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物探与化探  2024, Vol. 48 Issue (6): 1455-1462    DOI: 10.11720/wtyht.2024.0155
  “地球物理仪器新技术”专栏(特约专栏主编:邓明) 本期目录 | 过刊浏览 | 高级检索 |
海上拖曳式地磁矢量测量系统研制及海试
罗建刚1,2,4(), 李海虎1, 刘静晓1, 李海兵1,2,3(), 郭子伟1,3, 孙宁1,3, 付碧波1, 张峰1, 李学砚5
1.崂山实验室,山东 青岛 266237
2.自然资源部 海洋环境探测技术与应用重点实验室,广东 广州 510300
3.北京航天控制仪器研究所,北京 100039
4.哈尔滨工程大学 青岛创新发展基地,山东 青岛 266000
5.中国自然资源航空物探遥感中心, 北京 100083
Development and sea trials of a marine towed geomagnetic vector measurement system
LUO Jian-Gang1,2,4(), LI Hai-Hu1, LIU Jing-Xiao1, LI Hai-Bing1,2,3(), GUO Zi-Wei1,3, SUN Ning1,3, FU Bi-Bo1, ZHANG Feng1, LI Xue-Yan5
1. Laoshan Laboratory, Qingdao 266237, China
2. Key Laboratory of Marine Environmental Survey Technology and Application, Ministry of Natural Resources, Guangzhou 510300, China
3. Beijing Institute of Aerospace Control Devices, Beijing 100039, China
4. Qingdao Innovation and Development Base, Harbin Engineering University, Qingdao 266000, China
5. China Aero Geophysical Survey and Remote Sensing Center for Natural Resources,Beijing 100083,China
全文: PDF(3254 KB)   HTML
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 

地磁场是空间中的矢量场,传统海洋磁力测量以地磁总场强度测量为主,丰富的地磁矢量场信息未能被充分获取和利用。鉴于当前现状,研制了海上拖曳式地磁矢量测量系统,该测量系统可应用于海上动态条件下,并最终测量获得地理坐标系下的地磁矢量场信息。对该测量系统开展了海上测量试验,完成了网格测线和重复线测量;海上实测数据经预处理后,重复线内符合精度优于6.7 nT、交叉点内符合精度优于6 nT,表明该测量系统初步具备了海上地磁矢量场测量的能力,可应用于近海或远海的地磁场测量任务,获得更加丰富的地磁场信息。

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罗建刚
李海虎
刘静晓
李海兵
郭子伟
孙宁
付碧波
张峰
李学砚
关键词 海洋地磁测量矢量场磁通门传感器测量系统海上试验    
Abstract

The geomagnetic field is a vector field in space. However, traditional marine magnetic surveys focus on geomagnetic field intensity, failing to fully acquire and utilize rich information about the geomagnetic vector field. Given this, this study developed a towed marine geomagnetic vector measurement system. This system was designed to operate in dynamic marine conditions and ultimately acquire geomagnetic vector field data within the geographical coordinate system. Through sea trials of the system, grid line and repeat line measurements were obtained. After preprocessing the collected data, the measurement accuracy of repeat lines and crosspoints was better than 6.7 nT and 6 nT, respectively. The results of the sea test indicate that the measurement system has the preliminary ability to measure the geomagnetic vector field at sea, and it can be applied to geomagnetic field measurement tasks near or far sea, obtaining richer geomagnetic field information.

Key wordsmarine magnetic survey    vector field    Fluxgate sensor    measurement system    sea trial
收稿日期: 2024-04-07      修回日期: 2024-09-29      出版日期: 2024-12-20
ZTFLH:  P715  
基金资助:自然资源部海洋环境探测技术与应用重点实验室开放基金课题(MESTA-2022-A005);崂山实验室科技创新项目(LSKJ202200100);中国地质调查局项目“无人机航磁测量系统技术升级迭代”(DD20230071)
通讯作者: 李海兵(1979-),男,研究员,主要从事海洋重磁场测量与导航方面的研究工作。Email:Hbli@qnlm.ac
引用本文:   
罗建刚, 李海虎, 刘静晓, 李海兵, 郭子伟, 孙宁, 付碧波, 张峰, 李学砚. 海上拖曳式地磁矢量测量系统研制及海试[J]. 物探与化探, 2024, 48(6): 1455-1462.
LUO Jian-Gang, LI Hai-Hu, LIU Jing-Xiao, LI Hai-Bing, GUO Zi-Wei, SUN Ning, FU Bi-Bo, ZHANG Feng, LI Xue-Yan. Development and sea trials of a marine towed geomagnetic vector measurement system. Geophysical and Geochemical Exploration, 2024, 48(6): 1455-1462.
链接本文:  
https://www.wutanyuhuatan.com/CN/10.11720/wtyht.2024.0155      或      https://www.wutanyuhuatan.com/CN/Y2024/V48/I6/1455
Fig.1  地磁矢量测量系统坐标系示意
Fig.2  测量系统电气连接示意
Fig.3  测量系统外形示意
Fig.4  海上测量试验过程
Fig.5  测量过程姿态角曲线
Fig.6  测线相对位置
Fig.7  磁补偿航行路径
Fig.8  磁补偿前后磁场曲线对比
a—东向分量;b—北向分量;c—垂向分量;d—磁总场
标准差/nT 东向分量 北向分量 垂向分量 磁总场
补偿前 403.21 395.54 279.46 43.87
补偿后 50.05 32.69 22.24 17.36
改善率(倍) 8.05 12.09 12.56 2.52
Table 1  磁补偿前后标准差及改善率
Fig.9  重复线轨迹
Fig.10  重复线磁场曲线
a—东向分量;b—北向分量;c—垂向分量;d—磁总场
重复线内符合精度/nT
东向分量 北向分量 垂向分量 磁总场
6.64 4.06 6.20 5.39
Table 2  重复线内符合精度
Fig.11  交叉点不符值
a—东向分量;b—北向分量;c—垂向分量;d—磁总场
交叉点内符合精度/nT
东向分量 北向分量 垂向分量 磁总场
5.42 2.64 5.97 4.74
Table 3  交叉点内符合精度
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