用于舰船磁性测试的磁场环境模拟技术

首先阐述了舰船产生磁场的特点及分类,指出区分舰船的固定磁场和感应磁场时最好在零磁空间下进行测量;其次通过优化设计,结合舰船自身和建筑物的特点,使线圈位置避开建筑门窗,设计了大长径比的零磁空间。 测试结果表明:在 Ф2 m×24 m 的区域内磁场强度达到±100 000 nT、非均匀性为 3. 7%,实测结果和设计值相符合。     

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。     

dIdD矢量磁力仪对周围磁环境的干扰分析

在使用dIdD矢量磁力仪进行地磁测量时发现,矢量磁力仪本身也会影响磁场,并对周围其他磁力测量仪器形成干扰。为了有效验证矢量磁力仪的干扰问题,设计了专门的室外环境试验和室内环境试验,通过比较矢量磁力仪开机和关机两种状态下不同位置处测得的磁场总强度变化,得出使用dIdD矢量磁力仪时对周围0.5 m范围内地磁场影响会大于40 nT,随着距离增加干扰会逐渐减弱,距离3.5 m时影响在0.2 nT左右。建议与其他磁力仪共用时,应保持一定距离。     

基于BP神经网络的航磁补偿方法研究

水中未爆弹危害极大,航空磁探因探测效率高的优势,常用于水中未爆弹的探测。飞机干扰磁场的存在限制了航空磁探的发展。传统的T-L模型待求参数间具有很强的复共线性,难以满足高精度磁补偿的要求,而神经网络算法具有容错率高、求解精度高的特点。首先使用BP神经网络建立干扰磁场的数学模型;随后,通过仿真生成干扰磁场以及未爆弹目标磁场信号对算法进行验证;最后,利用四旋翼无人机平台进行目标探测试验,补偿改善比超过20。试验结果表明,算法可以用于提高平台对水下目标探测的精度。     

自激振荡磁感应传感器研究

面向数字式、小体积的磁场传感器应用需求,现有的感应式磁场传感器普遍存在硬件电路复杂,数字化需要使用模数转换器件,难以实现小型化的问题,需探索一种新原理磁场传感器。因此,提出了一种基于自激振荡磁感应技术的磁场传感器,该传感器测量原理基于激励电压占空比与被测磁场的线性关系。与其他磁场传感器相比较,提出的磁场传感器输出为占空比形式,不需要额外的滤波电路和模数转换电路,硬件电路较为简单,因此有利于实现数字化和小型化。同时,分析了自激振荡产生过程,建立了激励电压占空比与被测磁场的理论方程;制作了原理样机,验证了基于自激振荡磁感应技术的传感器实现的可行性。结果表明,在开环条件下,±100 000 nT量程下传感器的线性度在0.98%。     

一体化磁梯度系统误差补偿算法

磁梯度测量系统对传感器的一致性、测量精度、以及装配技术都有很高的要求,已有的误差补偿方法在磁梯度张量误差过程中,分别对磁力仪的测量误差、磁力仪之间的对准误差以及运动平台产生干扰磁场进行补偿,但是系统在长时间的工作后,标定参数必然发生变化,对于成熟装备如果要拆开装备并重新逐步校正必然浪费极大的人力物力。针对上述问题,提出了一种简便可行的一体化磁梯度张量系统误差补偿算法,仿真结果表明：对于十字形磁梯度张量测量系统,校正后误差降低到校正前误差的8%以下,能够有效克服磁梯度系统测量信号畸变所带来的不利影响。     

海洋绞车主动升沉补偿控制系统建模与仿真分析

针对海洋绞车主动升沉补偿系统的控制要求,通过对主动升沉补偿系统的控制机理进行分析,于Simulink软件中搭建海洋绞车主动升沉补偿控制系统的仿真模型。根据负载所处不同海况,设置相应仿真参数,得出负载在不同海况下主动升沉补偿控制系统的补偿特性,绘制了负载在升沉补偿作用下的位移响应曲线及补偿时电机转速响应曲线,并与无升沉补偿作用下的仿真结果进行对比。仿真结果表明,该主动升沉补偿控制系统具备理想的补偿精度。将主动升沉补偿控制系统应用于海洋绞车进行模拟试验,得到了电驱动海洋绞车主动升沉补偿控制系统在四级模拟海况下的试验数据。试验结果表明该主动升沉补偿控制系统满足补偿能力设计要求。研究可为海洋绞车主动升沉补偿控制系统补偿性能的改进与完善提供参考。     

深海磁日变观测系统研究

深海磁日变观测具有探头姿态难以控制、耐压要求高及记录时间长的特点。本文设计全向性质子探头较好地解决了因探头方向与地磁场方向的夹角较小而引起的旋进信号弱问题,同时借助于耐高压的玻璃仓作为封装载体实现了深水观测目标;采用信号等级分类算法抑制干扰和评价信号质量,提高了系统测量的精度,通过实时检测电路温度及预先温度标定参数实施温度影响校正。研究的深海型日变观测系统具有低压供电、分钟测量记录时间40天以上,工作水深达6000m、分辨率0.01nT以及精度0.2nT,比测接近欧沃豪斯型磁力仪测量效果,实现了相对廉价磁力仪的高精度磁场观测。     

一种适用于水声通信的Doppler估计算法

在水下声通信中,收发双方相对运动产生的Doppler效应会导致信号的伸缩,引起信噪比的降级,需要采用Doppler补偿措施。在补偿前需要得到Doppler估计。文中提出了一种利用DFT进行Doppler估计的有效算法,该算法通过估计频率偏移来计算Doppler率。仿真结果验证了该算法的有效性。     

第三章 地磁条带与海底扩张

(一)海洋地磁测量与处理 地球磁场总强度的测量使用G-801/3型质子旋进磁力仪。测量工作与多道地震、重力测量等同步进行。探头电缆长500m,以降低船磁的影响。由于船磁影响与探头至船距离的三次方成反比,目前的措施可将此影响降至1nT以下,故可忽略不计。 为消除区域场的影响,理应使用国际地磁参考场IGRF1985来进行改正,但为节约时间起见,本次采用多项式来逼近IGRF,两者的差在整个测区内不足1nT,其结果是可信赖     

基于PSR模型的围填海对海洋资源影响评价方法研究

利用PSR模型中压力、状态、响应相互作用的关系阐述围填海开发活动对海洋资源的影响,基于压力、状态、响应子系统确定并标准化处理了影响评价指标,根据判断矩阵分析结果赋值了指标权重,构建了围填海开发活动对海洋资源影响的评价体系,应用该评价体系进行了福建省福清湾及海坛峡海域围填海开发活动对其海洋资源的影响分析,评价结果表明福清湾及海坛峡海域围填海开发活动对其海洋资源的影响较小.     

基于PSR模型的围填海对海洋资源影响评价方法研究

利用PSR模型中压力、状态、响应相互作用的关系阐述围填海开发活动对海洋资源的影响,基于压力、状态、响应子系统确定并标准化处理了影响评价指标,根据判断矩阵分析结果赋值了指标权重,构建了围填海开发活动对海洋资源影响的评价体系,应用该评价体系进行了福建省福清湾及海坛峡海域围填海开发活动对其海洋资源的影响分析,评价结果表明福清湾及海坛峡海域围填海开发活动对其海洋资源的影响较小。     

基于WebGIS的地学虚拟环境研究

在介绍了WebGIS和地学虚拟环境技术特征的基础上,研究了WebGIS技术在地学虚拟环境中的应用。从系统结构、用户界面、数据模型等三个方面,对WebGIs技术用于地学虚拟环境的深层次系统框架进行了研讨,并对WebGIS技术与地学虚拟环境技术进行结合的实际过程进行了说明。     

测量无人艇研究进展综述

主要基于船体、航速、续航能力、作业海况、搭载仪器、操作方式以及主要用途等方面,详细阐述了国内外测量无人艇的技术参数,分析了国内无人艇的不足和重点攻克的技术,以及螺旋桨、喷泵两种推进方式的优缺点;分析了测量无人艇艇型、自动控制、载体总体设计及集成、环境感知、通信等关键技术及实现途径;指出测量一体化、智能化水平的提升、水陆一体化测量技术、组网测绘为测量无人艇未来的发展方向。     

海水养殖对沿岸生态环境影响的研究进展

综述国际上海水养殖对沿岸环境影响的研究进展 ,并结合中国实际探讨减少养殖污染和海水养殖业可持续发展的途径。海水养殖主要通过有机物和营养物的排放、化学药物的使用、养殖动物的逃逸、红树林的破坏等途径对沿岸生态环境产生负面影响。为减小这一影响 ,认为应采取提高人工饲料的质量、单一养殖系统结构优化和复合养殖系统的结构优化、处理养殖排放水、海岸带综合治理等措施。     

福建海水养殖鱼类本尼登虫病研究

对福建海域网箱养殖鱼类本尼登虫病(Benedeniasis)进行了研究,调查发现6种本尼登虫病原,完成新本尼登虫季节感染动态和生活史的研究。研究结果表明,鱼群本尼登虫自然感染率平均52．14％,最高感染率达100％。考察结果说明福建海域网箱养殖鱼类本尼登虫的感染和流行与渔区海水温度和降雨量关系最大,福建海域在一年中的6月至10月份是网箱养殖鱼类本尼登虫病感染和流行的高峰季节。     

海洋磁力异常逼近方法研究

通过对常用的数值逼近方法的分析和研究,针对海洋磁力测量的特点,仿真计算分析了移动曲面法、Hardy多面函数法、Shepard法和Kriging法在不同情况下的插值精度。同时,给出了一个实例来计算分析四种逼近方法插值精度。仿真与实例计算结果表明,已知点的分布情况及磁异常变化情况不同时,四种逼近方法的插值精度是不同的。针对不同的情况,本文总结出了适合于海洋磁力异常逼近的方法。     

基于ANSYS的淤泥质海底海床基吸附力研究

为了解决海床基在淤泥质海底的吸附力问题,利用ANSYS软件,采用接触分析、三维十节点实体单元以及Drucker-Prager模型模拟淤泥结构,分析了海床基在淤泥质海底的吸附力大小,然后与经验公式比较,证明了ANSYS对海床基吸附力分析的可行性;海床基在不同工况下的吸附力模拟对海床基的回收方式及结构优化等方面提供了一定的指导。     

基于数据库的地形图制图研究

GIS数据和制图数据之间的差异是基于GIS数据库实现地图制图输出的难点。分析了当前基础地理信息数据建库的情况及其适用于基本比例尺制图的特点,充分利用了ArcGIS提供的地图表现功能,探讨了ArcGIS环境下基于Geodatabase数据库实现基本比例尺地形图制图的方法,并采用ArcObjects作为二次开发的平台,设计开发了基于GIS数据库的基本比例尺地形图制图模块。     

Test Study on Current Force on Mooring Ships

In respect of an offshore berthing pillar, the test study result of current force acting on mooring ships is described in this paper. Empirical and semi-empirical relationships of current force coefficient are given according to the angle between the flow direction and the ship's longitudinal axis, which are coincident with the result of theoretical analysis.