SeaSPY海洋磁力仪
2005-海洋磁力仪的原理与技术指标对比分析-《海洋科学》
实验与技术EXPERIM EN T&TECHNOLO GY 海洋磁力仪的原理与技术指标对比分析裴彦良1,2,梁瑞才1,2,刘晨光1,2,韩国忠1,2,李正光1,2(1.国家海洋局第一海洋研究所,山东青岛266061;2.海洋沉积与环境地质国家海洋局重点实验室,山东青岛266061)摘要:针对现今世界市场上海洋磁力仪产品型号较多、技术指标复杂、应用范围不尽相同,产品的选用存在一定困难等问题,分别介绍了3种不同类型的磁力仪的工作原理,具体对比分析了各种磁力仪的技术指标,并简单介绍了磁力仪的应用及梯度仪组合方式。
结果表明标准质子旋进式海洋磁力仪灵敏度较低,存在进向误差,但无死区,价格最为低廉,适合于对灵敏度要求不高的工程和科研地球物理调查。
Overhauser海洋磁力仪的灵敏度高,无进向误差,无死区,价格便宜,适合于大多数工程和科研地球物理调查。
光泵式海洋磁力仪灵敏度和采样率最高,梯度容忍度最大,但存在死区和进向误差问题,适用于高精度的海洋磁力梯度调查和航空磁力调查。
分析结果显示:各种类型的磁力仪各有优势,具体选用应以具体情况而定。
关键词:海洋磁力仪;梯度仪;质子旋进;Overhauser海洋磁力仪;光泵;技术指标中图分类号:P318.63 文献标识码:A 文章编号:100023096(2005)1220004205 磁法勘察一直是地球物理调查的重要内容,特别是在海洋地球物理调查中,由于海上地震勘察耗资巨大,大面积地震调查比较困难,所以磁法勘察就更为重要。
世界各国对海洋调查越来越重视,磁法勘察仪器也得以快速发展。
磁力仪按工作原理可以分为质子旋进式、欧弗豪塞(Overhauser)式和光泵式等3种不同类型。
经过几十年的发展,海洋磁力仪在灵敏度、分辨率和精度等方面有了很大提高,并出现了多种类型的海洋磁力梯度仪。
现在生产磁力仪的厂家主要有中国船舶重工集团公司第七研究院第七一五研究所,美国GEOM ETRICS公司,加拿大Marine Magnetics公司,加拿大GEM System公司和法国G eomag SARL公司等,这些公司分别侧重于生产和研发其中一种或两种类型的磁力仪并各具特色。
浅谈磁力仪结合多波束测深系统寻找海底金属障碍物的应用技术
NAVIGATION航海22Marine Technology 航海技术0 引 言在寻找海底金属障碍物时，一般只清楚其所在的大致区域，其确切的位置需要通过测量手段获取，以便于标记或者打捞。
磁力仪能准确探测铁磁物质所引起的磁异常，且不受空气、水、泥沙等介质的影响，灵敏度高，可有效感知海底金属障碍物，快速缩小障碍物的搜索范围，但受其测量方法影响，无法准确获知障碍物的位置。
利用多波束测深系统的水深全覆盖特点，对磁力异常区域进行扫测，将扫测数据建立格网形成三维模型，在三维模型上寻找异常点并标记位置，从而获取海底金属障碍物的准确位置。
1 系统构成磁力仪主要有拖鱼、控制器和定位系统构成，拖鱼内置姿态、方位等传感器，测量过程中可以实时了解拖鱼的方向、入水深度等参数。
多波束测深系统由探头、定位系统、光纤罗经（提供姿态和艏向）、声速剖面仪、控制器和高性能计算机构成。
2 作业流程首先，利用磁力仪对存在海底障碍物的区域进行磁力值探测，探测完成后，利用HYPACK 软件进行磁力值的色彩分区显示，在此基础上进行磁力异常区域的标记；其次，利用多波束测深系统进行磁力异常区域的扫测，并在扫测的数据基础上构建三维模型，在三维模型上寻找异常点并标记出准确位置；最后，结合两者的数据综合判断障碍物的形状大小和位置。
3 实例应用3.1 控制点比对测量前必须在控制点上进行GNSS 接收机的比对，比对差值须满足测量规范要求。
海底金属障碍物的应用技术王文静 董 慧（东海航海保障中心上海海事测绘中心，上海 200090）摘 要：磁力仪能准确探测铁磁物质所引起的磁异常，且不受空气、水、泥沙等介质的影响，但由于其采用拖曳式测量，灵敏度高但定位精度较差。
多波束测深系统测量过程中形成多个波束，可同时获得上百个水深点，实现水下地形的全覆盖测量，定位精度高但分辨率一般。
结合磁力仪和多波束测深系统的特点，综合应用于海底金属障碍物的精确定位。
应用结果表明，两者结合使用，大大提高了海底金属障碍物的判读和定位的准确性，证明该方法具有一定的可行性。
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 12 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 2032 2 ( ) z x, y = a+ ax + ay + ax y + ax+ ay 0 1 2345 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 ,然而海洋磁场本身却是( ) 由 1 式依据最小二乘原则可以求得拟合系数连续的 ,因此 ,根据观测的离散数据寻找磁场的解析a、a、a、a、a、a, 即可得到曲面方程。
然后依据曲 0 1 2 3 4 5 表达式一直在不断研究探索。
将离散的磁异常值表面方程可求得任一未知点处的逼近值。
示成解析形式 ,便于利用计算机仿真技术模拟海洋[ 3 ]磁场的变化形态 ,反映测区的总体特征。
海洋磁力仪拖体入水深度试验与分析
3 拖体入水深度计算模型
分析表 1 试 验 数 据 可 知，当 拖 缆 长 度 为 50m 时，拖体入水深度为 6m； 而当拖缆长度为 100m 时， 拖体入水深度不是成比例的 12m。根据表 2 试验数 据计算拖缆倾角可知，在不同的拖体入水深度，拖缆 倾角 θ 不相同： 当入水深度为 6m 时，sinθ = 0. 12； 当 拖体入水深度为 10m 时，sinθ = 0. 10。根据以上分 析可以推测，拖缆的空间形状见图 3，即在水的强大 冲击下，拖缆产生明显的向上拉力，拖缆越长，拖缆 产生的向上拉力越大，另外随着海水深度增加，拖体 受到的浮力也相应增加，在二者的共同作用下，拖体 更加难以下沉［10］。
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 5 拖体入水深度计算结果（ 配重 100kg）
G（ kg）
100 100 100
V（ kn）
5. 0 5. 0 5. 0
L（ m）
90 100 110
拖体入水深度 计算值（ m） 18. 72 20. 00 21. 12
当拖缆太长时操船难度增加，拖体定位精度降 低，为尽量缩短拖缆长度，只能适当降低船速。不妨 把船速设置为 4kn，这是一般小型渔船（ 排水量 20t 左右） 磁探测作业时所能承受的最小船速，根据文 中导出的拖体入水深度计算公式，计算结果见表 6， 从中可知拖缆长度需要达到 80m。
武汉大学测绘学院现代海洋学第10章--海洋磁力测量
某地某个地磁要素的年变率 就是这个地磁要素年平均值的逐 年变化。 利用相隔几年某两个日期的 地磁观测值之差，除以由相隔的 天数所换算的年数，就可以求出 1975年世界地磁场垂直强度等值线图 相应的平均年变率。 把某年各个地磁台站和各个地磁测点的某个地磁要素 的平均年变率标注在地图上,并且画出一系列的等值线,这 种年变率等值线图就称为某年世界某地的地磁要素等变线 图或长期变化图。 等变线图的一个显著特点是等变线围绕着几个中心分 布，地面被划分为几个区域，其长期变化值有的为正，有 的为负。这些中心称为地磁场长期变化中心或焦点。
利用高斯系数把地磁场分解为偶极子磁场和非偶 极子磁场两个部分。利用不同年代的高斯系数可以研 究偶极子磁场和非偶极子磁场的长期变化。
地球磁矩在过去4000年间的变化
地球磁场不仅存在长周期变化，还存在短周期变 化。长期变化来源于地球内部的物质运动，而短期变 化来源于电离层的潮汐运动和太阳活动的变化。
10．4 海洋磁力测量仪器
上述这种把磁位展成球函数级数的方法一般称为球谐分析。 从这些分析计算得出这样一个基本事实：6～8阶的全部系数是 急剧减小的，之后就变为缓慢地减小并出现一些振荡，但是一 直到23阶为止，没有一个系数是明显增大的。因此绝大多数的 现代球谐分析，都是把级数限制在8～10阶(即80～120个系数)。 另外。前述的级数展开仅考虑了地磁场作为内源场的情况，实 际分析时，还应考虑外源场的影响。
10．3 地磁场的结构及其变化
地球总磁场是由两种性质不同的磁场组成，即稳定磁 场 和变化磁场 。 稳定磁场是地磁场的主要成分。变化磁场很小，只 有地磁场总强度的2％～4％，最大的变化磁场是磁暴 。
上式中， 是地球内源场， 是外源场地磁场，地球的稳定磁场 主要起源于内部磁源。变化磁场主要源于外源部分。
磁法勘探(1-3)
4、铁磁性物质 （1）磁滞回线； （2）剩余磁化强度Jr。
5、居里温度
据实验资料表明：介质的磁化串和温 度之 间有如图所示的关系曲线，从图 可见，磁化率随着温度的增加而增大， 当温度达到一定值时，磁化率急剧下降， 直至到零，这时的温度称为居里点。 利用这一性质可以求地壳的磁性下界面， 了解地壳的地温变化。
岩浆岩风比后，其中磁性矿物颗粒在沉积过程中受当时地磁场作用定向排列而 成，是沉积岩剩磁的主要生成方式。
3．化学剩磁
岩石形成后，在温度远低于居里点的情况下，受到化学作用产生的铁磁性物质在 当时地磁场作用下形成的。它是变质岩剩磁的主要生成方式。
4．等温剩磁
它是在正常温度下，岩石中的磁性物质受外磁场短期磁化形成的。
1、质子旋进现象
在溶液中氢的原子磁矩，在无外磁场作用时， 它们任意指向。 当氢溶液处于地磁场T中时，这些原子磁矩在 T的作用下，将各自沿着T的方向排列。 当在近于垂直地磁场T的方向施加约50奥斯特
4、磁学单位
（nT）
二、磁偶、磁矩和磁偶的磁场
1、磁偶
不管是条形磁铁或是磁针，都是具有正负磁荷的 两个磁极，它们是成对出现的，也就是说磁量相 等而符号相反的两个点磁极，总是共同出现的。 我们将成对出现的磁量相等而符号相反的两个点 磁极称之为磁偶。
2、磁矩
设有一磁量m，两极之间的距离为l的磁偶在均匀 磁场H中，则磁偶所受到的力偶矩为：M＝mlH， 显然这时如ml越大，则力偶矩M越大，可见ml 反映磁偶本身的特点，通常将这一物理量称之为 磁矩，它表示在单位外加磁场中，磁偶所受的最 大力矩，用M示：
普通物探
第二篇 磁法勘探
讲课教师 刘 展
前言
1、定义
磁法勘探是利用地壳内部各种岩(矿)石间的磁性差异所引起的磁异常来寻找有 用矿产，查明地下地质构造的一种地球物理勘探方法。
海洋磁力测量技术应用及发展现状
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。
二、海洋磁力测量技术在海洋工程上的应用近年来随着海洋磁力测量相关技术的不断发展，技术越来越成熟，海洋磁力测量技术在民用领域应用范围越来越广。
比如，海洋磁力测量发现了海底条带状磁异常，为板块构造学说提供了重要依据。
海洋磁力测量技术在海洋工程开发上有广阔的空间。
（一）海底光缆铺设中的应用海洋磁力探测技术是通过探测海底线缆引起的地球磁场变化，从而实现对海缆的探测和定位。
不同方式地磁观测数据对磁测精度的影响分析
第37卷第5期2017年9月海洋测绘HYDROGRAPHIC SURVEYING AND CHARTINGVol. 37,No. 5Sep. ,2017DOI ： 10.3969/j.issn. 1671-3044.2017.05.004不同方式地磁观测数据对磁测精度的影响分析廖开训，徐行,王功祥，张向宇，王劲松，赵强(国土资源部海底矿产资源重点实验室,广州海洋地质调查局，广东广州510075)摘要：地磁日变改正数据的合理选取直接关系到海洋磁测的成果精度。
通过在南海南部海域布放的一个 4000m长的地磁观测潜标及同步开展的磁力测量,并在收集周边陆域地磁台站数据的基础上，对水体中获得的地 磁曰变观测数据和水面磁测数据进行综合分析和研究，得到几点认识:①浅水海域获得的日变观测数据用于海洋 磁测数据处理时，其测量准确度比深水海域的好，且与陆域地磁台站数据曲线的一致性要高;②船磁校正曲线是否 对称与地磁日变观测数据的合理选取密切相关;③在远海区磁测时，为确保详尽记录局部磁扰，建议海底地磁日变 观测站应布放于靠近工区、水深较浅的水体之中。
关键词：海洋磁测;地磁日变校正;船磁影响校正；日变观测;测量准确度中图分类号：P318.6+3 文献标志码： A 文章编号：1671-3044(2017)05-0022-041引言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〜21。
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》）规定了麵资料的整理方法，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]。
海洋重磁勘探仪器简介
２０１１年１０月 物 探 装 备第２１卷 第５期海洋重磁勘探仪器简介叶宇星＊ 冀连胜 刘天将（东方地球物理公司综合物化探处，河北涿州０７２７５０）摘 要叶宇星，冀连胜，刘天将．海洋重磁勘探仪器简介．物探装备，２０１１，２１（５）：３０８～３１２ 东方地球物理公司综合物化探事业部于２００４年、２００５年先后引进了先进的海洋重磁勘探仪器———Ｌ＆Ｒ Ｓ－Ⅱ型海洋重力仪和Ｇ－８８２型海洋磁力仪。
经过多年的实际应用与探索，目前已形成了较完善的海洋重磁勘探技术。
本文主要介绍Ｌ＆Ｒ Ｓ－Ⅱ重力仪及Ｇ－８８２磁力仪两套仪器的软硬件设备及使用、维护技术。
关键词 海洋勘探 Ｌ＆Ｒ Ｓ－Ⅱ重力仪 Ｇ－８８２磁力仪ＡＢＳＴＲＡＣＴＹｅ Ｙｕｘｉｎｇ，Ｊｉ Ｌｉａｎｓｈｅｎｇ ａｎｄ Ｌｉｕ Ｔｉａｎｊｉａｎｇ．Ｂｒｉｅｆ ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｍａｒｉｎｅ ｇｒａｖｉｔｙ ａｎｄ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ．ＥＧＰ，２０１１，２１（５）：３０８～３１２ Ｆｒｏｍ ２００４ｔｏ ２００５，ｔｈｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ Ｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｏｆ ＢＧＰ ｈａｄ ｐｕｒｃｈａｓｅｄ ｔｈｅ ｌａｔｅｓｔ ａｄ－ｖａｎｃｅｄ ｍａｒｉｎｅ ｇｒａｖｉｔｙ ａｎｄ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ｃａｌｌｅｄ Ｌ ＆Ｒ Ｓ－Ⅱｔｙｐｅ ｍａｒｉｎｅ ｇｒａｖｉｍｅｔｅｒ ａｎｄ Ｇ－８８２ｃｅｓｉｕｍ ｍａｒｉｎｅ ｍａｇｎｅｔｏｍｅｔｅｒ．Ａｆｔｅｒ ｍａｎｙ ｙｅａｒｓ ｏｆ ｆｉｅｌｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｔｈｉｓ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｈａｓ ａｃｑｕｉｒｅｄ ｂｅｔｔｅｒ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ｏｆｍａｒｉｎｅ ｇｒａｖｉｔｙ ａｎｄ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ ｔｈｅ ｈａｒｄｗａｒｅ ａｎｄ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｃｏｎｓｉｓｔａｎｔ ａｓｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｔｉｐｓ ａｎｄ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ａｂｏｕｔ ｔｈｉｓ ｔｙｐｅ ｏｆ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｍａｒｉｎｅ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ，Ｌ＆Ｒ Ｓ－Ⅱｔｙｐｅ ｍａｒｉｎｅ ｇｒａｖｉｍｅｔｅｒ，Ｇ－８８２ｃｅｓｉｕｍ ｍａｒｉｎｅ ｍａｇｎｅｔｏｍｅｔｅｒ 进入２１世纪，电子技术、计算机技术、新型材料及新型制造工艺都得到了迅猛发展。
SeaSpy海洋磁力仪可应用于任何海洋环境下
外, 径
1 cm (0.4 inches)
弯曲直径
16.5 cm (6.5 inches)
空气中的重量
122 g/m 82 lb/1,000 ft
水中的重量
34 g/m 23 lb/1000 ft
电缆封端
现场可更换
SeaSPY（船用磁力仪）
本产品该公司已经推出 10 年之久。其精度、坚固性、可靠性和多功能性等几个特点几乎说明 可公司所有的产品设计的共有性能。
RS232电缆 连接磁力仪及电脑
BOB 数据采集和可视化软件
可重复使用的铝制装运箱
装有所有上面提到的附件设备
选项 压力传感器 高度计 应答机 侧扫整合 甲板电缆 拖鱼电缆终端 自由转动的无线电缆轴
主要技术参数
绝对精度
0.1 nT
传感器灵敏度
0.01 nT
计数器灵敏度 分辨率 死角 航向错误 温度移动 功耗 时基稳定度 范围 梯度公差 抽样范围 外触发器 通信 供电 操作温度 拖鱼 拖鱼长度 拖鱼直径 拖鱼在空气中的重量 拖鱼在水中的重量
Explorer 磁力仪的系统组成:
Explorer 磁力仪包括； Overhauser 传感器； 电子模块用于 larmour 计数器； 捡漏器； 电源隔离器：电源隔离器是一个小型的、防水的铝制外壳设备，能够从源头电动地分离
电源供应，消除来自其他设备的干扰。它还能将 Explorer 的电源伏数调节为偶数+24 v
电缆由一个双绞线导线、一个 veteran 加强构件、水块和黄色的聚氨酯夹子。长度可按照客户要求而定。 隔离收发器
提供完整的 PC 和磁力仪之间的接口，它同时提供双向数字通信传输通道，它也可根据情况提供磁力仪的 电源。
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
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本文以G－882G型海洋磁力仪为例，分析了光泵磁力仪的工作原理，对G－882G型海洋磁力仪进行技术指标分析，并介绍其在海洋工程勘察中的应用。
一、G－882G型海洋磁力仪工作原理光泵磁力仪工作原理具体如图1所示。
根据图1发现光泵磁力仪的核心部件是含有碱金属蒸汽的容器。
光源产生之后通过透镜、滤镜和偏振片形成红外圆偏振光，红外圆偏振光在经过吸收室之后将所有的光束聚集在一个红外光检测仪器上。
海洋磁力仪的维护与常见故障处理
第28卷第1期2008年1月海 洋 测 绘HYDROGRAP H I C SURV E Y I N G AND CHART I NGV o l 128,N o 11Jan 1,2008收稿日期:2007-07-11;修回日期:2007-10-20作者简介:董庆亮(1972-),男,山东曲阜人,高级工程师,主要从事海洋测量数据后处理研究。
海洋磁力仪的维护与常见故障处理董庆亮1,刘雁春2,程友杰1,陈岳英1,潘 乐1,王韶玉1,刘宝强1(1191561部队,广东广州 510320;21海军大连舰艇学院海测工程系,辽宁大连 116018)摘要:以G-880G 海洋磁力仪为例,介绍了它的技术性能和测量中的注意事项,重点从海洋磁力测量的实际应用出发,论述了拖曳磁力仪测量中常见故障和解决的办法、水下仪器设备的保护和各种常见故障的避免。
这些措施和解决方案的运用很好地保护了磁力仪的相应部件,确保了海上测量作业的顺利进行。
关键词:海洋磁力测量;设备管理故障处理;海洋磁力仪中图分类号:P 716+18 文献标识码:B 文章编号:1671-3044(2008)01-0056-031 前 言海洋磁力测量主要有三种形式:在无磁性船上安装磁力仪器,用普通船只拖曳磁力仪,把海底磁力仪沉入海底进行测量。
一般使用质子旋进磁力仪和(铯)光泵式磁力仪,其测量方法简便、精度高、传感器不用定向,从而奠定了海上磁测的基础,使得海上磁力测量蓬勃发展。
目前航迹已遍布各大洋,尤其是在大陆架区,为发现和圈定大型含油气盆地作出了贡献;在各大洋区所发现的条带状磁异常十分壮观,为海底扩张说提供了依据。
在军事上海洋磁力测量主要为海上导航、武器装备使用提供海洋磁背景场数据。
目前进行的海洋磁力测量主要是用测量船拖曳磁力仪进行的。
为消除船体感应磁场和固定磁场对传感器的影响,测量中要加长磁力仪拖曳电缆长度,一般拖曳电缆长度应大于船长的三倍,并对拖曳电缆以及入水设备的水密性、牢固性提出了更高的要求。
常用特种海测设备技术参数
目录常用特种海测设备技术参数 (2)一、SIS1500侧扫声纳 (2)二、SEA SCAN侧扫声纳 (6)三、G-882磁力仪 (7)四、Seaspy磁力仪 (8)五、SVPLUS声速仪 (9)六、SVPLUS v2声速仪 (10)七、Pressure Sensor压力传感器 (10)八、DSM-10姿态传感器 (11)九、HS-500姿态传感器 (13)十、OCTANS光纤罗经 (13)十一、DPL275音频发射器 (14)十二、Aquadopp海流计 (14)十三、Sensors水位计 (16)十四、YSM610水位计 (17)十五、便携遥报式水位计 (17)常用特种海测设备技术参数一、SIS1500侧扫声纳处理器：Pentium III 600 MHz CPU,双通道C40数字信号处理板，高速、高分辨率图形处理器操作系统：M icrosoft Windows NT声呐数据17”在高分辨率的1280×1024视频监视器上进行完整显示：的声呐参数控制，显示和处理软件操作数据记录：5.2 Gbyte M.O.磁光盘驱动器。
硬拷贝：EPC-1086-0 热敏记录仪I/O接口：LPT1、LPT2并行接口；COM1、COM1、COM3串行接口。
侧扫声呐采集处理/回放软件包主要处Chirp信号匹配滤波处理；侧扫声呐数据采集处理和存储；理功能：倾斜距离校正；航速校正；自动TVG补偿；波束角和掠射角改正；空间卷集滤波；目标测量/存储；航迹覆盖显示；操作参数显示和实时镶嵌显示。
数据格式：Q-MIPS、XTF、SEG-Y定位导航：每一次扫测都和定位数据结合；可接收来自定位系统的NMEA 0183和XY座标数据。
标记：手动或自动打标(通过导航计算机控制打标)电源：87~264VAC (自适应); 47~64 Hz尺寸：30.5cm×51cm×45.7cm 所有部件可安装在19”标准导轨架上重量：25kgTTV-195 拖曳载体声呐换能器频率：190-210kHz Chirp声源级：226dB re 1μPa@1m波束宽度：0.5︒×55︒水下电子设置量程设置：25-500m垂直航迹 < 4.0cm分辨率：A/D分辨率：16位Sigma-Delta A/D转换器采样率：每通道48kHz电源：48-150VDC（300W）水下传感器姿态：纵摇、横摇和艏向传感器水温：外部水温0-35︒C深度：拖曳船深度传感器，温度补偿精确到满量程的0.25％拖曳载体材料：316号不锈钢重量：36kg尺寸：直径4.5英寸（11.4cm），长70英寸（178cm）安全装置：可断裂式尾翼，拖曳载体保险钢缆。
SeaLINK_软件操作手册
选择采样频率，开始采样。 8、查看信息栏
Signal Strength(信号强度): Excellent(非常好), Good（好）Acceptable（可以接 受） 。确保没有较高的磁场梯度出现（数据串后面有 G） 。 同时查看那深度数据是否正常。 9、在磁力数据上附加 GPS 数据
如 果 连 接 了 GPS 接 收 机 ， 点 击 工 具 栏 上 的 面 有 GPS 数 据 。 10 、 开 始 记 录 ，你会看到在每一个磁力数据串后
依次点击 File Preferences， 弹出参数设置对话框。
7.1 串口数据输入（Input Streams）
在磁力仪设定区（Magnetometer/Gradiometer Data ） ，SeaSPY 的默认波特率 是 9600bps。COM 口通常是 1。要根据实际连接的端口而定。 在 GPS 设定区（NMEA GPS ） ，GPS 接收机的波特率通常为 4800bps。
1、图表窗口显示实时数据或回放的数据。点击图表工具栏上的 按钮，可以 对曲线颜色、网格数量、网格大小等内容进行设置。 2、终端窗口滚动显示当前的控制命令、测量数据等信息，反映每一个指令的回 馈。 3、NMEA 窗口在终端窗口下方，将滚动显示 GPS 接收机的数据，点击 就
可以快捷的显示或关闭该窗口。 4、GPS 信息窗口在右侧，显示当前 GPS 的位置等信息。 5、信息栏显示的是当前是否记录数据、数据质量、鼠标光标所在位置的时间、 经纬度和数据值等。 七、初始设置
3、设置拖鱼时间
点击 按 钮 ，设 置 拖 鱼 和 PC 时 间 同 步 。或 点 击 按 钮 ，设 置 拖 鱼 和 GPS
时间同步。 如果同步成功，那么会提示成功对话框。
4、压力传感器调零 在每一次测量之前，压力传感器应当调零。 5、检查拖鱼状态
地磁测量原理及海洋磁力仪应用
理南北极不一致
地磁三要素
• 磁场强度 F • 地磁倾角 I • 地磁偏角 D
地磁偏角
• 东偏为正 • 西偏为负
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
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）
光泵原理 原子的能级及跃迁
• 电子在量子化的轨道（能级）上绕核运动
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
海洋磁力仪地磁测量基础
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
光泵磁力仪原理
光源
透镜
滤镜 偏振镜片
地磁场
光电管 透镜 H1 线圈
吸收室
• 先用光泵使所有电子处于同一能级 • H1线圈加拉莫频率的电磁场时，电子在塞曼磁次
G-881 海洋铯光泵磁力仪在海洋工作中的使用
G-881 海洋铯光泵磁力仪在海洋工作中的使用张永昭张清华(广东海事局海测大队)摘要：由于具有高分辨率和高采样率，并且易携带操作，磁力仪在许多兄弟单位已经被广泛应用，它在搜寻沉船、飞机、航标、水雷等各种铁磁性物体中发挥了极大的作用。
希望通过本文能够使磁力仪在大队应急扫测中发挥更大的作用。
关键词：磁场、铁磁性物体、磁异常、磁力线一、地球磁场简介地球磁场作为一个客观存在的物理场已经是被认可的事实。
地磁场存在两极最强，赤道最弱的特征：两极约为60,000nT，赤道约为30,000nT。
地球上的每一点的磁偏角不同：赤道为0°，两极为90°，南半球的磁偏角为正，北半球的磁偏角为负。
地磁场特征如图1所示：60,000nT 30,000nT 60,000Nt图1-地磁场特征但是在地球的某一局部，磁力线平行，磁偏角相同。
由于地壳岩石磁性差异和分布不均匀性所产生的磁场分布变化，或由被探测目标体与周围物质存在磁性差异而产生磁场分布变化的现象，即被称为磁异常。
铁磁性物体在外磁场感应下产生的感应磁化强度存在以下等式：I=KB其中I：感应磁场强度，矢量；K：感应磁化系数，标量；B：外磁场，矢量。
二、磁力仪简介磁力仪主要用来进行地磁场的调查或鉴别磁异常的地质现象。
通过对地磁场的调查，我们可以获得对所调查区域磁场情况的总的了解；而磁异常的测得又为进一步判别被探测体的属性提供第一手数据资料。
按应用范围，磁力仪可划分为陆地、航空和海洋三大类。
海洋磁力仪主要用于海洋灾害地质调查、构造成像以及地质填图等场合，利用原子的能级跃迁时所吸收的辐射光频率与外磁场成正比的原理实现磁场测量的。
G-881海洋铯光泵磁力仪将具有极高分辨率性能的铯蒸气技术组合到低成本、小型化的系统中，具有高灵敏度和高采样率的特征，主要针对在小型船只上作业的浅水调查。
G-881磁力仪尤其适合于探测和定位各种尺寸的铁磁性目标，如铁锚、铁链、电缆、管线、配重石块和其它零散的船只残骸、不同规格的军需品、飞机、引擎和其它具有磁性的目标。
海洋磁力仪的应用
试析海洋磁力仪的应用姜进胜摘要: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中图分类号:tp212．13 文献标识码:a 文章编号:1672-3791(2012)06(b)-0089-01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。