一种基于天文观测的孤立小岛礁磁偏角测量方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于天文观测的孤立小岛礁磁偏角测量方法，其主要技术特点是：在孤立小岛礁的主测点上埋设无磁测量标志，并在主测点上架设地磁经纬仪构成天文观测基线，通过静态观测方法确定主测点的空间坐标；采用地磁经纬仪瞄准空间天体并准确记录观测时刻，通过天文历法计算天文观测基线的大地方位角α和天文观测基线的磁方位角αm；计算主测点上的磁偏角D。本发明仅需在孤立小岛礁的主测点上埋设无磁测量标志，用主测点与空间天体共同构成天文观测基线，省略了副测点的勘选与埋石工作，具有测量精度高、测量方法简便、易于实现等特点，有效地解决了孤立小岛礁磁偏角测量的难题。
【专利说明】—种基于天文观测的孤立小岛礁磁偏角测量方法
【技术领域】
[0001]本发明属于海洋测量【技术领域】，尤其是一种基于天文观测的孤立小岛礁磁偏角测
量方法。
【背景技术】
[0002]在海岛礁磁偏角测量中，有很多孤立的小岛礁，这些小岛礁可利用的陆地面积只有几平方米至几十平方米，其直线通视距离不足50米。传统的GNSS方法和基于陀螺经纬仪的超短基线磁偏角测量方法通常需要布设主测点和副测点，构成观测基线，通过长时间的GNSS静态观测分别求出主测点和副测点的大地坐标，据此反算求出观测基线的大地方位角。国家地震局《中国地磁图野外观测规范及其实施细则2003》要求:陆上流动地磁测量的观测基线应大于200米，但是，在孤立小岛礁上进行磁偏角测量时，现有的测量方法难以满足测量要求，无法实现准确的测量功能。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于天文观测的孤立小岛礁磁偏角测量方法，解决孤立海岛礁的磁偏角测量问题。
[0004]本发明解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的:
[0005]一种基于天文观测的孤立小岛礁磁偏角测量方法，包括以下步骤:
[0006]步骤1，在孤立小岛礁的主测点上埋设无磁测量标志，并在主测点上架设地磁经纬仪并进行对中整平，从而将主测点与空间天体共同构成天文观测基线，通过静态观测方法确定主测点的空间坐标；
[0007]步骤2，采用地磁经纬仪瞄准空间天体并准确记录观测时刻，通过天文历法计算天文观测基线的大地方位角α和天文观测基线的磁方位角Cini;
[0008]步骤3，按照以下公式计算主测点上的磁偏角D:
[0009]D= α - a m
[0010]从而实现孤立小岛礁磁偏角的测量。
[0011]而且，所述步骤2的具体实现方法包括以下步骤:
[0012]( I)旋转地磁经纬仪望远镜，瞄准太阳或北极星等空间天体，读取水平度盘读数A和准确的观测时刻t ；
[0013](2)转动地磁经纬仪照准部，根据检零器的指示确定磁子午面的位置，读取水平度盘读数B ；
[0014](3)采用以下公式计算天文观测基线的磁方位角Cim:
[0015]Ctiii = B-AigO0
[0016]其中，根据地磁经纬仪照准面与磁子午面之间关系，确定±90°夹角；
[0017](4)根据天文年历和观测时刻t，计算天文观测基线的大地方位角α。
[0018]而且，所述步骤I对中整平的方法采用陀螺经纬仪和地磁经纬仪进行相互对瞄的方法实现。
[0019]而且，所述空间天体为北极星或太阳。
[0020]本发明的优点和积极效果是:
[0021]1、本发明以太阳或北极星等空间天体作为观测标志，或者说以观测点与空间天体之间的连线作为观测基线，将天文观测巧妙地应用于孤立小岛礁磁偏角测量上，实现天文学理论与磁偏角测量的有机结合，为海上孤立小岛礁上进行磁偏角测量难题提供了切实可行的技术途径。
[0022]2、本发明仅需在孤立小岛礁的主测点上埋设无磁测量标志，用主测点与空间天体共同构成天文观测基线，省略了副测点的勘选与埋石工作，具有测量精度高、测量方法简便、易于实现等特点，有效地解决了孤立小岛礁磁偏角测量的难题。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是本发明的测量原理图。
【具体实施方式】
[0024]以下结合附图对本发明实施例做进一步详述。
[0025]一种基于天文观测的孤立小岛礁磁偏角测量方法，包括以下步骤:
[0026]步骤1，在孤立小岛礁的主测点上埋设无磁测量标志，并在主测点上架设地磁经纬仪并进行对中整平，从而将主测点与空间天体共同构成天文观测基线，通过静态观测方法确定主测点的空间坐标。
[0027]本步骤需要在孤立小岛礁建立主测点，如图1所示，将主测点与空间天体共同构成天文观测基线，代替传统的陆上观测基线，空间天体可以使用太阳或北极星作为空间天体。在对中整平时可以使用陀螺经纬仪和地磁经纬仪进行相互对瞄，能够明显降低对中误差。
[0028]上述地磁经纬仪和陀螺经纬仪采用现有的仪器。其中，地磁经纬仪作为测定磁偏角和磁倾角测量的设备，主要包括以下三个部分:(I)光学经纬仪:采用无磁材料制造的光学经纬仪，用于基线方向瞄准和磁方位角的读取；(2)磁通门磁力仪探头:加装光学望远镜上，要求其轴向与光学望眼镜轴向严格平行，用于确定磁子午面的位置；(3)检零器:与磁通门探头连接，用于检测磁通门探头的输出电压:当检零器上的输出电压值为零时，标志磁通门探头轴线垂直于地磁场方向，据此确定地磁场方向的位置。陀螺经纬仪可以采用中船重工707研究所研制的GT3H型陀螺经纬仪，该陀螺经纬仪的是一种精密定向设备，满足超短基线磁偏角测量需要。
[0029]步骤2，采用地磁经纬仪瞄准空间天体并准确记录观测时刻，通过天文历法计算空间天体与主测点之间的大地方位角。
[0030]在进行观测过程中，观测时刻与地磁经纬仪的水平度盘读数、垂直度盘读数具有同样的重要性，因此，需要准确记录观测的时刻。
[0031]本步骤的具体过程如下:
[0032]( I)旋转地磁经纬仪望远镜，瞄准太阳或北极星等空间天体，读取水平度盘读数A和准确的观测时刻t ；[0033](2)转动地磁经纬仪照准部，根据检零器的指示确定磁子午面的位置，读取水平度盘读数B ；
[0034](3)采用以下公式计算天文观测基线的磁方位角Cim:
[0035]Qiii = B-AigO0
[0036]其中，根据地磁经纬仪照准面与磁子午面之间关系，确定±90°夹角；
[0037](4)根据天文年历和观测时刻t，计算天文观测基线(主测点与太阳或北极星等天体之间的连线)的大地方位角α。
[0038]步骤3，按照以下公式计算主测点上的磁偏角D:
[0039]D= α - a m
[0040]上述磁偏角D即为孤立小岛礁磁偏角。
[0041]通过以上步骤即可实现孤立小岛礁磁偏角的测量功能。
[0042]需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于【具体实施方式】中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。
【权利要求】
1.一种基于天文观测的孤立小岛礁磁偏角测量方法，其特征在于包括以下步骤: 步骤1，在孤立小岛礁的主测点上埋设无磁测量标志，并在主测点上架设地磁经纬仪并进行对中整平，从而将主测点与空间天体共同构成天文观测基线，通过静态观测方法确定主测点的空间坐标； 步骤2，采用地磁经纬仪瞄准空间天体并准确记录观测时刻，通过天文历法计算天文观测基线的大地方位角α和天文观测基线的磁方位角Cini; 步骤3，按照以下公式计算主测点上的磁偏角D:
D= α - αm 。
2.根据权利要求1所述的一种基于天文观测的孤立小岛礁磁偏角测量方法，其特征在于:所述步骤2的具体实现方法包括以下步骤: (1)旋转地磁经纬仪望远镜，瞄准太阳或北极星等空间天体，读取水平度盘读数A和准确的观测时刻t ； (2)转动地磁经纬仪照准部，根据检零器的指示确定磁子午面的位置，读取水平度盘读数B ； (3)采用以下公式计算天文观测基线的磁方位角Cim: am = B_A±90° 其中，根据地磁经纬仪照准面与磁子午面之间关系，确定±90°夹角； (4)根据天文年历和观测时刻t，计算天文观测基线的大地方位角α。
3.根据权利要求1所述的一种基于天文观测的孤立小岛礁磁偏角测量方法，其特征在于:所述步骤I对中整平的方法采用陀螺经纬仪和地磁经纬仪进行相互对瞄的方法实现。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种基于天文观测的孤立小岛礁磁偏角测量方法，其特征在于:所述空间天体为北极星或太阳。
【文档编号】G01C1/00GK103852057SQ201410053567
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2014年2月18日 优先权日:2014年2月18日
【发明者】任来平, 欧阳永忠, 吴太旗, 李凯锋, 陆秀平, 徐广袖, 刘传勇, 王耿峰 申请人:中国人民解放军92859部队