减弱船磁效应对海洋地磁测量精度影响的方法研究

船磁效应一直是影响海洋地磁测量精度的一个重要因素。传统船磁模型只取磁方位角为变量,改正后测线数据存在系统差和船磁影响的起伏变化,给不断累积的地磁数据拼接带来困难。磁正西北和北东方向的测线网受船的感应磁性变化的影响最小,东西向测线之间船磁影响差异最小,而磁南北向测线之间正好相反,据此可从测线布设方案着手减弱船磁效应影响。完备的船磁模型可以兼顾考虑测线航向、地磁总场、磁倾角和拖缆长度的变化,通过不同拖缆长度的主、副测线网交点差平差或三点各两种不同拖缆长度的方位测量,实现地磁异常分离和完备船磁效应的改正。实例说明固定船磁,甚至负的垂直分量,会使船磁效应随纬度出现可观变化,需要完备船磁模型的解算和改正才能解决这个问题。     

地磁日变基值选取对海洋磁力测量精度和成图影响

针对当前海洋磁力测量中地磁日变基值选取方法存在的问题,探讨了按整个测区、每日、每条测线选择地磁日变基值对海洋磁力测量交叉点差值及磁异常图的影响,并通过实例数据进行了分析比较。研究结果表明：虽然不同方法选取的地磁日变基值对交叉点差值的影响都可以通过平差的方法减弱或消除以满足磁测精度要求,但按日、线选取的地磁日变基值会导致磁异常值存在偏差。本文的研究可用于指导作业人员海洋磁力测量数据处理实践,确保海洋磁力测量成果的质量。     

基于小波分析的海洋磁力测量数据调差方法

针对传统测线网平差法在测区检查线数据缺失或测线网不规则布设时,测线系统差难以调整的问题,研究了基于小波多尺度分析的海洋磁力测量资料调差方法,利用小波多分辨率分析的功能,从低频真实磁异常信息中分离出相对高频的测线系统差,并讨论了小波分解阶数的选择对调差效果的影响。仿真分析表明,当二维小波分解阶数为1,一维分解阶数为4时,调差效果最好,分离出的测线系统差与仿真误差差值的均方差仅为0.29nT,均值仅为-0.35nT,验证了小波多尺度分析法用于海洋磁力测量数据调差的可行性。     

海面与海底地磁日变化差异及其对海洋磁力测量的影响

给出了海面与海底地磁日变化的计算公式,仿真分析了海面与海底地磁日变化差异,探讨了其对海洋磁力测量地磁日变改正的影响。结果表明:对于不同的地磁日变,海面与海底的地磁日变存在着较大的差异,且其随着地磁倾角的变化而变化,对磁测有一定的影响。为此,远海区海洋磁力测量中,建议联合采用地面日变站和海底日变站来减小或消除海面与海底地磁日变差异对磁测的影响,提高地磁日变改正的精度。     

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.     

海道测量中测线定位数据处理的三种模型

为了对海道测量中测线定位精度进行评估,以及为补偿测线系统误差的需要,提出了实测定位折线模型,同时在利用小波降噪算法求得拟合航迹线的基础上,提出了拟合定位测线的概念,针对测线的不同形态给出了拟合测线的另外两种模型,即拟合直线和拟合折线。仿真实验表明:提出的三种测线模型均满足1:2 000以下比例尺测图要求;在满足定位精度和测线正横水深梯度不超限的约束条件下,可以用拟合测线代替原始测线进行数据的后处理;三种测线模型对系统误差不存在"淹没效应";拟合折线可以方便地减弱测线内受方向、船速等系统误差的影响。     

测线布设方向的不同对海底显示的影响

通过对几种典型海底沿不同方向布设测线所得到的拟合海底与原海底进行比较,发现测线布设方向的不同对海底显示的影响可归结为两种效应：平滑效应与伸缩效应。同时指出：对非线性平坦海底,沿梯度总方向布设测线、对于海底闭包按极坐标法布设测线可以很好地消除这两种效应的影响,从而达到完善海底显示的目的。实例分析结果验证了结论的正确性,该法可用于实际作业提高测深线布设对海底显示的准确度,同时直接构成海道测量智能设计系统的测深线自动布设建模。     

地磁场模型在海洋磁测资料处理中的应用研究

地磁日变改正是海洋磁测资料处理过程中的一个重要环节。本文利用地磁场综合模型与IGRF模型联合计算了西太平洋某调查工区的地磁日变数据,对比分析了相同位置的海洋地磁日变站观测数据。使用两种不同类型的地磁日变数据,分别对该测区中15条测线进行了磁测数据处理,并对这些测线及其56个交叉点进行了误差分析。研究结果认为：①当用计算数据做海洋磁测的处理时,其交叉点内符合精度在调差前基本满足海洋地质规范的要求,在调差后完全符合海洋地质规范的要求,但使用计算数据的精度低于实测数据。②磁静时,计算日变曲线和实测日变曲线拟合程度高;磁扰时,两者幅值差异较大,磁扰越强相关系数越小。磁情指数K＞4时的模型计算数据,建议谨慎使用或不使用。     

海洋磁力资料整理技术与软件实现

针对海洋磁力测量成果规范化整理与磁力异常计算软件开发问题,重点讨论了测线文件获取和畸变点剔除的可视化方法,提出了一种自动快速求取测线交点的方法,采用半系统差调差法进行测网平差和精度评定。在此基础上,依据海洋磁力调查规范,基于图形可视化技术开发了一套具有人机交互功能的海洋磁力资料整理软件。     

海洋磁力测量测点拟合方法研究

基于海洋磁力测量的动态性特点,提出了测线分段滑动拟合法,并通过实例证明了其可行性和有效性,结果表明,分段滑动拟合法可以提高海洋磁力测量数据的处理精度。     

胶州湾地磁场特征及其工程地质意义

通过对胶州湾进行大比例尺磁力测量,绘制了胶州湾磁力异常图。胶州湾磁异常呈以下特征：在胶州湾中北部为变化较平缓的正磁异常区,梯度变化较小。西部则是NW向条带状强磁变化异常区,磁异常正负变化剧烈,呈明显的条带状展布。胶州湾东北角磁异常则表现为团块状分布,并以正异常为主。南部表现为混合异常,上部(大致为胶州湾最中间地带)磁异常为近东西向条带状展布,而胶州湾南部基本呈NE向正负相间分布。上述磁异常现象表明,胶州湾的断裂构造比较发育,在NE向断裂构造大背景下,从磁异常分布图上可以清楚地判别出NW向及近东西向断裂分布,这些断裂对胶州湾的工程建设将产生不利的影响。     

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...     

水下铁磁体的海面磁场计算模型研究

海面磁场等值线图是海洋磁探测的最基本图件，从中可以确定水下铁磁体的位置所在。为研究水下铁磁体的海面等值线图特征，将铁磁体磁矩分解为水平磁矩与垂直磁矩，分别求出各自的海面磁场计算公式，然后进行合成得到水下铁磁体海面磁场的计算公式?     

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。     

水下井口探测技术研究

在海上油田开发过程中,往往存在一些当时不具备开发条件的水下井口。这些井口一方面现阶段具有重新开发价值,另一方面也是海洋工程建设的障碍物。而水下井口尺度小,常用的调查手段较难探测到。文中介绍了浅地层剖面仪和磁力仪的原理,并开展了浅地层剖面仪和磁力仪综合探测水下井口的应用与分析。结果表明浅地层剖面仪和磁力仪均可探测到井口,在浅地层剖面图像上表现为垂向的声学空白带,为桩坑和井口的反射;磁异常平面等值线为等轴状,存在极大值和极小值,井口位于极大值和极小值之间。浅地层剖面仪和磁力仪探测的井口位置相差1m,与给定井口坐标偏差2m,满足工程需求。因此使用浅地层剖面仪和磁力仪综合探测水下井口在现阶段不失为一种可行的方法。     

超高阶重力场模型计算高程异常算法与实现

详细阐述了利用地球重力场模型位系数计算高程异常的数学模型。选取标准向前列递推法和跨阶次递推法作为缔合勒让德函数的计算方法,分析了两种算法的适用范围。以高精度的超高阶EIGEN-6C4重力场模型为例,选择全球范围内5°×5°的格网组成的2701个点和具有代表性的12个点计算高程异常,将计算结果和ICGEM网站计算结果比较验证了算法的可靠性,并绘制了全球范围内5m等高距的高程异常等值线图,实现了全球高程异常的可视化。     

基于DTU重力数据检查海洋重力测量成果的质量

在海上复杂的环境下进行重力测量,重力仪及技术人员的操作难免会出现各种各样的问题,导致测量的成果精度降低,甚至不符合规范要求。目前检查海洋重力测量成果质量的主要方法是内符合法,主要采用主测线、检测线交叉点的差值,或重复测线相邻点的差值来评估测量成果的质量。介绍了内符合法存在的弊端,比较了DTU重力数据与重力仪实测数据的精度,叙述了基于DTU重力数据检查海洋重力测量成果较大系统差的可行性,以模型数据为外符合数据源来检查实测成果的质量,作为内符合法的补充,是十分必要的。     

水下目标磁探测的测线间距设计

测线间距设计是水下磁性目标探测的重要环节。把水下目标简化为磁偶极子,导出了更加合理的测线间距计算公式;为提高水下目标磁探测的可靠性与作业效率,分析了影响测线间距设计的各种因素,认为水下目标磁矩、海洋环境噪声水平和测点定位误差是测线间距设计中必须考虑的三个主要因素。