海洋工程中磁性物质探测时探测间距和探测深度的确定

仿真分析了典型磁性物质磁场分布特征,提出了磁性物质探测间距和探测深度的选择原则,并通过磁探测试验数据对方法有效性进行了验证。结论表明:文中提出的探测间距和探测深度的选择原则是合理的,给出的典型磁性物质探测间距和探测深度的选择方案,可供作业人员参考。     

基于改进泰勒级数法的总强度磁异常稳健向下延拓

位场向下延拓隶属于经典不适定问题,观测数据中细微的误差在向下延拓过程中都被严重放大,甚至会掩盖真实信息。如何精确地求解总强度磁异常（Bm）在垂直方向的各阶导数,是利用泰勒级数实现稳健向下延拓的关键。为此,本文首先分析了调和函数的相关性质,从理论上证明了Bm为准调和函数的结论,在精确计算各阶垂向导数基础上,提出利用改进泰勒级数实现磁场稳健向下延拓。为降低边界效应对向下延拓计算结果的影响,提出采用半余弦函数对磁场在4个方向上进行平滑扩边处理。通过球体与长方体仿真试验以及航空、船载实测磁场数据对提出方法进行了验证。结论表明,提出的技术方法可实现磁场稳健向下延拓,当观测数据无噪声时,计算结果精度要明显优于现行的FFT法、常规泰勒级数法以及积分-迭代法;当观测数据含有噪声时,本文方法和积分-迭代法计算结果精度相当。     

海洋磁力测量中测线方向的选择方法

采用测线间磁异常插值精度分析了测线方向对磁测的影响;探讨了测线方向的选择方法,结合我国不同海区磁异常分布特征给出了不同海区测量时测线方向的选择详细方案.结论表明:海洋磁力测量中,测线方向对磁异常插值精度的影响不大,但是为了获得更高的磁异常插值精度,测线方向应尽量沿磁异常梯度方向布设.给出的测线方向的选择方法和我国不同海区测线方向选择详细方案可供作业人员参考.     

总强度磁异常各阶垂向导数换算新方法

磁异常垂直导数换算在磁性目标解释推断过程中具有重要意义。分析了总强度磁异常各阶垂向导数频率转换因子的滤波特性,指出常规傅立叶变换法在求解总强度磁异常各阶垂向导数时,观测数据中高频噪声会显著放大,甚至会淹没掉真实信息。从理论上证明了总强度磁异常沿垂直方向的积分和各阶导数均为调和函数,在此基础上,提出联合采用空间域和频率域运算求解其沿垂直方向的各阶导数。该方法的基本思路是：利用频率域转换关系,计算平面上总强度磁异常沿垂直方向的积分值;选择三点二阶中心差分或双三次样条曲线函数法计算总强度磁异常垂向积分值沿水平方向的二阶导数;最后将二阶水平导数代入拉普拉斯方程求解出总强度磁异常的垂向一阶导数;以总强度磁异常及其垂向一阶导数沿水平方向的二阶导数为基础,结合拉普拉斯方程,可进一步求解出总强度磁异常任意阶垂向导数。同时,为了研究提出方法的有效性,采用球体磁场模型进行验证,并首次推导了地磁场方向和磁化强度方向不一致时,球体总强度磁异常沿垂直方向的一阶和二阶导数表达式。经研究表明：提出的方法换算得到的垂向导数结果精度明显优于常规傅立叶变换法换算结果,且具有较强的抗噪能力,尤其是在计算高阶导数时效果更加明显。     

用最小二乘两步迭代法求解磁性球体几何与磁性参数

通过对常规最小二乘法在求解磁性球体参数过程中产生发散解的原因分析表明:非线性方程组中待定参数过多,特别是角度参数,是影响最小二乘法收敛性的主要因素.为此,提出将磁异常三分量作为观测值,用矢量磁矩作为待定参数,以替代磁化强度磁倾角和磁偏角,从而消除了非线性观测方程中的角度参数影响.根据观测值与磁矩的线性关系以及磁性球体中...     

飞行器状态观测误差对运行轨迹预报精度影响

飞行器状态观测误差大小直接决定了其运行轨迹预报精度。根据飞行器运行状态方程,分析了不同量级初始状态观测误差对飞行器运行轨迹解算影响。通过仿真试验评估了飞行器状态观测误差造成的影响,结论表明:飞行器初始位置和速度误差越大,对运行轨迹解算精度影响越严重,呈现出线性变化趋势。因此,对飞行器进行测控时,应尽量减小飞行器初始状态观测误差,提高飞行器运行轨迹解算精度。     

利用改进泰勒级数法对磁异常场进行向下延拓

基于高精度的磁异常场垂向导数,提出采用改进泰勒级数法实现磁异常场的向下延拓。通过仿真试验数据对提出的向下延拓方法进行了验证,结果表明,该方法可实现磁异常场稳健向下延拓,其计算精度要优于目前常用的傅里叶变换法和常规泰勒级数法计算精度。     

利用剖面测线磁场数据反演三度磁性体参数

常规的格网状加密探测方式很难适用于航空手段对水下动态磁性体进行快速定位与识别,为此,尝试采用磁性体周围少量的几条测线对其进行探测,并利用改进的最小二乘法反演三度磁性体空间位置及磁性参数。根据观测值与磁矩的线性关系以及磁性体中心位置的非线性关系,对磁性体位置与磁性参数分步求解。理论模型推导过程中,顾及了地磁背景场影响和多磁性体情况,给出了相应的数据处理方法。通过实测数据验证表明,提出的方法是收敛的,能达到很高的磁性体几何及磁性参数解算精度。     

高空飞行器被动段运行轨迹精确预测方法研究

高空飞行器被动段运动学状态方程是典型的非线性常微分方程,难以给出其解析解。为了精确预测飞行器被动段运行轨迹,目前常用的解决方法是给出其数值解。在建立飞行器运动学状态方程基础上,提出采用四阶龙格库塔法求解这一常微分方程组,给出了初值的选取方法。采用仿真试验对提出方法的可行性和有效性进行了验证,结论表明:龙格库塔法可以有效计算出飞行器运动学状态方程数值解,能够高精度地预测出飞行器的运行轨迹。     

海洋磁力测量中多站地磁日变改正值计算方法研究

研究了海洋磁力测量多站日变改正值的计算方法,采用多站同步实例分析了加权平均法和函数拟合法在海洋磁力测量地磁日变改正中的应用,探讨了适合海洋磁力测量特点的多站日变改正值计算方法.结论表明：加权平均法和函数拟合法是多站日变改正值计算的有效方法.忽略经度效应的影响,采用纬距加权或纬度坐标拟合,可以改善加权平均法或函数拟合法效果.海洋磁力测量日变站大多建在测区附近的沿岸,导致多个日变站网的图形结构较差,建议采用纬距加权平均法.