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不同方式地磁观测数据对磁测精度的影响分析

地磁场是随时间变化的，其中的日变和瞬时变等成分主要受外界场源变化的影响。当进行高精度磁力测量时，必须要用定点的地磁观测记录来消除地磁日变的影响[1-2]。因而，地磁日变校正是海洋磁测过程中的一个重要环节，直接关系到海洋磁测成果的精度。《海洋地质地球物理调查规范》（下文简称《规范》）规定了磁测资料的整理方法，其中“地磁日变校正”和“船磁影响校正”都直接和地磁日变观测数据有关[3]，校正效果取决于准确可靠的日变观测数据。《规范》中还指出“地磁日变观测站的有效控制半径为300～500km”[3]。在远海区开展海洋磁力测量工作中，通常在测区或者临近海域采用布设海底日变观测潜标的技术方法[4]，以此获得地磁日变的观测数据，从而提高远海区磁测成果的精度[5-6]。虽然该方法在一定程度上解决了远海区磁测中地磁日变校正的技术需要，但也暴露出一些新的技术问题[7]。长期的海洋磁测工作实践使笔者一直在思考着几个问题：①《规范》中涉及到的“有效控制半径为300～500km”是否合理？②采用深水海域的海底地磁日变观测站数据做日变校正时，海洋磁测成果精度不如采用浅水的数据，其成因是什么？③针对深海海域海底地磁日变观测潜标如何设计更为合理？

  • 2022-03-03
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无人机海洋航磁测量技术进展与展望

海洋磁场信息不仅是进行海域地质调查与资源勘探的重要资料，而且在水下磁性目标探测、地磁匹配导航、反潜探潜等军事应用中具有重要作用[1-5]。当前，海洋磁力测量根据作业平台不同，主要分为船载磁力测量和航空磁力测量两种作业模式。船载磁力测量能够获取高精度、高分辨率地磁信息，并且可用于水下磁性目标探测作业，但由于作业效率低，只能满足我国局部重点海区的高精度测量作业要求。航空磁力测量能在短时间内获取大面积磁测信息，具有作业成本低，耗费时间短，劳动强度低，综合效率高等居多特点，由于飞行高度较高，续航能力有限，仅能获取大尺度地磁信息，同时难以满足远海测量作业需求。航空磁力测量和船载磁力测量互为补充，满足不同任务需求[6]。随着无人机平台技术的逐步成熟，陆地无人机航空磁力测量技术得到迅猛发展，并逐步走向成功应用，基于无人机平台的海洋航空磁力测量也渐渐成为研究的热点，有望成为一种新的海洋磁测技术手段。由于无人机海洋磁测受作业环境限制，特别是降落回收，相对于陆地无人机磁测来说难度较大，严重制约了陆地无人机航磁技术向海洋磁测的推广[7]。

  • 2022-03-03
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G－882G型海洋磁力仪在海洋工程勘察中的性能分析与应用

伴随国家海洋发展战略的实施发展，海洋磁力仪的应用更加广泛，根据实际应用情况来看，常见的海洋磁力仪类型主要是质子磁力仪和光泵磁力仪，都是电子仪器的一种。结合不同的作业施工条件需要选择不同型号的海洋磁力仪（如表1所示）。其中，标准的质子旋进海洋磁力仪是最早的海洋磁力仪，灵敏度很高，没有死区，拥有进向误差，质子磁力仪的计量精确度高、技术发展成熟、开发成本费用低，适合应用在采样率比较低的绝对测量操作中。Overhauser海洋磁力仪具有高灵敏度、没有死区、价格廉价等方面的特点，采样率达到了4Hz，操作简单，适合应用在工程测量和科研物理调查研究工作中。光泵式海洋磁力仪灵敏度达到了0.01nT，梯度的容忍度超过了质子旋进式磁力仪，速率达到了10Hz。但是受工作原理的影响，在应用的过程中容易出现死区和进向误差。光泵磁力仪具有噪声低、采样率高的特点，适合应用在对灵敏度和采样率要求比较高的相对测量操作中，但是具有耗能高等的应用局限。

  • 2022-03-03
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海洋磁力仪在沉舰探测定位中的运用

山东威海湾海域是近代甲午海战的发生地，“定远号”等战船均沉没于此。据有关史料，日军曾对沉舰进行拆解。时至今日，随着港内泥沙的淤埋，沉舰位置已显模糊、保存情况更无从得知。100多年过去了，这些早已成为珍贵的历史文化遗产。探测并定位沉舰，可为以后的研究与保护提供依据。

  • 2022-03-03
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火箭助推器残骸海上落区监测技术探索与实践

火箭助推器是火箭发射时的提供额外动力的单级运载火箭。为增大航天飞行器速度、改善总体性能、提高运载能力，常采用助推器方案，其中捆绑式在国内外应用较为广泛。火箭助推器是变质量飞行体，内有燃料和助燃剂，通过高温高压的燃气从尾部高速喷出，不断减小质量，并将内能转化为机械能，为火箭垂直起飞、达到预定飞行速度和高度、程序转弯（为火箭提供切地球分量速度）等其他活动提供额外的推力。助推器燃料燃尽、任务完成后，将与芯级分离，为火箭减重。

  • 2022-03-03
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海洋运载平台控制技术的发展趋势

在陆地资源和发展空间日趋紧张的情况下，海洋已成为临海国家获取更多资源和更大发展空间的主渠道。海洋运载平台是当前世界各国开发、利用海洋最直接的一种通用手段，其主要包含三部分：智能平台本体、智能平台控制系统和多功能任务载荷系统。平台本体是基础，搭载着控制系统设备和各个测量设备，其稳定性、适航性、抗倾覆性、自扶正能力保证了智能平台能够稳定、高效地执行任务。控制系统是核心，使得平台本体部分具备自主定位、自主航行、自主避障、远程通信等功能，能够以全自动化的方式执行用户设定的任务。

  • 2022-03-03
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长基线声学定位系统发展现状及其应用

我国载人深潜器“蛟龙”号的成功研制实现了历史性的突破，数次下潜为我国科学家提供了宝贵的海洋信息。随着深远海海洋科学及海洋资源开发的需求，无人缆控机器人ＲOV （remote operated vehicle）、自航深潜器AUV（autonomous underwater vehicle）、无人深潜器UUV （unmanned underwater vehicle）、载人深潜器MSV（manned submersible vehicle）及拖曳海洋测量TMS（towed-array marine survey）等下潜系统取得了快速的发展，为人类研究海洋提供了极佳的观测平台，尤其是AUV、UUV、MSV 等系统，还反映着一个国家深海探测技术的水平高低。这些系统在工作中，水下声学定位技术担负着系统的导航、定位、跟踪等工作，关系着海洋信息的空间位置正确与否、系统和人员的安全、工程效益等。水下声学定位包括超短基线（ultra short baseline，USBL）、短基线（short baseline，SBL）、长基线（long baseline，LBL）等系统，LBL因其定位精度高、作用范围大，已经成为上述各类下潜系统的必备技术之一。

  • 2022-03-03
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超短基线定位技术及在海洋工程中的应用

随着科学技术的飞速发展和对自然的不断探索，人类的足迹向着更深更远的方向延伸。在天空，人们不断突破速度的极限，并且向着宇宙深处不断进发；在水下，人们不断挑战着下潜的极限，打开未知海洋世界的大门。但无论上天还是下海，都需要导航定位来提供位置、姿态信息。然而人们对海洋探索的步伐远不及对天空的认知，最主要的原因就是电磁波信号在海水这种高导电介质中衰减严重，而且频率越高，衰减越严重。例如频率为3～30kHz的甚长波在海水中传输的深度也仅能达到20m。因此，尽管卫星导航系统可为不限量的用户全天候地提供三维定位、定时和速度测量，定位精度很高，但是水下航行器只有上浮接近水面才能获取卫星导航系统或其他无线电导航系统的导航信息，如果航行器在水面以下相当深处航行，到水面就需要很多时间和能耗。上述缺点限制了卫星导航系统或其他无线电导航系统在水下航行器中的应用。此外，尽管最新的研究表明，蓝绿激光在水下吸收率低，穿透性强，美国也成功进行了卫星-潜艇激光通信试验，但激光通信单点传输，广播效果差，对接难度高，因此在水下定位导航领域依旧以惯性导航、地球物理场导航和声学导航为主。

  • 2022-03-03
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