基于磁偶极子阵列模型的目标定位方法研究

1

作者 周海文 戴忠华 +2 位作者 张志强 徐馥芳 马明祥 《海洋测绘》 北大核心 2025年第4期30-36,共7页

针对近距离情况下的大尺度磁性目标定位问题,提出了一种基于磁偶极子阵列模型的目标定位方法。根据大尺度磁性目标的磁偶极子阵列模型和三轴磁传感器的观测输出,将磁性目标定位构建为多维参数的非线性函数寻优问题;将混沌初始化和随机... 针对近距离情况下的大尺度磁性目标定位问题,提出了一种基于磁偶极子阵列模型的目标定位方法。根据大尺度磁性目标的磁偶极子阵列模型和三轴磁传感器的观测输出,将磁性目标定位构建为多维参数的非线性函数寻优问题;将混沌初始化和随机变异融入经典粒子群算法框架设计了混合策略粒子群算法(hybrid strategy particle swarm optimization,HS-PSO),用于模型预设下的非线性目标函数寻优,并结合非线性目标函数寻优取值与目标模型匹配度之间的关系,构造了目标模型检测量,给出了目标模型参数确定与定位结果选择方法。仿真和目标模型定位试验表明,该方法能够有效实现大尺度磁性目标的高精度定位问题,位置平均相对均误差不大于6.37%、速度平均相对误差不大于0.22%、目标长度平均相对误差不大于13.43%。 展开更多

关键词 大尺度磁性目标 磁偶极子阵列模型 非线性函数寻优 混合策略粒子群算法 模型检测

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三种地磁日变值模拟方法比较分析 被引量：1

2

作者 张向宇 《物探化探计算技术》 2025年第1期124-131,共8页

距离陆地较远的海域因其超过陆地地磁台站有效控制范围,而投放海底地磁观测站又会出现无法获取数据的现象,使得远海海域磁测数据日变改正难度大,因此探讨如何在此情况下合理进行日变改正变得尤为重要。针对海洋磁力测量中地磁日变数据... 距离陆地较远的海域因其超过陆地地磁台站有效控制范围,而投放海底地磁观测站又会出现无法获取数据的现象,使得远海海域磁测数据日变改正难度大,因此探讨如何在此情况下合理进行日变改正变得尤为重要。针对海洋磁力测量中地磁日变数据缺失的问题,分别采用回归分析法、谐波分析法和CM4模型法三种方法进行地磁日变值数值模拟,并与实际采集的日变观测数据比较,发现以谐波分析法计算结果偏差最大,回归分析法计算结果偏差最小,且三种结果偏差大值均集中在磁扰发生时段,同时三种方法的适用条件各不相同。通过研究分析可知,对于远海海域使用三种模拟方法均可获得某位置处地磁日变值,但需要根据已收集地磁台站数据情况进行模拟方法选择。 展开更多

关键词 海洋磁力测量 日变改正 数值模拟 谐波分析 回归分析 CM模型

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船载地磁三分量数据的非同步误差及其校正

3

作者 樊新志 高金耀 +2 位作者 贺惠忠 郭一栋 周普志 《海洋测绘》 北大核心 2025年第1期11-15,共5页

为提高船载地磁三分量测量系统的测量精度,总结分析了国内外的研究进展,进行了“嘉庚”号科考船的实测实验,从理论和实践上详细分析了地磁三分量对船姿态变化的响应特性,揭示了它们之间波形同步起伏的规律性,从而证明实测记录数据存在... 为提高船载地磁三分量测量系统的测量精度,总结分析了国内外的研究进展,进行了“嘉庚”号科考船的实测实验,从理论和实践上详细分析了地磁三分量对船姿态变化的响应特性,揭示了它们之间波形同步起伏的规律性,从而证明实测记录数据存在地磁三分量与船姿态之间的非同步误差。通过对实测数据波形选取波峰波谷控制点进行同步配准和综合误差校正,处理后校正环的地磁北向、东向、垂向分量和总场的外符合均方根误差分别降低了2.89 nT、23.81 nT、145.03 nT和19.07 nT,处理后测网的地磁三分量合成总场内、外符合均方根误差达12.91 nT和18.85 nT。本文提出的同步配准和综合误差校正算法,有效提高了低成本海上船载地磁三分量测量数据的处理精度。 展开更多

关键词 海洋磁力测量 船载地磁三分量 惯导姿态 非同步误差 综合误差模型 同步配准

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基于半参数模型的海洋磁力测量系统误差补偿

4

作者 马晓宇 欧阳永忠 +2 位作者 周巨锁 李正元 汤民强 《海洋测绘》 CSCD 北大核心 2024年第4期6-11,共6页

针对海洋磁力测量系统误差补偿时所选系统误差模型补偿不充分的情况,引入半参数模型进行精化补偿。使用简化补偿模型进行测线系统误差滤波与推估时,加入表示模型误差的非参数分量,来弥补所选系统误差模型在描述实际系统误差变化时的不足... 针对海洋磁力测量系统误差补偿时所选系统误差模型补偿不充分的情况,引入半参数模型进行精化补偿。使用简化补偿模型进行测线系统误差滤波与推估时,加入表示模型误差的非参数分量,来弥补所选系统误差模型在描述实际系统误差变化时的不足,采用自然样条函数法和L曲线法确定正则矩阵和正则化参数,对半参数模型进行补偿最小二乘求解。实验分析表明,引入半参数模型后,测线网交叉点不符值接近于0,中误差达到0.001nT,测线网精度显著提高。采用Akaike信息量准则对不同补偿方法进一步评估发现,引入半参数模型后,补偿效果受所选系统误差模型的依赖程度明显降低,拓宽了不同系统误差模型的使用条件。 展开更多

关键词 海洋磁力测量 系统误差补偿 半参数模型 简化补偿模型 Akaike信息量准则

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一体式声磁综合探测系统设计与应用

5

作者 陈小冬 田宝帅 《海洋测绘》 CSCD 北大核心 2024年第1期8-11,共4页

准确获取海底光缆位置信息是影响海底油气田选址与设计的重要因素。针对现有装备难以在海底地貌调查的同时实现海底通信光缆调查的问题,以Klein 3000型侧扫声纳和SeaSPY磁力仪为基础,进行有机融合和适应性改造,形成同时具备声学成像和... 准确获取海底光缆位置信息是影响海底油气田选址与设计的重要因素。针对现有装备难以在海底地貌调查的同时实现海底通信光缆调查的问题,以Klein 3000型侧扫声纳和SeaSPY磁力仪为基础,进行有机融合和适应性改造,形成同时具备声学成像和磁力探测功能的一体式声磁综合探测系统。实际海上工程应用试验表明:该系统原理可行、运行稳定,极大提高了作业能力和工作效率,丰富了现有海底通信光缆和地层地貌调查的技术手段。 展开更多

关键词 海洋测绘 磁场测量 海底地貌调查 海洋工程勘察 声纳探测

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基于层次聚类分析的离散欧拉解质量控制方法 被引量：2

6

作者 卞光浪 翟国君 +1 位作者 张必彦 边刚 《海洋测绘》 CSCD 2019年第1期23-26,共4页

欧拉反褶积法采用滑动欧拉窗口方式求解场源相关信息,该处理方法的解算结果是一群离散欧拉解,如何对这些离散欧拉解进行质量控制已成为应用欧拉反褶积法的瓶颈问题。针对场源构造指数和深度变化规律,给出了发散解滤波模型,根据欧拉解空... 欧拉反褶积法采用滑动欧拉窗口方式求解场源相关信息,该处理方法的解算结果是一群离散欧拉解,如何对这些离散欧拉解进行质量控制已成为应用欧拉反褶积法的瓶颈问题。针对场源构造指数和深度变化规律,给出了发散解滤波模型,根据欧拉解空间位置分布特点,提出了层次聚类分析方案对离散欧拉解进行质量控制。采用磁性球体和长方体模型仿真试验对所提方法应用效果进行了验证,实验结果表明:滤波措施能消除大部分无效离散欧拉解,结合层次聚类分析方案,实现了场源参数准确确定。 展开更多

关键词 海洋磁力测量 磁性目标探测 欧拉反褶积法 层次聚类分析 离散欧拉解 质量控制

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海洋日变数据影响因素分析 被引量：3

7

作者 张瑶 孙丽影 周瑾 《海洋测绘》 CSCD 2019年第1期35-38,共4页

日变改正和船磁方位改正是影响海洋磁测数据精度的主要因素,而船磁改正又会受日变改正精度的影响,因此日变改正对于海洋磁力数据精度而言至关重要。主要研究海洋日变数据与陆地日变数据之间的关系,确定海洋日变数据的可靠性。通过计算... 日变改正和船磁方位改正是影响海洋磁测数据精度的主要因素,而船磁改正又会受日变改正精度的影响,因此日变改正对于海洋磁力数据精度而言至关重要。主要研究海洋日变数据与陆地日变数据之间的关系,确定海洋日变数据的可靠性。通过计算海洋日变数据随纬度和水深的变化率,并结合变化趋势、日均值等方面对数据进行分析,以期探索海洋日变与纬度、水深之间的关系,为海洋日变用于磁力日变改正奠定基础,从而提高海洋磁测数据精度。 展开更多

关键词 海洋磁力测量 日变改正 海洋日变站 水深影响 纬度影响

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基于小型无人艇的海洋磁力测量精度评价 被引量：3

8

作者 罗建刚 李海兵 +3 位作者 刘静晓 李海虎 罗骋 付碧波 《海洋测绘》 CSCD 北大核心 2022年第1期25-29,共5页

为了验证基于小型无人艇进行海上磁力测量的可行性,研制了船载海洋磁力测量系统,将其搭载于小型无人艇上,进行了海上磁力测量试验,在海上测量中获得了重复测线和交叉测线数据;对海上测量数据进行了处理,并按照相关规范和方法计算了重复... 为了验证基于小型无人艇进行海上磁力测量的可行性,研制了船载海洋磁力测量系统,将其搭载于小型无人艇上,进行了海上磁力测量试验,在海上测量中获得了重复测线和交叉测线数据;对海上测量数据进行了处理,并按照相关规范和方法计算了重复线和交叉点的内符合精度,计算结果显示两条重复线的内符合精度分别达到1.06 nT和1.71 nT,交叉点内符合精度达到1.89 nT,这一测量精度基本满足了相关规范对一、二级海洋磁力测量的精度要求;通过本次海上试验,验证了基于小型无人艇进行海上磁力测量的可行性,可为后续仪器系统研发和海上测量应用提供借鉴。 展开更多

关键词 海洋磁力测量 重复线数据 交叉点数据 精度评价 小型无人艇

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基于ExactBlackman窗函数的海底线缆磁法探测应用与分析 被引量：2

9

作者 彭聪 汤民强 +2 位作者 欧阳永忠 贺惠忠 王颖 《海洋测绘》 CSCD 北大核心 2023年第1期19-23,共5页

针对海洋作业环境复杂条件下海底线缆探测部分交越点处磁异常信号微弱,影响交越点坐标判读精度的问题,提出将ExactBlackman窗函数引入交越点磁法探测数据处理流程当中,给出了最佳的ExactBlackman窗函数输入参数范围,并基于实测海底线缆... 针对海洋作业环境复杂条件下海底线缆探测部分交越点处磁异常信号微弱,影响交越点坐标判读精度的问题,提出将ExactBlackman窗函数引入交越点磁法探测数据处理流程当中,给出了最佳的ExactBlackman窗函数输入参数范围,并基于实测海底线缆探测数据进行了比较分析。结果表明:与滑动平均滤波器的处理方法相比,ExactBlackman窗函数具有幅值识别精度高、分离磁异常特征更清晰的特点,其交越点定位精度能提高5%左右。研究可用于指导海底线缆磁法探测数据处理实践,提高交越点坐标判读精度。 展开更多

关键词 磁法探测 ExactBlackman窗函数 数据处理 磁异常 海底管线

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岛礁周边水深光学遥感反演模型比较与分析 被引量：6

10

作者 李宁宁 陈义兰 +2 位作者 唐秋华 李杰 刘长达 《海洋测绘》 CSCD 北大核心 2022年第1期50-54,共5页

岛礁周边水深精确测量是海洋测绘工作的难点之一,光学遥感技术在浅水区域尤其是无人到达的深远海岛礁区域有其独特的优势,可作为传统测深的有效补充手段。利用蜈支洲岛WorldView-2多光谱遥感影像和实测水深数据,对比了多波段回归模型、... 岛礁周边水深精确测量是海洋测绘工作的难点之一,光学遥感技术在浅水区域尤其是无人到达的深远海岛礁区域有其独特的优势,可作为传统测深的有效补充手段。利用蜈支洲岛WorldView-2多光谱遥感影像和实测水深数据,对比了多波段回归模型、对数波段比值模型、支持向量机回归模型(support vector regression,SVR)、BP神经网络模型4种光学遥感水深反演模型。结果表明,BP神经网络和SVR具有精度优势,而多波段回归模型和对数波段比值模型具有效率优势,经综合分析,多波段回归模型具有较高精度和效率,适用于岛礁周边的水深反演。 展开更多

关键词 多光谱遥感 水深反演 多波段回归模型 波段比值模型 支持向量机回归模型 BP神经网络

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超低空无人机航磁在海缆探测中的应用实验 被引量：4

11

作者 周普志 李正元 +3 位作者 汤民强 唐水亮 王斐 杨佳 《海洋测绘》 CSCD 北大核心 2023年第4期10-14,共5页

为解决近岸海底电缆“最后一公里”高精度探测和定位的技术难题,在构建近岸海底电缆磁异常正演模型,分析正演曲线特性的基础上,引入超低空无人机航磁技术,对阳江风电场密集分布的近岸海底电缆进行探测,验证不同飞行高度对电缆探测效果... 为解决近岸海底电缆“最后一公里”高精度探测和定位的技术难题,在构建近岸海底电缆磁异常正演模型,分析正演曲线特性的基础上,引入超低空无人机航磁技术,对阳江风电场密集分布的近岸海底电缆进行探测,验证不同飞行高度对电缆探测效果的影响;计算平面磁异常总梯度模能够减弱局部异常之间的叠加和干扰作用,推断海底电缆走向。实验结果证明:采用观测高度为10 m的超低空旋翼无人机航磁探测,在近岸区域获得了预期探测效果;实验采用平面磁异常总梯度模的计算方法,有效提高了海底电缆的平面解析能力。 展开更多

关键词 超低空航磁 海底电缆探测 正演曲线 平面总梯度模 旋翼无人机

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海洋磁力仪在某近岸海域未爆弹探测中的应用 被引量：4

12

作者 刘荣林 《海洋测绘》 CSCD 北大核心 2021年第4期48-52,共5页

海底小型铁磁目标探测一直是海洋工程勘察的难点,结合我国近岸某海域海底一处未爆弹的探测实例,介绍了SeaSPY2磁力仪的性能特征,阐述了海洋磁力仪探测数据采集和处理流程。通过对探测出的磁力异常区和同期多波束扫测数据的分析,推断出... 海底小型铁磁目标探测一直是海洋工程勘察的难点,结合我国近岸某海域海底一处未爆弹的探测实例,介绍了SeaSPY2磁力仪的性能特征,阐述了海洋磁力仪探测数据采集和处理流程。通过对探测出的磁力异常区和同期多波束扫测数据的分析,推断出水下未爆弹的具体位置和大小,为引爆未爆弹提供了准确的数据。此外,根据实践经验,提出了采用木船牵引、利用定高拖曳装置固定磁力探头、选择合适的作业时间、选定合适的日变站位置等四点建议,提高海洋磁力探测精度,为类似项目的应用提供参考。 展开更多

关键词 海洋磁力测量 未爆弹探测 磁场强度 磁异常 Sea SPY2海洋磁力仪

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海底地磁日变观测磁力仪布放回收仿真分析 被引量：1

13

作者 洪在地 李京 +2 位作者 徐明 张强 李玉海 《海洋测绘》 CSCD 北大核心 2022年第4期9-12,共4页

为提高海底地磁日变观测磁力仪布放、工作、回收的安全性,指导布放回收系统设计,开展磁力仪布放回收过程的动力学计算研究。借助仿真分析手段研究获得不同的缆绳类型、重力锚重量、浮球大小对布放回收过程的影响程度,由此设计了系统参... 为提高海底地磁日变观测磁力仪布放、工作、回收的安全性,指导布放回收系统设计,开展磁力仪布放回收过程的动力学计算研究。借助仿真分析手段研究获得不同的缆绳类型、重力锚重量、浮球大小对布放回收过程的影响程度,由此设计了系统参数并进行仿真校核。仿真结果表明,海流、浮球尺寸和重力锚重量是布放回收重要的影响因素。所提的仿真计算方法可为海洋潜标布放回收的力学计算和设计提供参考。 展开更多

关键词 海洋磁测 海底地磁日变站 数值计算 海底锚系 布放回收 系统设计

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基于泰勒级数展开的低纬度磁异常化极方法研究

14

作者 张连伟 夏成龙 +2 位作者 郭灿文 孙毅 马永 《海洋测绘》 CSCD 北大核心 2023年第5期1-6,共6页

为有效解决低纬度地区磁异常资料化极处理过程中存在沿垂直于磁偏角方向放大、拉伸高频干扰等问题,进而提高磁资料解释的精度,在总结前人提出的低纬度磁异常化极方法原理的基础上,对化极转换因子进行改造,提出基于泰勒级数展开的低纬度... 为有效解决低纬度地区磁异常资料化极处理过程中存在沿垂直于磁偏角方向放大、拉伸高频干扰等问题,进而提高磁资料解释的精度,在总结前人提出的低纬度磁异常化极方法原理的基础上,对化极转换因子进行改造,提出基于泰勒级数展开的低纬度化极法。经单模型、多模型正演数据验证和实测数据应用分析,该方法在低纬度区域化极结果准确、可靠、精度更高,有效消除磁异常沿垂直于磁偏角方向拉伸的现象。本文提出的方法明显改善了低纬度地区磁异常化极效果。 展开更多

关键词 磁异常 低纬度化极法 频率域 振幅谱 泰勒级数

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水下磁性目标物空间位置定位研究 被引量：1

15

作者 沈立祥 王智明 倪冉 《海洋测绘》 CSCD 北大核心 2022年第4期5-8,共4页

为解决深藏于水下淤泥中的磁性物体空间位置定位误差大的难题,选择甬江航道某水域水下隧道作为磁异常体进行试验,利用OBF(正交分解算法)进行磁异常体平面位置的计算,然后利用插值切割算法进行磁异常体水下泥面埋深的计算,经过验证对比得... 为解决深藏于水下淤泥中的磁性物体空间位置定位误差大的难题,选择甬江航道某水域水下隧道作为磁异常体进行试验,利用OBF(正交分解算法)进行磁异常体平面位置的计算,然后利用插值切割算法进行磁异常体水下泥面埋深的计算,经过验证对比得出,磁异常体的平面预测坐标与实际坐标相差2~3 m,预测埋深与实际埋深相差0.3 m。结果表明,利用此方法在预测磁异常目标空间坐标方面具有一定可行性,将为水下工程的实施带来便利。 展开更多

关键词 海洋磁力测量 磁异常探测 埋深检测 OBF正交分解 插值切割法

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海洋磁力测量仪器抖动度限差分析 被引量：1

16

作者 姚俊杰 韩政 +1 位作者 占祥生 朱小辰 《海洋测绘》 CSCD 2019年第2期58-61,共4页

在海洋磁力测量中,作为磁力测量仪器稳定性检验标准的抖动度,在磁力测量要求和相关规定中,限差标准不明确,在检验文档中,只是进行了抖动度的统计计算,没有给出仪器的精度等级和判断仪器是否合格的标准。主要针对这一情况,参考航空磁力... 在海洋磁力测量中,作为磁力测量仪器稳定性检验标准的抖动度,在磁力测量要求和相关规定中,限差标准不明确,在检验文档中,只是进行了抖动度的统计计算,没有给出仪器的精度等级和判断仪器是否合格的标准。主要针对这一情况,参考航空磁力测量中使用的静态噪声分级标准,通过大量实测数据统计出了抖动度的限差标准,并使用所收集的多年海洋磁力测量仪器稳定性检验数据和地磁日变数据进行了验证。 展开更多

关键词 海洋磁力测量 日变站 稳定性检验 抖动度 静态噪声 限差

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海洋地磁三分量测量船磁干扰消除改进算法 被引量：1

17

作者 闫辉 董建军 +1 位作者 贾彦茹 杨军 《海洋测绘》 CSCD 2020年第6期11-15,共5页

为了解决三分量海洋环境地磁场测量中的排除船磁干扰的问题,通过对包含船磁干扰的地磁场解算数学模型的研究,发现在模型参数不完全已知的情况下,从磁场测量数据中分离三分量地磁场具有理论可行性。应用该理论建立了卡尔曼滤波迭代算法,... 为了解决三分量海洋环境地磁场测量中的排除船磁干扰的问题,通过对包含船磁干扰的地磁场解算数学模型的研究,发现在模型参数不完全已知的情况下,从磁场测量数据中分离三分量地磁场具有理论可行性。应用该理论建立了卡尔曼滤波迭代算法,对传统解算算法进行了改进。通过计算机仿真分析和实验室验证实验,证明了该算法的可行性。由于算法不需要测量全部地磁场解算的数学模型参数,因此应用该算法进行三分量海洋地磁场测量的工程实践难度将大大降低。 展开更多

关键词 磁力测量 三分量地磁场 船舶磁场 磁传感器 卡尔曼滤波

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