地磁日变改正中磁湾磁钩等磁扰对海洋磁力资料的影响

在海洋磁力测量过程中,磁扰形态变化复杂的特性致使地磁日变的改正仍存在着许多困难。本文根据黄海、东海和南海北部十余年采集的超过10⁴ km的海洋和陆地地磁资料,利用对比分析的方法,总结了3种磁扰现象对海洋磁力资料的影响规律:1)微扰的海陆日变值持续时间短,幅度比值接近1∶ 1,对海洋磁力资料影响很小,利用低通滤波可以完全消除其影响;2)磁钩海陆日变幅值比为1~2,持续时间在1 h以内,校正后的地磁异常值仍有较大的误差,利用最小曲率法可以基本消除其影响;3)磁湾的持续时间长,海陆日变幅值变化大,无法准确消除其影响,采用最小曲率法等插值方法处理后,仍残留假异常,需要额外关注。     

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。     

地磁测量在水下工程前期调查中的应用

水下工程前期调查广泛采用各种地球物理手段来解决工程问题,我们利用海洋地磁测量装备对工程中遇到的一些特殊问题进行了尝试,较好地解决了问题,保证了工程顺利施工。 福州电厂系国家“七五”期间重点建设项目,其引水管道系统设计置于闽江江底,需进行水下炸礁作业。为保证水下施工的安全和作业方案经济合理,上海打捞局委托国家海洋局第二海洋研究所进行前期环境调查,地磁调查着重解决水下障碍物、爆炸物和基岩性质、断裂构造等问题。     

磁法勘察在海洋工程中的应用

介绍了当前海洋调查中普遍使用的海洋磁力仪的类型，分别简要说明了各类磁力仪的工作原理，较详细地介绍了磁法勘察在海底光缆路由调查、井场及海底油气管线调查、找寻海底磁性物体、海湾大桥、隧道工程、电厂选址工程的可行性研究以及海洋污染防治等方面的应用，指出了勘察中应注意的问题。     

多台站地磁日变观测数据对远海磁测精度的影响分析

用广东肇庆、海南琼中和一个没在西沙海域的海底地磁日变观测站三个台站的地磁观测数据,对西沙东南部海域某工区的海洋磁测数据进行日变改正的处理,研究不同距离的日变观测数据对远海区磁测改正精度的影响程度,并且尝试探讨用多台站磁日变校正方法来提高远海区的地磁精度的技术方法。     

Kirchhoff波场延拓在OBC记录海水层基准面校正中的应用

莺歌海盆地是南海西北部一个重要的含气盆地,大量含气带导致了常规地震资料中出现纵波地震反射模糊带,海底电缆(OBC)探测被作为揭示该区含气带特征的新方法。OBC探测能够提供更多的信息,然而由于它具有不同于海面拖缆观测方式:它的炮点和检波点不在一个基准面上,地震波沿不对称路径传播,不能直接采用常规地震数据处理方法处理,为此需要进行基准面校正将炮点和检波点校正到同一基准面上。常用的基准面校正方法包括静校正、Kirchhoff波场延拓法等,文章采用Kirchhoff波场延拓法对莺歌海盆地的OBC资料做基准面校正,并与静校正方法对比,结果表明,静校正方法对浅层速度分析造成的误差较大,超过10%;Kirchhoff波场延拓则保持了正确速度,并得到了目标基准面的正确波场。     

海洋磁力梯度测量中船磁影响的精确校正方法

地磁日变和船磁是影响海洋磁力梯度测量的两个主要误差源,通过分析地磁日变和船磁的影响规律,研究了船磁影响的精确校正方法。仿真试验表明,提出的方法可以有效地消除船磁的影响,进而重构得到地磁总场和地磁日变值。     

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。     

场匹配处理法反演介质层系声参数

采用场匹配处理法反演层系介质参数，在匹配处理前先对层系模型参数进行预估。参数预估将大大地减少匹配运算时间。模拟实验的反演结果与取样实测结果相当符合     

拖曳式海洋地磁三分量测量系统的设计与试验

针对现有拖曳式海洋磁力测量通常只能获取地磁总场信息,不能获得地磁矢量信息的问题,提出了一种拖曳式海洋地磁三分量测量系统设计方案。测量系统通过INS/GNSS组合导航进行定位定姿,搭载的三分量磁力仪与惯导通过高精度定位板刚性固定,经过数学平台的坐标变换,进而将拖体任意姿态下的海洋地磁场三分量数据归算到地理坐标系下。此外,对拖体进行了水动力分析,提高姿态稳定性的同时减小了阻力。经过海上试验和数据处理,系统获得的三分量数据在平差前的重复线内符合精度分别为东向6.8 nT、北向4.1 nT、地向8.0 nT,交叉点内符合精度分别为东向19.1 nT、北向19.5 nT、地向15.4 nT。结果表明该系统可为海洋矢量磁力测量提供良好的测量平台,为后续的海洋磁力测量提供实践经验和工程参考。     

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。     

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。     

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...     

海洋背景磁场模拟计算及东中国海表层磁场分布

海洋中海水的运动会切割地球磁场,生成微弱的电场,进而在海洋内部和周围空间激发感生电磁场,即约为地球磁场一万至十万分之一的微弱海洋背景磁场.文中针对海洋背景磁场的生成机制及近几十年来对海洋背景磁场的理论研究,结合世界磁场模型WMM2005,模拟计算了三种典型的海洋运动--海浪、海流、内波所产生的感应磁场,建立了海洋背景磁场的数值计算模型,并在此基础上设计开发了海洋背景磁场的模拟计算软件.最后用卫星多传感器资料驱动普林斯顿海洋动力学模式,得到的东中国海2005年海洋表层环流数据,模拟计算了东中国海海表层磁场分布,对其磁场变化与分布规律作了简要分析.     

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。     

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.     

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。     

均匀磁化球体的磁力线方程

基于磁力线定义和均匀磁化球体周围的磁场分布,通过解算微分方程,推导出一个简单的磁力线簇公式,便于在地磁场研究中绘制均匀磁化球体的磁力线。     

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。