基于高通量测序方法分析荣成月湖潮间带趋磁细菌多样性

荣成月湖是一个典型天然潟湖,潮间带沉积物中存在多种形态趋磁细菌。通过Roche454高通量测序平台,对沉积物样品(B_S)和磁收样品(B_M)进行16SrRNA基因高通量测序,认识荣成潮间带沉积物的细菌群落结构,并了解趋磁细菌多样性及系统进化地位。研究结果表明沉积物样品中主要的细菌类群为δ-变形菌纲,占总细菌数的26.4%,其次是γ-变形菌纲和α-变形菌纲;而磁收样品中细菌多样性和种类明显降低,以α-变形菌纲占绝对优势,相对比例达72.6%。在磁收样品和沉积物样品分别发现了1 612条和186条reads与趋磁细菌相关,分别占细菌总数的5.76%和0.85%,磁收样品中趋磁细菌数是沉积物样品的6.8倍。对两个样品中获得的趋磁细菌序列进行系统进化分析,发现这些序列多数属于变形菌门的α-变形菌纲,以趋磁球菌占绝对优势,少数属于δ-变形菌纲,与多细胞趋磁原核生物亲缘关系最近。海洋趋磁螺菌属仅在B_M样品中检出,趋磁弧菌属在B_M样品优势度高于B_S样品,而多细胞趋磁原核生物和趋磁螺菌属在B_S样品中优势度更高。通过分析样品间的差异OTUs,认为荣成潮间带沉积物中可能存在大量未知的趋磁细菌新类群。研究结果为下一步培养和开发趋磁细菌这一功能菌群,发现趋磁细菌新类群及趋磁细菌生态功能提供了基础资料。     

磁主动式海底磁传感器定位方法及其解析公式

研究了一种外加磁场对布放于海底三分量磁传感器进行主动定位的方法,利用磁源的磁偶极子特性和相应矢量公式进行推导,得到了磁源与传感器之间位置矢量的解析表达式,从而可以快速准确地进行位置求解,实现对水下磁传感器的快速准确定位,该解析表达式也可以用于对水下磁性物体进行探测的目标识别等应用。     

锑化铟薄膜型磁敏电阻传感器及其在海洋仪器上的应用

本文简要介绍了磁敏电阻传感器的发展概况、主要原理、结构及其分类。文中介绍了两种无接触型电位器的结构和主要参数。最后还简述了磁敏电阻传感器在电子测量技术、自动控制、精密仪器和海洋仪器中的应用,磁敏电阻传感器在海洋仪器中的应用应该引起海洋技术有关部门的重视。     

基于单轴定标的三轴磁传感器的误差校正

提出了一种校正三轴磁传感器综合误差的新方法。该方法利用三轴磁传感器的误差校正数学模型和遗传算法,通过预先对其中某单轴灵敏度定标,并以此为标准来校正其他两轴以及综合误差。仿真结果表明,该方法稳定收敛并可达到1nT精度。用实际地磁场测量数据对该方法进行验证,结果表明磁传感器性能得到极大改善,测量精度有了较大幅度提高。     

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。     

构建一种PNI磁传感器的舰船磁场信号检测系统

针对舰船磁场检测这一问题,提出了一种利用 PNI 磁传感器测量的方案,并设计了一套由 STC15 单片机控制的舰船磁场检测系统。 系统由 PNI 磁传感器、STC15 单片机、串口通讯模块、电源分配模块和上位机组成,实现了信号的采集、调理、传输和分析处理的过程。 最后,通过水池船模试验证明了该测量系统能够实现对舰船磁场信号进行检测。     

基于矢量磁异常三维成像的隐蔽目标探测

磁场异常探测是隐蔽目标探测领域一项重要的探测技术,磁传感器技术的进步促使磁矢量探测成为当前热点。然而有关矢量磁异常的目标定量探测方法讨论较少,关于磁矢量探测与磁标量探测的差异性众说不一,存在巨大争论。基于矢量磁异常三维成像的隐蔽目标精确探测方法,讨论磁标量探测与矢量探测的差异性,并通过仿真实验与实际案例讨论了矢量磁异常的探测效能。研究表明：矢量磁异常三维成像能够更准确地探测隐蔽目标的三维空间分布与目标磁性特征,能够为隐蔽目标位置圈定以及目标类型识别提供依据。     

纳米复合永磁材料中软磁性相交换硬化的研究

本文就纳米复合永磁材料中软磁相被交换硬化问题,从一维模型和三维模拟计算进行了分析研究. 一维和三维各向异性样品研究表明,在相同微结构下,当硬磁相的各向异性降低时,除矫顽力降低外,在磁矩全部反转之前退磁曲线是一样的. 因此,硬磁相各向异性的降低不会导致最大磁能积(BH)_max增大和剩磁增加. 对于三维各向同性样品的模拟计算表明,降低硬磁相的各向异性会使剩磁和(BH)_max都明显降低. 因此,增强硬磁相的各向异性并增大硬磁相晶粒尺寸是提高     

基于改进PSO算法的传感器误差集成校正

为降低搭载于水下移动平台的三轴磁通门传感器受到的平台磁干扰和传感器自身误差（三轴非正交误差、三轴灵敏度不一致误差和零偏误差）的影响,提出了一种基于改进粒子群优化算法的集成校正方法。在分析误差来源的基础上建立了误差校正数学模型,并利用 2 个仿真算例对校正方法的有效性进行了验证。仿真试验结果表明：与传统粒子群优化算法相比,改进算法具有更高的抗噪能力和求解精度;经过校正之后,由传感器自身误差和平台磁干扰引起的测量误差得到了有效压制。     

海洋磁力测量系统误差来源分析

从海洋地磁背景场特征、测量船船体磁化规律以及测量船与磁力传感器的位置关系出发,建立了船磁影响的计算模型,通过仿真试算,解释了海洋磁力测量的系统误差来源。     

A new automated nondestructive system for high resolution multi-sensor core logging of open sediment cores

 A new system for logging the geophysical properties of marine sediment cores allows both whole cores and split cores to be measured in a nondestructive fashion. The current sensor configuration measures compressional (P) wave velocity (500 kHz), bulk density (using gamma-ray attenuation), and magnetic susceptibility at user-defined sample intervals down the core. Split-core logging gives more reliable results than whole core logging as it mostly eliminates core-slumping effects that can lead to spurious results; it also gives higher resolution magnetic susceptibility readings. Received: 16 May 1997 / Revision received: 24 October 1997     

深海近底三分量磁力仪设计

提出了一种新的深海海底三分量磁力仪设计思路,用于高灵敏度地磁测量调查海底矿体分布,其磁力测量探头基于各向异性磁阻传感器。详细分析了磁阻传感器的误差模型,提出用Broyden算法实现误差校正,并给出了在个人电脑上的实现结果。描述了水下系统中传感测量电路以及通信、存储功能的基本设计思路。最后给出目前的实验与测试数据,并提出了后续工作思路。     

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。     

海洋磁力梯度测量的误差源分析

简要介绍了海洋梯度测量的发展现状。将影响梯度测量的误差主要分为四种:系统误差、航向磁效应、几何效应、波浪噪声及传感器运动误差。对每一种误差的形成原因及对梯度测量的影响进行分析,得出了一些有益的结论。     

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.     

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。     

Biotropic geomagnetic pulsations <Emphasis Type="Italic">Pc</Emphasis>1 resulting from the magnetic storm of March 17, 2015

Data obtained by a Hall sensor–based magnetic field detector have been used to record the spectral components of the geomagnetic field. An analysis of specific features of the spectral characteristics of geomagnetic fluctuations has indicated that the pulsations identified in the vicinity of the strong magnetic storm of March 17, 2015, are “pearl”-type fluctuations, i.e., biotropic geomagnetic Pc1 pulsations.     

任意姿态下矢量物理量的测量数据修正计算方法探讨

工程中矢量物理量的测量,例如水中目标的磁场、电场的测量,通常测量传感器的姿态角是任意或随机的,因此需要对传感器平台的姿态角进行测量,并由此将矢量物理量的测量数据修正到确定的参照坐标系。 分析了文献中通常使用的修正算法,即根据传感器平台姿态角测量值直接引用欧拉角旋转变换公式,分析表明这一算法存在原理性误差。 在此基础上,推导出了合理的变换计算式,可以直接应用在任意姿态下矢量物理量的测量数据修正计算,以及类似的坐标变换计算中。