一种船载磁力探测方法与装置
专利汇可以提供一种船载磁力探测方法与装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 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；所述船载磁力探测方法，包括以下步骤：（1）在调查航次开始及结束时，选取 磁场 平静海区，调查船进行船磁标定试验；（2）船磁标定试验中数据采集融合单元同步采集磁力数据与姿态数据；（3）船磁标定试验后，数据采集 软件 按下述解算流程计算得到船感应磁场系数、永久磁场系数值和 涡流 磁场系数；（4）在进行船磁标定试验后，进行船载磁力测量。本发明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。，下面是一种船载磁力探测方法与装置专利的具体信息内容。
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；所述用于测量地球磁场X、Y、Z三个分量的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OCTANS3000。
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。
6.一种船载磁力探测方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）在调查航次开始及结束时，选取磁场平静海区，调查船进行船磁标定试验；
（2）船磁标定试验中数据采集融合单元同步采集磁力数据与姿态数据；
（3）船磁标定试验后，数据采集软件按下述解算流程计算得到船感应磁场系数 、永久磁场系数值 和涡流磁场系数；
（4）在进行船磁标定试验后，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 发送到数据记录计算机，数据采集软件实时计算船磁补偿改正后的磁
场矢量数据 ；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 ，两者之间的变换关系见公式3：
（公式3）
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α、横摇角β和纵倾角γ计算获得，其表达式如下：
。
7. 根据权利要求6所述的船载磁力探测方法，其特征在于所述船磁标定系数解算流
程如下所述：
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 分别代入公
式1，得到12个线性方程；
（公式1）
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；
3）将这12个系数代入公式1，正演计算理论磁场；
4）用磁力实测数据减去正演计算理论磁场；
得到剩余磁场；
5）考虑涡流磁场的影响，将9个实际观测值 分别代入公式2，得到9个线性方程；
（公式2）；
6）使用最小二乘法解算9个涡流磁场系数C。
一种船载磁力探测方法与装置
技术领域
背景技术
平面之间的夹角为磁倾角I；通过该点H方向的铅直平面与地理子午面的夹角为磁偏角D。
、Z、X、Y、H、I及D的各个量都是表示该点地磁场大小和方向特征的物理量，称为地磁要
素。
矢量场，Z、X、Y、H等地磁场要素的测量能够获得磁场的方向信息，比总场测量能够反映更多
的磁源体结构。
海养殖区、极地浮冰区等，会导致磁力探头的损坏甚至丢失。
发明内容
体磁场干扰；（2）避免探头安装过高而产生抖动，以减弱高频抖动噪声；（3）海洋惯性导航
系统尽量靠近矢量磁力传感器，以减弱高频噪声。
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。
优选地，船磁标定试验中调查船以半径1.8km按“８”字形或“Ｏ”字形规定动作航行
后，船速5-7kn；过小的航行半径会增大船体倾侧角度；过大的航行半径则试验区磁场会有
较大变化，且磁力日变干扰也会增强；
（2）船磁标定试验中数据采集融合单元同步采集磁力数据与姿态数据；这一点极其重
要，两者1秒时间的采集偏差会导致数百nT的误差，用GPS授时脉冲作为触发采集的基准
信号，保证磁力数据与姿态数据的同步精度；
（3）船磁标定试验后，数据采集软件按下述解算流程计算得到船感应磁场系数
、永久磁场系数值 和涡流磁场系数；船磁标定系数解算流
程如下所述：
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 分别代入公
式1，得到12个线性方程；
（公式1）
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；
3）将这12个系数代入公式1，正演计算理论磁场；
4）用磁力实测数据减去正演计算理论磁场。得到剩余磁场；
5）考虑涡流磁场的影响，将9个实际观测值 分别代入公式2，得到9个线性方程；
（公式2）
6）使用最小二乘法解算9个涡流磁场系数C；
（4）在进行船磁标定试验后，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 发送到数据记录计算机，数据采集软件根据公式2实时计算船磁补偿
改正后的磁场矢量数据 ；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 ，两者之间的变换关系见公式3：
（公式3）
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α、横摇角β和纵倾角γ计算获得，其表达式如下：
。
具体实施方式
例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的
所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
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究水平。
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。
RS232/485串行传输到数据记录计算机。
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 “Ｏ”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 ；船磁标定试验后，数据采集软件按下述解算流程可以
得到船感应磁场系数 、永久磁场系数值 和涡流磁场系数。
式1，得到12个线性方程；
（公式1）
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；
3）将这12个系数代入公式1，正演计算理论磁场；
4）用磁力实测数据减去正演计算理论磁场。得到剩余磁场；
5）考虑涡流磁场的影响，将9个实际观测值 分别代入公式2，得到9个线性方程；
（公式2）
6）使用最小二乘法解算9个涡流磁场系数C；
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 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 。
（公式3）
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α、横摇角β和纵倾角γ计算获得，其表达式如下：
数据采集软件按上述方法实时计算磁场矢量数据 ，同时对 记录并显示。
均不应排除在本发明的保护范围之外。
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