三分量磁传感器定位模型建立及可观测性分析

针对单个三分量磁传感器的定位理论问题进行了研究,建立了单个三分量磁传感器的定位理论模型,并对系统可观测性进行了详细的理论分析。基于磁性目标的点源磁偶极子等效性,将定位过程中的目标视为匀速运动,推导得到了单个三分量磁传感器的定位理论模型。基于该定位模型,利用批量的观测数据对目标运动状态参数进行估计。对于系统可观测性问题,通过考察 Fisher 信息矩阵的奇异性,严格证明了单矢量磁传感器的定位系统的不可观测性。根据现实应用情景,推导了在部分先验条件已知下的可观测性,得到以下结论：1)单个三分量传感器定位模型是不可观测的;2)在部分先验已知的条件下,系统是可观测的。 最后,通过仿真试验验证了本文结论的正确性,为接下来采用单个三分量传感器对汽车、水面舰艇等一些低动态运动目标的跟踪提供了重要的理论依据。     

防波堤滑移运动解析解及其应用研究

基于波浪力时程曲线分解,推导出非破碎波和破碎波作用下防波堤滑移运动方程的解析解,可为类似问题提供参考.通过与以往实验结果对比验证了解析解的有效性,并将其应用于防波堤设计实例中,计算了不同设计波浪重现期条件下的期望滑移距离和期望失效概率,表明我国规范中设计波浪重现期标准的合理性.从计算结果分析,考虑到分项系数对于荷载效应的放大作用,遵从规范设计出来的防波堤尺寸明显偏于安全,若采用允许一定变形的设计理念,则可在不影响结构可靠性的基础上极大节约材料用量.     

基于多参数化学传感器的海底热液探测方法研究

基于热液及其羽状流的化学异常提出了一种海底热液的化学式探测方法。根据自行开发的Eh.Ag/Ag₂S和pH三种化学电极,设计了多参数化学传感器系统。通过海试证明多参数化学传感器可灵敏地检测出由热液异常引起的化学量变化,并在长达半年的多次使用中表现出其稳定性好、寿命长的特点。在东太平洋中脊(EPR)赤道区域和西南印度洋中脊(SWIR)的60条测线中,获得有效测线55条,其中在29条测线上发现明显或可能的热液异常。研究表明,应用多参数化学传感器探测进行海底热液化学异常,是一种有效的方法。     

Bounding Cube:一种无线传感器网络节点三维定位算法

无线传感器网络经常会部署在三维区域内,但目前大部分节点定位方法仅考虑的是二维应用.针对无线传感器网络节点能量有限特点,提出1种三维节点定位算法bounding cube,研究算法的原理和实现方法,并进行仿真分析.仿真结果表明,在100 m×100 m×100 m的三维空间内随机部署400个节点,当已知节点密度>20%,通信半径分别为r=30 m,r=40 m,r=50 m时,相对定位误差均<40%,当已知节点密度>20%、通信半径>30 m时,一次定位比例可以达到100%.该算法的突出特点是方法简单、计算量小.     

海底观测网海缆低阻抗故障识别及定位方法

针对海缆低阻抗故障识别与定位困难的问题,本文详细分析了在海底观测网故障定位模式下的分支单元模型及海缆故障模型,给出了岸基站与故障点之间的供电回路方程,求解故障点与岸基站之间的分支单元个数,从而识别发生故障的海缆。在此基础上,依据海底观测网的拓扑结构列出岸基站与故障点之间的回路方程,求解故障点与分支单元之间的距离,实现故障点的定位。应用Simulink软件模拟了海底观测网供电网络模型,并对文中所提出的方法进行了仿真验证,试验结果表明:算法可以实现低阻抗故障的识别与定位,定位精度高,不受故障位置、故障点阻抗的影响。     

浅海海底控制点水平坐标的简化计算方法

提出了一种在声速剖面未知的条件下计算海底控制点水平坐标的方法,根据流体静力学方程将海底应答器的压力值转化为深度值,并以此深度值作为等效声速剖面法的参考深度,基于等效声速剖面法与船底换能器到海底应答器声波的传播时间计算各历元的测距值,通过圆走航利用距离交会法确定海底控制点水平方向的坐标。松花湖的实验表明,这种方法可以获得较高精度的浅海海底控制点水平方向的坐标。     

基于图像处理的回声定位信号检测方法

鲸豚类海洋哺乳动物发出的回声定位信号是一种频率较高的短时脉冲信号,研究回声定位信号检测方法有助于快速、准确地检测海洋哺乳动物发声,进而更好地保护海洋哺乳动物.本文提出了一种基于图像处理的鲸豚类动物回声定位信号检测方法.该方法首先对收集到的数据进行分帧,计算每帧信号的时频图;使用Frangi滤波器对时频图进行滤波,以降低...     

自研高精度pH传感器的标定、校正方法及其在海水原位观测中的应用

电化学方法是测量海水pH值的主要方法之一。针对自主研发的基于铱金属及其氧化物电极的pH传感器,建立了海水环境下仪器标定和数据校正的方法,并在近岸和大洋环境中进行了原位测试的应用。仪器标定包括：(1)依照海水pH分析的标度要求选取适当的标定缓冲试剂;(2)以标准海水替代常用的2-氨基吡啶(AMP)溶液制备标定缓冲体系。数据校正主要包括温度背景校正及误差校正。海区原位测试应用以及与其他同类仪器对比表明,标定体系差异带来的误差可达1.00 pH单位,数据校正可提升测试精度0.10～3.00 pH单位不等。仪器的标定与数据校正方法能有效提高该自研pH传感器的测量精度。     

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。     

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。     

海洋导航定位技术及其应用与展望

根据水上和水下环境的区别,系统论述了各种海洋定位导航技术及组合定位导航技术,比较了它们的优缺点和适用范围,介绍了它们的应用现状及展望。     

长基线声学定位系统发展现状及其应用

声学定位技术是各类水下潜器的必备技术之一。重点介绍了水下长基线声学系统的组成、工作原理及国内外发展现状,分析了该技术的应用方向,为我国长基线声学定位技术的发展和应用提供参考。     

Precise Positioning of Ocean Bottom Seismometer by Using Acoustic Transponder and CTD

We have obtained precise estimates of the position of Ocean Bottom Seismometers (OBS) on the sea bottom. Such estimates are usually uncertain due to their free falling deployment. This uncertainty is small enough, or is correctable, with OBS spacing of more than 10 km usually employed in crustal studies. But, for example, if the spacing is only 200 m for OBS reflection studies, estimates of the position with an accuracy of the order of 10 m or more is required.The determination was carried out with the slant range data, ship position data and a 1D acoustic velocity structure calculated from Conductivity–Temperature–Depth (CTD) data, if they are available. The slant range data were obtained by an acoustic transponder system designed for the sinker releasing of the OBS or travel time data of direct water wave arrivals by airgun shooting. The ship position data was obtained by a single GPS or DGPS. The method of calculation was similar to those used for earthquake hypocenter determination.The results indicate that the accuracy of determined OBS positions is enough for present OBS experiments, which becomes order of 1 m by using the DGPS and of less than 10 m by using the single GPS, if we measure the distance from several positions at the sea surface by using a transponder system which is not designed for the precise ranging. The geometry of calling positions is most important to determine the OBS position, even if we use the data with larger error, such as the direct water wave arrival data. The 1D acoustic velocity structure should be required for the correct depth of the OBS. Although it is rare that we use a CTD, even an empirical velocity structure works well.     

智能化一传感器的发展趋势及实现

本文根据作者在863－818计划中研制的智能化传感器及接触到的国外智能化传感器，介绍了智能化传感器的组成，对传统传感器的优势及其实现方法，并对提高其可靠性提出了几条措施。     

用DGPS双天线系统校验定位辅助设备的方法探讨

随着GPS技术的快速发展,使用DGPS定位的精度越来越高,这就为物探船上定位辅助设备的精确校准与校验提供了可能.通过对发现六号物探船定位辅助设备的校准与校验,初步形成了一套比较可行的作业方法.此文结合校验方法及其可行有效性分析,详细阐述了校验方法,并试图对校验误差来源进行探讨,以期提高对定位辅助设备校准与校验的精确度.     

海洋磁力测量仪器系统检验方法研究

高精度的海洋磁力测量对磁测仪器系统的测量精度提出了更高的要求,文中对海洋磁力测量仪器系统检验的内容和动静态检验方法进行了研究,并通过实例验证其可行性。结论表明:所提出的仪器系统检验方法可以消除仪器系统误差的影响,提高海洋磁力测量精度,保证成果的可靠性。     

瞬时海面高模型及其在地球同步卫星定位中的应用

首先给出了两种瞬时海面高模型并进行了精度分析。通过模拟定位,验证了这两种模型在地球同步卫星定位应用中的可行性。最后讨论了这两种模型在地球同步卫星定位中的应用前景,指出了进一步提高这两种模型精度的关键。     

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。