提高了测量成果质量。     

新型国产无人机航磁系统的应用研究

无人机航磁测量是现今海洋磁测的新技术新方法之一,可解决在海岛礁、海岸带以及冰面覆盖海域等复杂海区中实施高精度、高分辨率磁测的技术问题.采用我国自主研发的海洋磁测最新科研成果,通过两次飞行测量试验,并对航磁测量数据进行处理、分析和精度评估,得到如下结果:自主研发的航磁系统具有动态噪声小,噪声水平为31.46±22.11 ...     

Downward continuation of aeromagnetic data to the marine surface

The existing methods of downward continuation of potential field cannot be used to continue the aeromagnetic data to the marine surface because of the limited continuation distance. An iteration method for the downward continuation of potential field with a much larger continuation distance has been developed, which can continue the aeromagnetic data to the marine surface and get the marine - magnetic chart with the same scale as the aeromagnetic data. This downward continuation method will greatly raise the ef- ficiency of marine - magnetic investigation. The principle of the iteration method is presented. The method is demonstrated on synthetic models and real aeromagnetic data. Also, the error brought by continuation is discussed. The efficiency of the iteration method for the downward continuation of potential field is compared with the fast fourier transform （FFT） method, the former is much better than the latter.     

应用于无人直升机海洋航空磁力测量的机载GPS定位系统

无人直升机海洋航空磁力测量工作需要为磁力数据提供精确的位置和高程.根据无人直升机海洋航空磁力测量的实际工作环境和对定位精度的要求,设计了该机载单频GPS定位系统,并进行了模拟试验和野外试验,处理GPS数据采用商业软件.试验结果表明:该机载GPS定位系统满足定位精度要求,可应用于无人直升机海洋航空磁力测量.     

海洋环境适应性保障技术研究进展

原位观测是海洋环境观监测与安全保障的基础手段,对提升海洋环境时空变化规律的认识和数值预报水平起着至关重要的作用。但是实施基于原位观测的海洋环境保障措施存在覆盖范围有限、观测成本高昂,以及非常时期实施困难等问题。随着海洋强国战略的深入推进,未来国家海洋利益空间将不断拓展,海洋环境保障的立体性、复杂性、未知性将不断增强,这对系统化、信息化、智能化的海洋环境保障提出了更高要求。当前有效解决方案之一是通过实施环境适应性保障对有限的原位观测资源布局进行优化设计,最大化海洋环境观测网建设效益。本文系统介绍了美国海军在海洋环境适应性保障建设方面的成果与经验,通过海上试验展现了实施海洋环境适应性保障措施的必要性和优越性,随后梳理了高分辨率海洋水文环境数值模拟技术、海洋水文环境适应性观测敏感区诊断技术、无人移动平台协同组网观测技术及无人移动平台观测资料同化技术等海洋环境适应性保障建设涉及的关键技术及其发展现状,最后总结了我国在海洋环境适应性保障建设方面的研究进展。作为一项复杂的系统工程,海洋环境适应性保障将有助于颠覆传统海洋环境保障模式,牵引我国海洋环境保障装备发展,推动相关研究领域理论和技术进步,对我国海洋环境保障体系建设产生深远影响。     

海洋磁力测量仪器抖动度限差分析

在海洋磁力测量中,作为磁力测量仪器稳定性检验标准的抖动度,在磁力测量要求和相关规定中,限差标准不明确,在检验文档中,只是进行了抖动度的统计计算,没有给出仪器的精度等级和判断仪器是否合格的标准。主要针对这一情况,参考航空磁力测量中使用的静态噪声分级标准,通过大量实测数据统计出了抖动度的限差标准,并使用所收集的多年海洋磁力测量仪器稳定性检验数据和地磁日变数据进行了验证。     

海洋磁力仪的原理与技术指标对比分析

针对现今世界市场上海洋磁力仪产品型号较多、技术指标复杂、应用范围不尽相同,产品的选用存在一定困难等问题,分别介绍了3种不同类型的磁力仪的工作原理,具体对比分析了各种磁力仪的技术指标,并简单介绍了磁力仪的应用及梯度仪组合方式。结果表明标准质子旋进式海洋磁力仪灵敏度较低,存在进向误差,但无死区,价格最为低廉,适合于对灵敏度要求不高的工程和科研地球物理调查。0verhauser海洋磁力仪的灵敏度高,无进向误差,无死区,价格便宜,适合于大多数工程和科研地球物理调查。光泵式海洋磁力仪灵敏度和采样率最高,梯度容忍度最大,但存在死区和进向误差问题,适用于高精度的海洋磁力梯度调查和航空磁力调查。分析结果显示：各种类型的磁力仪各有优势,具体选用应以具体情况而定。     

论青岛由海洋科技城向海洋科技产业城转变的运行机制

围绕海洋科学城向海洋科技产业城转变这一命题，阐述了海洋产业城的内涵、实质和建设海洋产业城的理论基础；指出了在实现海洋科技城向海洋产业城的转变运行过程中存在的问题，提出了建设海洋科技产业城，加快海洋科技产业化步伐的对策。     

基于物联网的近海岸水质监测平台方案设计

近年来,海洋生态环境保护逐渐受到社会的重视,海洋环境监测活动与研究开展得越来越频繁。其中,水质监测是重点研究的内容之一,而水质在线监测方式可解决传统人工定点釆样监测时效性不足的问题。本文基于物联网（Internet of Things, IoT）技术,设计了一种实用的近海岸水质在线监测方案。该方案整合了具有通信距离远、抗干扰能力强的LoRa（Long Range Radio）无线通信技术、传感器技术、Web技术以及微信小程序技术,可实现近海岸水质监测数据的实时采集、处理、传输、存储、共享、展示、管理和控制,满足近海岸水质监测、渔业养殖监测和海洋牧场监测等多种近海固定点监测应用的需求。此外,本文还对设计的方案进行了原型系统实现与系统测试,结果表明设计方案可支持以无线方式对近海岸区域水质的智能化和长期性远程监测,有效改善了现有近海在线系统存在的监测距离较近、成本高、布设不够灵活和抗干扰性较差等不足。     

浅地层剖面测量在海洋井场调查中的应用和解释

浅地层剖面测量广泛应用于各种海洋工程项目中,对于查明海底沉积结构、沉积环境和浅部潜在的地质灾害因素等具有不可或缺的作用。海洋井场调查是海洋油气勘探开发中一个重要过程,其调查结果将对平台插桩安全和钻探作业顺利进行产生很大影响。因此,需要充分了解浅剖技术原理、资料的质量影响因素和资料的解释过程,以及如何与钻探资料相结合,以满足井场调查的要求。     

海洋环境调查资料分类与编码研究

为确保海洋环境调查资料在汇集、处理、管理和服务全过程中语义表达的一致性,需采用统一分类和编码技术,设计资料分类编码体系,以满足海洋环境调查资料的汇集、管理与服务需求。在对海洋调查资料分类现状研究的基础上,系统分析了分类影响因素,提出了分类原则和方法,初步构建了基于学科、数据类型和调查方式为主的海洋调查资料分类体系,并对其进行规范化编码。目前该分类体系与编码已应用到海洋环境资料和信息管理业务化工作中。     

基于大数据架构的国家海洋创新指标及其预测方法研究

基于国家创新体系理论和大数据思想,探讨国家海洋创新体系定义和范围;根据国家海洋创新体系的具体内容,选取对外海洋技术依存度、海洋仪器设备国有化率、海洋关键技术自主化率、海洋科技进步贡献率、海洋科技成果转化率等作为国家海洋创新预测指标;在Bigtable+MapReduce框架内讨论适用于海洋创新指标的预测方法,探索国家海洋创新指标预测技术思路,为建立支撑海洋创新战略制定的预测体系做了有益尝试。