全程测量，而拖曳式海洋磁力仪 仅能在有限的时间内测量。在"大洋一号"考察船安装船载磁力测量装置，可以全程无值守 业务化运行，与海洋重力仪同步工作获取全程重力、磁力资料，大量增加这些区域的基础地 磁资料，提高地质地球物理调查和研宄水平。
[0040] 选用加拿大Magson公司DualMag矢量磁力传感器，将两个传感器安装在船顶甲 板。两个传感器均靠左舷安装，两个传感器与船中轴线平行排列，间距20m。
[0041] 选用法国IXSEA公司生产的0CTANS3000作为航行姿态参考系统，航向角精度 0.05°，纵倾/横摇角精度0.01°。
[0042] 数据采集融合单元，包含多通道数据采集卡、高精度时钟、数据记录器、电源管理 模块。高精度时钟以GPS授时脉冲为时基信号，为数据采集卡提供时钟。数据采集卡同步采 集矢量磁力传感器、航向姿态参考系统、外围传感器数据，将所有数据打包发送到数据记录 器存储。数据记录器同时将发送过来的数据通过RS232/485端口输出到数据记录计算机。 [0043] 数据采集融合单元安装于驾驶台，将上述两个矢量磁力传感器信号、航行姿态参 考系统信号、GPS信号均接入数据采集融合单元。数据采集融合单元将上述信号融合后经RS232/485串行传输到数据记录计算机。
[0044] 数据记录计算机安装于地球物理实验室，计算机内安装船载磁力数据采集软件。
[0045] 本实用新型进行地磁场矢量测量的过程如下：
[0046] 调查船航行期间，每间隔约12月做一次船磁标定试验；船磁标定试验时间选择早 晨或傍晚，避开强烈的地磁日变化；船磁标定试验应在地磁场平静海区进行，测量海区理论 磁场矢量；船磁标定试验中调查船以1. 8km半径按" 0 "字形规定动作航行后，船速5-7kn， 获得试验区一系列地磁场试验观测值Sf;船磁标定试验后，数据采集软件按下述解算流程
r 可以得到船感应磁场系I 永久磁场系数值Ks=h和涡流磁场系 W 数。
[0047] 船磁标定系数解算流程如图3所示：
[0048] 1)首先忽略涡流磁场的影响，将船磁标定试验中多于12个试验观测值Bf分别代 入公式1，得到12个线性方程；
[0049]
[0050] 2)使用最小二乘法解算9个感应磁场系数A和3个永久磁场系数Ks;
[0051] 3)将这12个系数代入公式1，正演计算理论磁场；
[0052] 4)用磁力实测数据减去正演计算理论磁场。得到剩余磁场；
[0053] 5)考虑涡流磁场的影响，将9个实际观测值flf分别代入公式2,得到9个线性方 程；
[0054]
[0055] 6)使用最小二乘法解算9个祸流磁场系数C;
[0056] 船磁标定试验后，进行船载磁力测量。数据采集融合单元将矢量磁力传感器获得 的磁力数据Bf发送到数据记录计算机，数据采集软件根据公式2可以实时计算船磁补偿 改正后的磁场矢量数据B；。
[0057] 最后进行坐标系变换，将船坐标系下的地磁场矢量变换为大地坐标系下的地 磁场矢量i#f。两者之间的变换关系见公式3:
[0058]
[0059] 式中D为地理坐标系与船体坐标系之间的变换矩阵，由航向姿态参考系统测得的 艏向角a、横摇角0和纵倾角Y计算获得，其表达式如下：
[0060]
[0061] 数据采集软件按上述方法实时计算磁场矢量数据1/|，同时对记录并显示。
[0062] 本实用新型仅以上述实施例进行说明，各部件的结构、设置、及其连接都是可以有 所变化的，在本实用新型技术方案的基础上，凡根据本实用新型原理对个别部件进行的改 进和等同变换，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。
【主权项】
1. 一种船载磁力探测装置，其特征在于所述探测装置安装在测量船船体上，没有船尾 拖曳部分，包括矢量磁力传感器、航向姿态参考系统、GPS、外围传感器、数据采集融合单元、 数据记录计算机；所述矢量磁力传感器为磁通门磁力传感器，为单个或多个；所述航向姿 态参考系统，用于测量调查船艏向、横摇角和纵倾角参数，以便将船坐标系下的地磁三分量 数据解算到大地坐标中；所述GPS具有定位和授时功能，用于给出调查船位置信息和对磁 力探测装置进行高精度授时；所述数据采集融合单元，包含多通道数据采集卡、高精度时 钟、数据记录器、电源管理模块，高精度时钟以GPS授时脉冲为时基信号，为数据采集卡提 供时钟；所述数据采集卡同步采集矢量磁力传感器、航向姿态参考系统、外围传感器数据， 将所有数据打包发送到数据记录器存储；数据记录器存储数据采集卡发送过来的数据并通 过RS232/485端口输出；所述数据采集融合单元，采集矢量磁力传感器、外围传感器数据， 航向姿态参考系统和GPS数据，并将所有数据打包记录和输出；所述数据记录计算机用于 接收数据采集融合单元数据，对数据进行记录、处理和监视。2. 根据权利要求1所述的船载磁力探测装置，其特征在于所述矢量磁力传感器为单个 或多个。3. 根据权利要求1或2所述的船载磁力探测装置，其特征在于所述矢量磁力传感器为 Magson公司生产的Dual Mag三轴磁通门磁力仪。4. 根据权利要求1所述的船载磁力探测装置，其特征在于所述航向姿态参考系统为 IXSEA 公司生产的 0CTANS3000。5. 根据权利要求1所述的船载磁力探测装置，其特征在于所述外围传感器包括温度传 感器、倾角传感器、压力传感器。
【专利摘要】本实用新型公开了一种船载磁力探测装置，安装在测量船船体上，没有船尾拖曳部分，包括矢量磁力传感器、航向姿态参考系统、GPS、外围传感器、数据采集融合单元、数据记录计算机；所述矢量磁力传感器为磁通门磁力传感器，为单个或多个，用于测量地球磁场X、Y、Z三个分量；所述航向姿态参考系统，用于测量调查船艏向、横摇角和纵倾角参数，以便将船坐标系下的地磁三分量数据解算到大地坐标中。本实用新型的优点是克服了传统拖曳式磁力仪易丢失和损坏的缺点，可全天候、全航次实现无人值守磁力观测；并可提供地磁场矢量测量。
【IPC分类】G01V3/40, G01C21/00
【公开号】CN204719242
【申请号】CN201520274872
【发明人】裴彦良, 刘晨光, 刘保华, 李先锋, 郑彦鹏
【申请人】国家海洋局第一海洋研究所, 国家深海基地管理中心
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年5月3日