试析海洋磁力仪的应用

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海洋磁力仪拖体入水深度试验与分析

缪峰1 ，许春艳1 ，任来平2 ，范龙2，3 ，Βιβλιοθήκη Baidu太旗2
（ 1. 海军东海舰队司令部，浙江宁波 315122； 2. 海军海洋测绘研究所，天津 300061； 3. 解放军信息工程大学测绘学院，河南郑州 450052）
摘要：拖体入水深度是水下拖曳作业的主要参数，其取决于拖体自身重量、拖缆长度和船速。通过 G882TVG
物理调查［S］．北京：中国标准出版社，2007．［4］任来平．水下目标磁异常强度和质量磁化强度分析
［J］．海洋测绘，2012（ 2）： 7-10．［5］柯泽贤，赵俊生，任来平，等．水下物体磁探测线间距
的影响因素［J］．物探与化探，2010（ 1）： 71-73．［6］梁瑞才，刘保华，张政民，等．磁力测量在海洋井场、管
表 3 拖体入水深度试验结果（配重 20kg）
G（ kg）
80 80 80
V（ kn）
3. 7 3. 7 4. 0
L（ m）
60 90 100
拖体入水深度试验值（ m） 11. 5 20 20. 5
分析表 3 的试验数据可知，当拖缆长度达到一定数值时，拖缆长度的增加对拖体入水深度的影响微乎其微。
分析表 1 的试验数据可知，拖体入水深度偏小，无法满足需要，为此把配重增加 5kg，并降低船速为 3. 5kn，采集不同拖缆长度的拖体入水深度数据见表 2。

海洋磁力仪探测实施方案

一、前言。

海洋磁力仪是一种用于测量海底磁场的仪器，通过对海底磁场的测量，可以获

取地球内部结构和地质构造的信息，对海洋地质勘探和资源调查具有重要意义。本文档将详细介绍海洋磁力仪探测的实施方案，包括前期准备、仪器配置、数据采集和处理等内容，以期为相关工作提供指导和参考。

二、前期准备。

1. 确定探测区域，根据勘探目的和需求，选择合适的海域进行磁力仪探测，考

虑海底地质情况、水深、海洋气象等因素。

2. 准备船只和设备，选择适合的调查船只，并配备海洋磁力仪及其相关设备，

确保设备完好，能够正常工作。

3. 组织人员，确定调查人员组成及任务分工，包括仪器操作人员、数据采集人员、数据处理人员等，保证人员配备到位。

三、仪器配置。

1. 安装海洋磁力仪，根据调查船只的结构和要求，选择合适的位置进行海洋磁

力仪的安装，确保仪器稳固、准确。

2. 调试仪器，在实施探测前，对海洋磁力仪进行调试和校准，确保其工作正常，数据准确可靠。

3. 检查相关设备，检查和测试与海洋磁力仪相关的设备和仪器，包括电源供应、数据采集系统、通信设备等，确保其正常运行。

四、数据采集。

1. 测量路径规划，根据探测区域的地质特征和勘探要求，制定合理的测量路径

和方案，确保全面、有效地覆盖目标区域。

2. 实施测量，在船只航行过程中，根据测量路径和方案，进行海洋磁力仪的数

据采集工作，确保数据的准确性和完整性。

3. 实时监测，在数据采集过程中，对海洋磁力场进行实时监测和记录，及时发

现并处理可能出现的问题。

五、数据处理与分析。

1. 数据传输，将采集到的海洋磁力数据传输至数据处理中心，确保数据的完整

海洋磁力仪的原理与技术指标对比分析

海洋磁力仪的原理与技术指标对比分析第 26卷第 2期海洋测绘Vo l126 , No12 2006年 3 月 M a r1, 2006 H YDRO GRA PH IC SURV EY IN G AND CHAR T IN G

海洋磁力异常逼近方法研究

1 1 1

2 1金绍华 ,于波 ,刘雁春 ,翟国君 ,边刚

( )11海军大连舰艇学院海洋与测绘科学系 ,辽宁大连 116018; 21海军海洋测绘研究所 ,天津 300061

摘要 : 通过对常用的数值逼近方法的分析和研究 ,针对海洋磁力测量的特点 ,仿真计算分析了移动曲面法、

H a rdy多面函数法、Shep a rd法和 Kriging法在不同情况下的插值精度。同时 ,给出了一个实例来计算分析四种逼近

方法插值精度。仿真与实例计算结果表明 ,已知点的分布情况及磁异常变化情况不同时 ,四种逼近方法的插值精

度是不同的。针对不同的情况 ,本文总结出了适合于海洋磁力异常逼近的方法。

关键词 : 海洋磁力异常 ;逼近 ;插值精度

+ 中图分类号 : P31816 3 ( ) 文献标识码 : A 文章编号 : 1671 23044 2006 0220006 203

2 2 ( ) z x, y = a+ ax + ay + ax y + ax+ ay 0 1 2

5 1 引言 ( ) 1

( ) ( ) 式中 , z x, y 为已知点 x, y 的磁力异常值 , a、a、 0 1 ,得到由于海洋磁力测量属于点线状测量模式

a、a、a、a为拟合系数。 2 3 4 5 的观测结果往往是离散的 ,然而海洋磁场

磁力仪简介

北京地质仪器厂吴天彪

磁学测量仪器，从测量的参数、测量的范围和用途来看，均极为广泛和复杂，本文仅限于介绍用于地磁学研究、磁法矿产资源勘探、环境地球物理学等方面的弱磁场（≤1×10-4 特斯拉）磁感应强度的测量仪器，通称为“磁力仪”。

1 磁力仪的分类及应用

目前，常用于弱磁场、特别是地球磁场测量的磁力仪，无论是地磁台站的观测或野外地面磁测、航空、航天、海洋和井中磁测，从磁传感器的工作原理上看，大致可分为三大类[1]，即：

（1）基于电磁感应原理的磁通门磁力仪。

（2）基于核磁共振（NMR）原理的质子磁力仪、基于电子自旋共振（ESR）的光泵磁力仪和基于NMR与ESR的欧佛豪森（Overhauser）质子磁力仪（OVM）的共振磁力仪。

（3）基于超导量子干涉原理的超导磁力仪。

根据传感器的特点，所有共振磁力仪只能测定地磁场的总场的磁感应强度，称为标量磁力仪，而磁通门磁力仪和超导磁力仪的读数，既反映磁场的强度也反映磁场的方向，称为矢量磁力仪。

从使用广泛性来看，工作量最大的地面磁测，主力仪器是传统的直流激发的质子磁力仪、其次是光泵磁力仪和欧佛豪森质子磁力仪，在一些强磁区，也使用测量垂直分量的磁通门磁力仪。

航空磁测的主力是光泵磁力仪，目前多用4台仪器组成三维梯度系统，用三分量磁通门仪器作姿态改正。光泵磁力仪也用于装在飞机上探测潜艇。

高温超导磁力仪用于时域电磁法的磁分量观测，低端灵敏度大大优于传统的感应式磁传感器。在岩石和矿物的磁性测量及古地磁研究中超导磁力仪也得到广发的应用。

磁通门磁梯度仪和光泵梯度仪多用于探测地下未爆物（UXO）、地下管线、考古等。

磁力探测在海洋工程中的应用

运营商更了解客户情况，该深入进行信息数据挖掘，应细分客户群落和需求，而达到价值信息的精准投送，时应深从同入分析用户行为，卡住信息的口和人口才是关键所在。
例如，目前盛行的团购商业模式，果在其中加入了如基于位置的服务（．ｃｔｎＢｓｄＳｒｉｅＩＳ和社会性网Ｉａｉａｅｅｖｃ，Ｂ）ｏｏ络服务（ｏｉｔｒｉｇＳｒｉｅＮＳ因素后对相关客ＳｃａＮｅｗｏｋｎｅｖｃｓＳ）ｌ户进行精准的折扣和团购信息等价值内容推送的话，起能到非常好的效果。大众点评网就采用这种模式利用ＧＰＳ定位并根据客户行为对其进行娱乐餐饮等信息的准确推送，务发展极为迅速，是电信运营商可以参考的良好业这对象之。一
要我们详细去探讨，文仅是简单的概括描述其中一二。本
传统的电信运营商在新的时期必然要调整自身业务发展
以适应市场的变化，则在激烈的变革中有可能被边缘否化；有通过发掘自身潜力，泛与其他利益方结成伙伴只广才能在未来的市场竞争中夺得一席之地。

磁力探测在海洋工程中的应用

摘要：在天然气水合物勘探中，海底的泥底辟和泥火山构造是重要的研究对象。理论和实践均证明：磁力探测在海洋工程地质调查中是一种十分有效的手段，特

别是在井场调查、管线以及海底电缆路由调查当中，针对不同的研究目的分别采

用不同的调查方法均能获得满意的效果。它的优势在于不仅能够探测暴露于海底

的磁性异常体，同时对于覆盖于海底以下的磁性异常体同样有效。

关键词：质子磁力仪；磁力勘探；海洋工程

人们在早期的生产实践活动中就已经对地磁场有了初步的认识，磁力线是从

地球的北极出发一直延伸到地球的南极的，随着时间的推移，科技在不断进步，

磁力仪的种类发展越来越来多。众所周知，磁法勘测在海洋地理调查中起着至关

重要的作用，所以海洋磁力仪的普及使用也在海洋调查中大面积开展起来。

1.海洋磁力仪的原理与应用

在被大家熟知每一片地球区域，相关磁力场都是有规律的存在与分布着的。

某一区域的的磁力场如果受到外界铁质物体的入侵，则这个磁力场将会受到铁质

物体在磁力场中产生的相对于本磁力场的外力作用，从而对该磁力场造成干扰。

这些外力干扰基本上都是存在于这个入侵的铁质物体的周围的磁力在磁场中的相

关应用可以帮助工作人员测量出某个地球区域的磁场强度，如果磁场受到外来入侵，导致了场强变化，放置在其中的磁力仪也会相应地改变磁力数值，由于能够

改变磁力场的物质都是铁磁物质构成的，所以磁力仪能够勘测出任何会使磁力场

发生改变的物体，同样，磁力仪的使用能够满足人们的应用需要。海洋磁力仪就

是测量地球磁力场强度的一款精度很高的测量设备。海洋磁力调查时一种利用岩

深远海磁力日变观测系统设计及应用

第４３卷　第６期２０２１年１１月

物探化探计算技术

ＣＯＭＰＵＴＩＮＧＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳＦＯＲＧＥＯＰＨＹＳＩＣＡＬＡＮＤＧＥＯＣＨＥＭＩＣＡＬＥＸＰＬＯＲＡＴＩＯＮ

Ｖｏｌ．４３　Ｎｏ．６

Ｎｏｖ．２０２１

收稿日期：２０２０１１２３

基金项目：中国地质调查局项目（ＤＤ２０１９１００３）第一作者：杜润林（１９８７－），男，博士，工程师，主要从事海洋重磁数据处理解释等，Ｅｍａｌｉ：２７７４９１６８７＠ｑｑ

．ｃｏｍ。文章编号：１００１１７４９（２０２１）０６０７７５０６深远海磁力日变观测系统设计及应用

杜润林１，孙建伟１，陈晓红２，刘李伟１，２

，李攀峰１

（１．青岛海洋地质研究所青岛　２６６０７１；２．中国石油大学（华东）　２

５７０６１）摘　要：磁力日变是影响海洋磁力测量精度的最主要因素，深远海区域因远离陆地难以设立磁场日变观测站获取磁力日变资料。这里设计一套适宜在深远海区域进行磁力日变观测的潜标系统，有效提升了远海区域磁力日变观测数据的质量，且引入的精准定位技术显著降低了回收风险。应用该系统在西太平洋海域获得了３２ｄ连续、平稳的实测地磁日变数据。对磁力数据进行了日变校正，得到平差后的磁力异常均方根误差符合规范要求，验证了该潜标系统所获取数据的可靠性与准确性，为深远海地磁日变资料的获取提供借鉴。关键词：潜标系统；磁力日变；深远海

中图分类号：Ｐ６３１．４文献标志码：Ａ犇犗犐：１０．３９６９／ｊ

．ｉｓｓｎ．１００１１７４９．２０２１．０６．１２０　引言

在海洋磁力测量中，磁力日变影响是海洋磁力测量的最主要误差源。但在深远海区域进行磁力测量时，工区远离陆地，无法架设陆地磁力日变站，

海洋磁力测量技术应用及发展现状

一、引言

海洋是地球最广阔的区域，占地球表面积的71％，目前海底还有95％的未知世界。21世纪是海洋世纪，着力打造“向海经济”，搞好“21世纪海上丝绸之路”，发展海洋磁力测量技术是海洋测量技术的重要组成部分。

海洋磁力测量技术是认识和开发海洋的重要手段，海洋磁场信息是海战场环境信息建设的重要组成部分，也是地球物理场和海洋地质科学研究的主要内容之一。海洋磁力测量的对象主要是地磁场或地磁异常场。地磁场是随时间和空间而变化的矢量场，海洋磁力测量技术属于弱磁场探测技术，海洋磁力测量的任务就是通过各种手段获取海洋区域地磁

场的分布和变化特征，为进一步研究、解释和应用海洋磁力信息提供基础数据支撑。

海洋磁力测量在军事领域和民用领域都有广泛应用，高精度的海洋磁场信息可为地震监测与研究、海底地质研究、海洋矿产资源勘探、海洋沉船打捞搜救、海洋油线管道调查、水下磁性目标探测、导弹地磁匹配导航、水下潜器自主导航等方面提供重要的基础资料。

海洋磁力测量技术涉及到磁力仪传感器技术磁场测量

数据的采集、磁力测量信息的处理、磁场模型的建立以及磁力成果与应用需求的结合等多方面的问题。当前我国海洋磁力测量技术处在发展阶段，我国海域和部分重要海区精密海洋磁力测量，还是以船载地磁总场测量为主，航空磁力测量为辅。磁场信息获取手段不完备、测量平台效率低、测量要素不齐全、测量区域覆盖不全等问题普遍存在。本文结合海洋磁力测量技术在海洋工程和军事方面的应用需求，对海洋磁力测量技术发展现状进行了评估对发展前景进行了展望。

海底障碍物探测技术

柴海斌;覃继;吕邦来

【摘要】从障碍物探测的方法原理、基本状况、应用实例效果等方面分析目前国

内外常用的海底障碍物探测技术方法,探讨各种方法的优缺点及适用条件,总结海底

障碍物探测现状及发展趋势.

【期刊名称】《水运工程》

【年(卷),期】2013(000)007

【总页数】4页(P104-107)

【关键词】海底障碍物;多波束测深;侧扫声纳;海洋磁力;浅地层剖面;人工探摸

【作者】柴海斌;覃继;吕邦来

【作者单位】中交第四航务工程勘察设计院有限公司,广东广州510230;中交第四

航务工程勘察设计院有限公司,广东广州510230;中交第四航务工程勘察设计院有

限公司,广东广州510230

【正文语种】中文

【中图分类】P412

随着海洋的开发利用,海域工程呈现出日益增多的趋势,石油天然气开采、管线铺设、航道开挖、码头、桥梁、人工岛等建筑物的建造，都要求摸清工程区域内的海底障碍物，这就需要在工程区域内进行海底障碍物探测。目前障碍物探测的手段主要有多波束测深、侧扫声纳、海洋磁测、浅地层剖面法、拖底扫海及人工探摸等。目前

任何单一的海底障碍物探测技术都存在其固有的局限性，而无法达到准确摸清障碍物存在形态的目的。因此，多种探测手段综合应用成为解决这一问题的一个有效途径。

本文根据一些障碍物探测实例，结合国内外障碍物探测的经验，探讨海底障碍物的地球物理探测技术。

1 障碍物探测方法

1.1 多波束测深

多波束测深是可同时获得舰船航迹的垂直面内数十个深度值的回声测深系统,具有

覆盖宽度大、水深密度大的特点，平面位置准确合理，发现目标能力强，主要用于海底地形测量、扫海测量及海上施工的测量。在障碍物探测领域主要用于在较大范围内探测海底面以上的礁石、沉船等。多波束测深不足是仪器安装调试较复杂，只适合探测范围较广阔的区域。图1为多波束测深示意图。

磁力仪用途的介绍

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磁力仪用途的介绍

磁力仪用途的介绍磁力仪就是通过磁敏传感器测量磁场并记录的一种磁法勘测设备。

磁敏传感器是对磁场敏感的元器件，具有把磁学物理量转换为电信号的功能。

它在地学领域中主要是用来测量地磁参量，供地球物理研究和找矿勘探使用。

目前，常用与地学领域中的磁敏传感器主要有质子旋进式磁敏传感器，光泵式磁敏传感器， SQUID（超导量子干涉器）磁敏传感器，磁通门式磁敏传感器，感应式磁敏传感器，半导体磁敏传感器，机械式磁敏传感器等。

应用不同的磁敏传感器所制造出来的磁力仪也分很多种，目前市场上应用比较广的主要有这么 3 种：

1. 三分量磁力仪：

它是应用磁通门式磁敏传感器研制的，这种磁力仪能够检测 3 个磁场分量和总磁场值，它既可以完成地面的磁法测量，也可以采集矿井下的磁法数据，测量结果精确，但其测量速度较慢，工作效率不高，一般应用在一些复杂的磁场勘探中，如磁偏角，磁倾角的测量，野外找矿一般较少用到。

2. 质子磁力仪：

质子旋进式磁敏传感器是利用质子在地磁场中的旋进现象，根

1/ 6

据磁共振原理研制成功的，用这种传感器制作的测磁仪器，在国内外均得到广泛应用。

由于其轻巧耐用，操作简单方便，工作效率高，测量精度高，稳定性好。

在野外探矿所表现出的优越的性能，所以各种功能的质子磁力仪应运而生，质子梯度磁力仪，高精度质子磁力仪，甚低频磁力仪，步行磁力仪等应用到找矿的各个领域，是地质工作者最好的找矿帮手。

基于小型无人艇的海洋磁力测量精度评价

发布时间：2022-06-23T03:24:10.256Z 来源：《科学与技术》2022年第2月4期（下）作者：陈钊辉[导读] 海洋磁力测量在军事和民用领域具有广泛的应用，高精度的海洋磁场信息可以为海底科学研究、资源勘探、地磁导航及海洋战场环境建设提供基础信息陈钊辉

天津滨海概念人力资源有限公司天津市 300000摘要：海洋磁力测量在军事和民用领域具有广泛的应用，高精度的海洋磁场信息可以为海底科学研究、资源勘探、地磁导航及海洋战场环境建设提供基础信息。传统高精度海洋磁力测量多是利用大型测量船拖曳磁力仪进行走航式测量，但这种测量方式往往作业效率低、测量成本高且无法实现近海岸、岛礁附近等复杂海域的磁力测量;随着海洋自主无人移动平台技术的发展，利用自主无人平台搭载磁力仪进

行海洋磁力测量，成为海洋磁力测量提高效率、降低成本、实现复杂海域磁力测量的新选择。

关键词：小型无人艇；海洋磁力测量；精度评价；引言

海洋磁力测量技术是认识和开发海洋的重要手段，海洋磁场信息是海战场环境信息建设的重要组成部分，也是地球物理场和海洋地质科学研究的主要内容之一。海洋磁力测量的对象主要是地磁场或地磁异常场。地磁场是随时间和空间变化的矢量场，海洋磁测技术属于弱磁场检测技术，海洋磁测的任务是通过各种手段获得海洋地区地磁场的分布和变化特征。为海洋磁性信息的进一步研究、解释和应用提供基本数据支持。1船载海洋磁力测量系统介绍开发的灾害量磁力测量系统主要包括质子磁力仪、磁干扰补偿系统、数据终端、上位机、GNSS天线、结构工作服、连接电缆等。海视用小型无人艇主体结构材料是铝合金，排水量3吨，舰长7.5米，饮用水深度0.5米，最大速度20kn。驾驶方式可以在无人驾驶和人流模式之间切换，如果使用无人驾驶模式，可以通过远程举报站发送控制指令。这次海上测量使用了无人驾驶模式，远程指控站设在另一艘保障母舰上。其中质子磁力仪通过1.3米长的无磁性支撑杆安装在船上，其目的是避免磁力仪受到船内部电子设备产生的漂移磁场的干扰。支撑杆的长度不能太长。否则，质子磁力仪会随着无人船的晃动形成过大的动态范围，从而影响质子磁力仪的信号质量。干扰补偿系统安装在船甲板上，可以测量载体的姿态信息和载体系统下的磁场分量信息，该信息用于补偿地磁整体场信息的载体磁干扰成分。数据终端被放置在船舱中，以收集和处理各设备的信息。主机计算机用于实时显示和存储测量信息。2海洋磁力测量技术的应用 2.1在海底光缆铺设中的应用

经验交流▏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。

表1 G－882G型海洋磁力仪和其他海洋磁力仪对比分析

型号G877 Overhauser G882G

工作原理标准质子旋进质子旋进铯光泵

分辨率0.1 0.001 0.001

灵敏度0.1～3Hz 0.01 0.01～1Hz

绝对精度＜1 0.2 ±2

梯度容忍度－＞1000 ＞20000

死区无无0～15,75～90

进向误差±1无±0.5

温度漂移－无0.05

耗电48～64 1～3 150

采样速度0.1～3 0.1～4 0.1～10

海洋重磁勘探仪器简介

（）新增额定耐压深度达４０ｐｉ２５ｍ；６０ｓ约０Ｏ７（）业内最高的灵敏度—— 内置式Ｃ一２１７Ｍ２小型计数器可达到００４ＴＨｚＲＭＳ；．０／（ｎ）
２Ｇ一８２型海洋磁力仪８
的方式显示。
（）新式简便、３快捷的双拖挂方式，只需移动一
个不锈钢插销的位置，可根据需要选择从拖鱼头即上或拖鱼的重心点上拖挂拖鱼；
（）新型内置式Ｃ一２１计数器，４Ｍ２内含闪存，可保存用户设置的参数；（）新增测深仪／度计选项；５高
储藏温度额定功率
一３ ℃ ～５ ℃ ０Ｏ平均２０，大４０４Ｗ最５Ｗ
１２Ｌ＆ＲＳ Ⅱ型海洋重力仪软硬件功能．一
相对于老型号仪器，一代仪器在传感器方面新
还有一项重大改进，即加热器改为在高频下对传感器进行均衡加热。仪器的数据测量是测摆运移速率，杆无需调零；摆与锁摆采用全自动电路操杠开作。仪器采用Ｐ１４工业计算机（图２控制整个Ｃ０见）

磁探仪反潜原理

一、引言

在当今海洋安全形势严峻的背景下，反潜作战成为各国海军的重要任务之一。而磁探仪作为反潜作战中的重要装备，起到了至关重要的作用。本文将从人类的视角出发，详细介绍磁探仪反潜原理，以期帮助读者更加深入了解这一技术的奥秘。

二、磁探仪的基本原理

磁探仪是一种利用磁性物质的磁性特性来探测潜艇的装备。其基本原理是通过感应潜艇产生的磁场来实现探测。潜艇在航行过程中会产生一定的磁场，这是由于潜艇内部的电子设备和船体材料中的铁磁性物质所产生的。磁探仪通过测量这一磁场的变化，从而判断潜艇的存在与否。

三、磁探仪的工作过程

1. 磁场探测：磁探仪通过感应线圈接收潜艇产生的磁场信号。感应线圈的设计使其能够最大程度地接收到潜艇磁场的变化，并将其转化为电信号。

2. 信号处理：磁探仪将感应到的电信号经过放大、滤波等处理，以提高信号的可靠性和准确性。同时，为了排除其他磁场的干扰，磁探仪还会对信号进行进一步的处理和分析。

3. 数据解读：经过信号处理后得到的数据将被传输到控制中心进行

解读。控制中心根据接收到的数据，通过算法和模型来判断潜艇的位置、方向和速度等信息。

四、磁探仪的优势与局限

1. 优势：

（1）隐蔽性高：磁探仪是一种被动探测装备，不会主动暴露自身位置，降低了被敌方察觉的概率。

（2）适应性强：磁探仪可以在各种海况下进行工作，对海洋环境的影响较小。

（3）成本相对较低：与其他反潜装备相比，磁探仪的制造和维护成本相对较低。

2. 局限：

（1）受环境影响：磁探仪在海洋环境中，受到地磁场和海水电导率等因素的影响，使得探测结果存在一定的误差。

地磁测量原理及海洋磁力仪应用

海洋磁力仪工作原理及应用
劳雷工业公司 2014年4月
内容提要
1.地磁测量基础
1.1 地磁场及其要素 1.2 地磁场分布和变化规律 1.3 地磁场测量表示
2.海洋磁力仪工作原理和应用
2.1 海洋磁力仪光泵技术原理 2.2 G882海洋磁力仪 2.3 海洋磁力仪磁测实例 2.4 数据采集和典型异常体解释
• 中纬度地区
• 赤道地区
典型的磁日变图
磁暴
• 不规则的短期的剧烈变化
典型的磁暴图
地磁场的微脉动
典型的地磁场微脉动图
内容提要
1.地磁测量基础
1.1 地磁场及其要素 1.2 地磁场分布和变化规律 1.3 地磁场测量表示
2.海洋磁力仪工作原理和应用
2.1 海洋磁力仪光泵技术原理 2.2 G882海洋磁力仪 2.3 海洋磁力仪磁测实例 2.4 数据采集和典型异常体解释
3.附录（用户名单）
内容提要
1.地磁测量基础
1.1 地磁场及其要素 1.2 地磁场分布和变化规律 1.3 地磁场测量表示
2.海洋磁力仪工作原理和应用
2.1 海洋磁力仪光泵技术原理 2.2 G882海洋磁力仪 2.3 海洋磁力仪磁测实例 2.4 数据采集和典型异常体解释
3.附录（用户名单）
地球的磁场模型
内容提要
1.地磁测量基础
1.1 地磁场及其要素 1.2 地磁场分布和变化规律 1.3 地磁场测量表示

水下磁异常探测

文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-

基于水下磁异常的潜艇探测技术

0引言

目前以声响讯号探测水面下的人造物体成为运用最广泛的手段。但由于复杂的海洋环境，声纳探测的灵敏度受到一定的限制，同时，声纳探测还有自身的诸如“声影区”的局限，探测海洋中的运动物体（如潜艇）和海洋资源，非声探测技术将发挥重要的作用，其中水下磁场探测技术是一种基于磁异信号的目标探测技术，是近年来随着磁传感器的测量精度不断提高而新兴的一种目标磁探测技术。虽然电磁波在水中衰减的速率非常的高，但随着减声降噪技术的发展，磁测量定位可以准确地推算出磁体与探头之间的相对位置，获得磁体在不同的位置下准确的磁场信息，磁探测技术被广泛地应用于军事设施上可以定位侵入防护区域的磁性目标（坦克，潜水艇，导弹等）的探测。因此，开展水下目标磁探测研究，根据水下大型目标磁场的远场分布特征，建立目标磁场分布的探测模型，对水下大型目标进行远程探测，迅速准确地判断出目标物的类型，并进一步对其进行定向与定位，已成为在现代海战中取得决胜的关键性因素。

1水下目标磁异常探测原理

磁探测技术是各种非声探测中发展较早、技术较成熟的一种探测方法，与声纳技术相比具有识别能力高、运行时间短、定位精度高及成本低等优点。海洋磁探测是搜索水下磁性体最有效的手段之一，这些磁性体产生的感应磁场叠加在海洋磁背景场之上，会导致海洋磁背景场明显

畸变，会改变所在位置周围空间的地磁场分布，从而产生磁场异常信号，通过测试和处理磁异信号，可以得到反映磁性目标的探测信息，其物理基础为：含有铁磁性物质的物体会改变所在位置周围空间的地磁场分布，从而产生磁场异常信号，其原理如图1所示。

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试析海洋磁力仪的应用

摘要:目前来说,磁力仪分为质子旋进式与光泵式两种基本类型,本文就围绕着质子旋进式与光泵式两种海洋磁力仪对其应用展开了探讨,并且对质子旋进式海洋磁力的一个发展分支——Sea Spy磁力仪的原理及应用进行了介绍,最后,对海洋磁力仪的其他应用做了简要概述。

关键词:质子旋进式光泵式Sea Spy

人们在早期的生产实践活动中就已经对地磁场有了初步的认识,磁力线是从地球的北极出发一直延伸到地球的南极的,随着时间的推移,科技在不断进步,磁力仪的种类发展越来越来多。众所周知,磁法勘测在海洋地理调查中起着至关重要的作用,所以海洋磁力仪的普及使用也在海洋调查中大面积开展起来。

1 海洋磁力仪的原理与应用

在被大家熟知每一片地球区域,相关磁力场都是有规律的存在与分布着的。某一区域的的磁力场如果受到外界铁质物体的入侵,则这个磁力场将会受到铁质物体在磁力场中产生的相对于本磁力场的外力作用,从而对该磁力场造成干扰。这些外力干扰基本上都是存在于这个入侵的铁质物体的周围的。磁力在磁场中的相关应用可以帮助工作人员测量出某个地球区域的磁场强度,如果磁场受到外来入侵,导致了场强变化,放置在其中的磁力仪也会相应地改变磁力数值,由于能够

改变磁力场的物质都是铁磁物质构成的,所以磁力仪能够勘测出任何会使磁力场发生改变的物体,同样,磁力仪的使用能够满足人们的应用需要。海洋磁力仪就是测量地球磁力场强度的一款精度很高的测量设备。磁力仪的两种基本类型分为质子旋进式与光泵式两种,Sea Spy磁力仪是质子旋进式的一个发展分支,它也属于质子旋进式。

1.1 质子旋进式磁力仪

标准质子旋进式磁力仪是将少量附有氢原子核的液体,比如说甲醇或者煤油之类的,装入其传感器中。在这些液体中,除了氢原子核能够显示较为微弱的磁矩,其的自旋磁矩并没有被抵消,液体中的其他分子的自旋、电子轨道以及原子核自选的所有相关磁矩都被成对地进行了彼此抵消。氢原子在外磁场强度为零值时的磁矩取向是任意无规则的。

当传感器中富含氢原子的液体周围被附加上了由线圈产生的强大的人造磁场,则这个然早磁场会引起液体中的大量质子向同一方向自旋,并且这些质子的排列方向都是定向地以人造磁场方向为自旋轴进行排列的。一旦这种人造磁场消失,就会发生质子旋进现象,具体表现为氢原子在地磁场力与其的原本持有的自旋惯性的相互作用下以同样的相位往磁场方向旋进。

在质子旋进的初期阶段,由于质子的相位相同,通过其磁性的宏观显示,质子有周期性在容器外的线圈进行切割,从而发出相应地电感应

的信号,切割频率与其的旋进频率是大体相同的。但是热搅动会引起进动一致性的降低,这就会使得电感应信号也随之发生很大的改变,具体表现为电感应信号的急剧下降,所以,要在衰变钱的0.5s也就是心噪值较高时来对质子的旋进频率进行详细具体的测量。然后通过对旋进信号的频率测量结果的出地磁场的场强大小。

1.2 Sea Spy磁力仪

Sea Spy磁力仪作为质子旋进式磁力仪的发展与延伸,虽然它也是以质子自旋共振原理为基础的,但是其较质子旋进磁力来说还是做了相当大的改进的。Sea Spy磁力仪的相关效应是通过电子-质子的偶合现象达到质子极化这一目标的,这是Sea Spy磁力仪与质子旋进最大的不同之处。Sea Spy磁力仪是将一种经过特殊处理的富含着带有一个游离电子的放射性原子的相应的化学试剂添加到富质子液体当中。其中的游离电子在暴露于某种特定的跃迁能级较低的低频射线中被有效地激发,它将自己的能量就近传给相近的质子,但是并不辐射出射线来释放相关能量,这样在对质子的极化时就不需要施加过于强大的人造磁场。

Sea Spy磁力仪最大输出信号是由相关的化学试剂来决定的,其预输入传感器的能量并无太大关系。所以,只使用l～2W的能量磁力仪传感器就能够清楚产生相关的强大进动信号,这是标准的质子磁力仪则即使耗费上千瓦的能量也无法匹敌的,Sea Spy磁力仪很大程度上提高了质子磁力仪的可用信息量,相比于标准的,其的采样频率是相当高

的。Sea Spy磁力仪拥有着标准质子磁力仪同样的优良精确特性,其也具有很强的长期稳定性,所以,Sea Spy磁力仪作为质子磁力仪的扩展与延伸,其更具灵敏度,对电能的节约也是很明显,带宽更大。

1.3 光泵磁力仪

光泵磁力仪是在20世纪中期出现的的新型磁力仪器,其可以进行连续观测,对周围磁场的梯度要求不是特别严格,不需要具体定向,无零点漂移而且灵敏度是十分高的。光泵磁力仪在接通传感器的电源后,磁力仪射灯振荡器的RP功率会逐渐增强至整个射灯都开始发光,而后降低振荡器的相应功率,使其光线可进行调控,吸收室由于强光的照射温度会逐渐变高,使得铯原子发生物理变化,气化成蒸汽。

在以上过程中,相应光线会经过一个透镜变成平行光线,而后经过滤波器,产生具有特定波长的光线,然后再通过偏振镜使得其产生极化方向相反的两束光线,让其射向吸收室,这两束光线分别通过吸收室中的两个被看做独立的的分室中的,光线在通过吸收室后,再经过其中第二个透镜使其聚焦在相应地光敏元件上,最后通过检测光电流的变化放大取得地磁场强的最终测定。

2 海洋磁力仪的其他应用

海洋磁力仪的操作实际上是非常简单的,磁力仪一般经过基本测

试后,在以后几个月内的实际使用中都不需要做大的调整,不过在每次的船上作业前还是建议检修海洋磁力仪,确保机器的正常运转,在航海船只受地域以及风浪影响的时候,经常会出现船上铁制品的客观遗失,在样的情况下就可以应用海洋磁力仪,其可以发挥很大的作用。

综上可知,海洋磁力仪作为海洋工程中的重要勘测工作,因其精度高、准度好,深度跨度大优良特点,越来越广泛地应用在海洋工程磁力勘测工作中,为航海事业的发展推波助澜。

参考文献

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