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。     

海洋磁力仪性能指标分析与测试

海洋磁力仪性能测试和评价是海洋磁力测量前期技术准备的重要内容,也是当前海洋磁力测量规范要求的薄弱环节。研究了海洋磁力仪的性能指标的具体含义,提出了切合实际的海洋磁力仪性能指标测试内容、流程、方法和要求,采用G-882G SX海洋磁力梯度仪实测数据,计算了海洋磁力仪动态噪声、内符合精度和外符合精度等关键指标,为海洋磁力仪性能测试工作提供了技术指导,也为海洋磁力仪国产化中面临的性能指标论证和设计提供了依据。     

海洋磁力仪的维护与常见故障处理

以G-880G海洋磁力仪为例,介绍了它的技术性能和测量中的注意事项,重点从海洋磁力测量的实际应用出发,论述了拖曳磁力仪测量中常见故障和解决的办法、水下仪器设备的保护和各种常见故障的避免。这些措施和解决方案的运用很好地保护了磁力仪的相应部件,确保了海上测量作业的顺利进行。     

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。     

海洋磁力仪绝对准确度的测试与分析

绝对准确度是海洋磁力仪重要的技术指标之一,是海洋磁力测量成果质量的基本保证。针对目前海洋磁力仪技术指标检测内容和方法的欠缺,尤其缺少绝对准确度的测试方法,以G-882型海洋磁力仪为例,在分析其静态噪声基础上,利用地磁测量中仪器比对的方法及同步连续观测分析法,以国家基准地磁台磁力仪为标准仪器,介绍了海洋磁力仪绝对准确度测试方法。经实际测试,该方法简单、有效,可作为技术人员测试海洋磁力仪绝对准确度的一种手段。把检测值改正到海上测量成果中,可提高海洋磁力测量成果的精度。     

海洋磁力仪在某近岸海域未爆弹探测中的应用

海底小型铁磁目标探测一直是海洋工程勘察的难点,结合我国近岸某海域海底一处未爆弹的探测实例,介绍了SeaSPY2磁力仪的性能特征,阐述了海洋磁力仪探测数据采集和处理流程。通过对探测出的磁力异常区和同期多波束扫测数据的分析,推断出水下未爆弹的具体位置和大小,为引爆未爆弹提供了准确的数据。此外,根据实践经验,提出了采用木船牵引、利用定高拖曳装置固定磁力探头、选择合适的作业时间、选定合适的日变站位置等四点建议,提高海洋磁力探测精度,为类似项目的应用提供参考。     

地磁日变测量系统便携化方案研究

分析目前海洋磁力测量时,采用G88X系列海洋磁力仪的地磁日变测量系统存在功耗高、体积大、质量重等问题。通过对磁力仪、电缆、数据采集计算机、UPS等各个部件的改装、改造、替换构思,提出一套完整的便携化方案,使整套系统的功耗、体积、质量均显著降低,从而实现系统便携化。     

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。     

RS-HC3海洋全张量磁梯度系统及其应用

介绍了一套海洋全张量磁梯度系统,专门用于测量地球磁场三分量数据及张量磁力梯度数据,并实时采集设备的定位信息及姿态信息,以便于后续数据处理。系统由两组三分量磁力仪、惯导设备、GPS定位设备、温度/压力传感器等组成,特别适用于测量地磁场矢量空间的磁场变化率,在磁法勘探中的解释效果明显优于单探头标量测量和三探头标量梯度测量。     

一种适用于海洋磁力测量的地磁日变观测系统的实测结果

为了解WCZ-3S陆地地磁日变观测系统的性能,分别在江苏盐城和海南三亚将WCZ-3S与Sentinel基站磁力仪、WCZ-2磁力仪、WCZ-3磁力仪进行了同步测量,通过比较分析的方法,对WCZ-3S的测量精度、测量曲线的准确性、磁暴识别功能进行了检验。测试结果表明：WCZ-3S的实测精度约为0.3 nT,稍逊于Sentinel基站磁力仪;WCZ-3S与其他几台磁力仪所测曲线的幅值、相位保持一致;WCZ-3S的实时成像功能可帮助台站工作人员对海洋磁力测量期间的磁暴现象进行识别。     

蚀化磁特征研究

利用多个电流偶极子表示蚀化磁特征 ,给出了蚀化磁磁场的分析计算方法 ,讨论了海洋分层介质特性对蚀化磁特征的影响 ,探讨利用蚀化磁进行水下探测的可能性。采用电流偶极子模型进行蚀化磁磁场分析 ,计算方法简便 ,可用于工程磁场的实时预报     

磁法勘探在井场调查中的应用

介绍了近年来磁法勘探在石油工程 (如井场、输油管线等 )调查中的应用实例和效果分析 ,并从理论上进行了分析和验证。结果表明 ,磁法勘探用于井场调查是一种十分有效的方法 ,特别是当井场周围海底表面或以下存在有铁磁性物体时 ,磁法勘探都能对其进行有效地探测 ,并能准确地确定其位置     

水下目标磁异常强度与质量磁化强度分析

提出水下磁性目标的磁异常强度和磁化强度计算模型,分析几种典型水下目标的磁异常强度和磁化强度,为水下磁探测技术设计、水下目标磁定位和磁异常定性分析提供了理论依据。     

海底管线磁场计算模型

为提高海底管线探测的效率,从磁偶极子模型出发,通过磁矩的轴向分解及其磁场的矢量合成,并考虑地磁背景场影响,提出了一种计算水下管线磁场的数学模型,通过仿真计算三种不同走向管线的磁场分布并与实测数据比对,证明所建模型是正确的。     

水下铁磁体磁场特征平面

分析了水下铁磁体磁场特点，并通过与实际试验数据的比对，发现在铁磁体周围磁场中存在一个具有实际利用价值的特征平面。特征平面的存在对海洋磁探测具有重要意义。     

海洋磁力仪拖体入水深度试验与分析

拖体入水深度是水下拖曳作业的主要参数,其取决于拖体自身重量、拖缆长度和船速。通过G882TVG海洋磁力仪阵列的拖曳试验,分析了船速、配重、拖缆长度的相互关系,导出拖体入水深度计算模型,对类似设备的拖曳参数确定具有借鉴意义。     

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。     

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。     

水下磁目标探测线间距确定方法

测线间距的确定是海洋磁探测技术设计的重要内容。从磁偶极子磁场出发,推导出一个简单的测线间距计算公式,对提高磁探测效率具有重要意义。     

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?