用曲面插值方法建立海洋局部地磁场模型

地磁场模型是地磁场的数学表达式，国内外已有多种建立地磁场模型的方法，对于局部地磁场模型来说，应用比较多的是多项式方法和曲面样条函数方法。讨论了基于曲面样条函数建立局部地磁场模型的原理和方法，并在实测数据基础上对模型的精度进行了验证。     

基于PSO-LSSVM的局部海洋三维地磁场建模方法

局部海洋地磁场模型可以为水下地磁匹配导航与磁性目标探测等工作提供高精度的海域地磁背景场数据。针对目前区域地磁场模型构建方法中未考虑到高度或深度变化的影响,截断阶数难以确定及存在边界效应等问题。根据海洋磁力测量的特点,顾及磁测点高度数据,引入粒子群优化的最小二乘支持向量机法(PSO-LSSVM)构建局部海洋三维地磁场模型。在仿真与实测数据建模试验中,与Taylor多项式法、BP神经网络法及曲面样条函数法比较,结果表明,无论是在地磁变化平缓区还是复杂区,PSO-LSSVM法的建模精度均是最高的,建议在局部海洋地磁场模型构建中采用。     

地磁场模型及在海洋环境中的应用需求研究

地磁场是地球固有的基本物理场,地磁场模型是海洋环境保障的重要信息。分析了对地磁场建模理论、现今具有代表性的主磁场模型、地壳异常模型及其他磁场模型最新研究成果,对照地磁场模型在海洋环境中的应用现状,认为现今地磁场模型的分辨率和精度等技术指标尚未能满足地磁匹配导航和水下目标探测等保障需求。提出要深化海域磁场模型应用需求论证,加强现有海域磁力测量资料的整编,积极开展海域地磁场观测的理论创新、技术创新和方法研究,研发出我国海域高精度高分辨率的地磁场模型。     

海洋地磁三分量测量船磁干扰消除改进算法

为了解决三分量海洋环境地磁场测量中的排除船磁干扰的问题,通过对包含船磁干扰的地磁场解算数学模型的研究,发现在模型参数不完全已知的情况下,从磁场测量数据中分离三分量地磁场具有理论可行性。应用该理论建立了卡尔曼滤波迭代算法,对传统解算算法进行了改进。通过计算机仿真分析和实验室验证实验,证明了该算法的可行性。由于算法不需要测量全部地磁场解算的数学模型参数,因此应用该算法进行三分量海洋地磁场测量的工程实践难度将大大降低。     

地磁场相对强度研究方法

主要介绍了地磁场相对强度研究的两种方法:常规归一化方法和假-Thellier方法的基本原理和做法,探讨了前者选择不同归一化参数的一般原则,并对比了两种方法的差异,指出地磁场相对强度研究方法在目前海洋沉积物定年研究中的应用方向和前景。     

海道测量定位数据后处理的拟合算法研究

根据海道测量定位数据后处理的要求,对定位数据后处理中的拟合算法进行了研究,提出了一种基于多面函数拟合的后处理方法,并给出了相应的数学模型。实例结果表明,后处理中采用多面函数拟合法处理测线定位数据可提高定位数据的可靠性,拟合精度可将精密动态定位控制在厘米级。上述方法有利于提高海道测量中海上定位成果的质量。     

船载地磁场三分量测量算法的实验验证

安装在铁磁性的测量载体上的地磁场三分量测量系统,由于受到载体磁化磁场的干扰,给地磁场的解算带来了极大的困难。针对船载地磁场三分量动态测量系统,阐明了地磁场的解算原理,指出了其中的难点问题。对地磁场三分量的动态解算方法进行了实验室模拟,结果表明地磁场三分量航海测量具有实施的可行性。     

基于GPS数据的近海区域电离层建模及其精度评估

电离层模型精度严重影响GPS单频用户的定位精度,而海洋区域的电离层建模精度受到布站条件的严重制约。基于日本海周边的GPS观测数据,利用多项式函数进行日本海区域电离层建模,同时对频间硬件延迟进行估计。利用IGS提供的格网模型和频间硬件延迟数据,对所建立的日本海区域电离层模型精度及频间硬件延迟精度进行了评估。     

海浪感应磁场矢量的模型研究

海水作为一种电的良导体,其在地磁场中的运动将激发感应磁场.应用电磁场的基本理论,结合海浪运动学模型,推导了海浪感应磁场的三分量模型.该模型给出了三分量的海浪感应磁场与地磁场、海水特性参数、空间位置等要素之间的关系.分析了三分量的海浪感应磁场信号的时域、频域和空间分布特征,对海浪感应磁场相关领域的研究,具有参考意义.     

计算结构可靠度的RBF神经网络响应面法

对功能函数不能明确表达的问题进行可靠度分析,常采用响应面法。其中二次多项式响应面法应用较为广泛,采用与此方法相同的思路,提出了RBF神经网络响应面法,并通过算例与常用的BP神经网络响应面法进行了对比分析,该方法在学习速度、迭代次数等方面均优于BP神经网络响应面法。该方法用于大型复杂结构的可靠性分析,可相应提高工作效率和解题质量,具有一定实际应用价值。     

地磁模型与地磁导航

分析了地磁模型研究现状,阐明了地磁模型描述方法,研究了利用地磁模型开展地磁导航的技术原理,论述了地磁导航的军事价值,为我国开展地磁导航应用研发提供技术依据。     

地磁测量参考场计算软件的设计与实现

以IGRF全球地磁位模型为基础，设计地磁测量参考场计算软件，实现地磁场参数长波分量的时间域与空间域离散点计算，为野外磁力测量相关数据采集与仪器配置提供先验信息，使数据采集的作业效率及可靠性大大提高。     

与海洋地磁日变改正有关的长期变化和磁扰的处理

提出地磁日变改正中需要顾及地磁长期变化和磁扰的可靠分离,保证磁力数据改正处理具有明确的基准,提高拼接整合的精度.如果日变站能够控制测区,两者可采用时间同步固定的地磁正常场作为磁异常基准,测区的地磁长期变化由日变站实测的地磁长期变化来改正,反之,对日变站和测区应分别采用时间同步变化的地磁正常场作为磁异常基准,测区的地磁长期变化由地磁正常场的地磁长期变化来改正.为此,应该明确定义与时间相关的日变改正基值为地磁正常场与地磁异常之和.通过磁静日总场观测值偏离正常场的某种形式的长期平均值,可以逼近日变站的地磁异常.磁扰的分离应保证磁扰初动和消失相对于磁静日无磁扰的连续过渡.采用综合模型一并进行日变改正、正常场及其长期变化改正,可以更好地解决目前日变改正中遇到的问题.     

百余年来地球磁场的长期变化

利用第11代国际地磁参考场模型(IGRF11),计算了自1900年以来地球磁矩、磁矩变化率、地磁北极位置、偏心磁偶极子的位置和地球外部空间的地磁能量等地磁场长期变化特征量,得出了一些重要结论,对加深地磁场长期变化的认识具有理论意义。     

总强度磁异常匹配水下导航方法研究

匹配算法是水下潜器匹配导航的核心技术,提出一种利用测量磁场与世界地磁模型(world magnet model,WMM)计算磁场之差作为匹配特征量的水下匹配导航新模式.首先引入快速傅里叶级数拟合技术建立区域的磁场模型,然后将测量地磁异常与惯导指示地磁异常之差表示成连续的解析形式,结合惯导力学编排方程建立的12维状态模型...     

海洋磁力数据地磁日变时差校正的局部极值比对法

为了对海洋磁力数据进行更精确合理的地磁日变校正,参考多台站地磁观测数据时差计算的方法,总结出一种适合于海洋磁力数据地磁日变时差校正的方法——局部极值比对法。利用局部极值比对法对南海北部两条海洋磁力测线进行地磁日变时差校正后,海洋磁力数据与陆地地磁日变数据的相关系数分别提高到0.98和0.92。通过与经度差法的比较,证明局部极值比对法可以提高地磁日变时差计算的精确度和海洋磁力数据处理的效率。该方法为今后的海洋磁力调查工作提供了一种精确有效的工具。     

基于小波变换的海洋地磁日变改正研究

基于现有地磁日变理论和改正方法,对国际公开地磁静日变数据进行傅里叶变换和一维连续小波变换综合分析,判断大于0.2 Hz频段为磁扰变化场在频域的体现,并利用一维离散小波变换将数据分离,完善了已有的地磁静日变改正方法。根据日变数据特征和一维离散小波分解特性,选定sym8小波作为基本小波对数据进行7尺度分解,将日变数据中长期变化和短期变化与磁扰部分在保证保真度条件下有效分离,并与傅里叶级数分解和低通滤波处理效果作对比验证,结果显示一维离散小波变换处理效果更佳。日变数据中短、长期变化与磁扰两部分数据的有效分离并分别改正可提高海洋地磁测量日变改正质量,降低海洋地磁数据处理过程中误差累积程度,提高了现行日变改正方法的科学性、准确性。     

海底地磁日变观测站的设计与应用

采用布设海底地磁日变观测锚系的技术方法,可解决远海区磁测日变改正观测资料问题。重点介绍设立海底地磁日变观测锚系中观测设备的技术特性、锚系设计及这一技术方法在国内的首次应用情况。     

海底地磁日变观测站安全布放技术

海底地磁日变观测站能够提供合适的地磁日变改正资料,可有效提高远海区磁测的成果精度。在海底地磁日变观测站布放过程中,对浮球、磁力仪、声学释放器及释放装置等进行必要的加固连接及改进,有助于提升整套观测系统的安全性,满足长时间自动观测和事后回收的需要。