本書系統完善了高精度海洋磁力測量理論、深入研究了海洋磁力測量的技術設計、實施及其數據處理方法,并對海洋磁力測量的應用進行了探討。主要內容包括海洋磁力測量的基礎理論、海洋磁力測量儀器、海洋磁力測量技術設計與實施、海洋磁力測量數據處理、海洋地磁場空間歸算的原理及方法、海洋磁力測量的應用。
國家自然科學基金、測繪地理信息科技出版資金資助的海洋磁力測量數據處理方面的專著。
海洋磁力測量是海洋工程測量和軍事海道測量的重要內容之一,其目的是獲取海域地磁場參數及其分布特征,它與海洋水深測量和海洋重力測量共同組成了當前海道測量的三大研究和發(fā)展熱點。通過海洋水深測量,可以掌握地球表面海洋底部的幾何面貌;通過海洋重力測量,可以了解海洋區(qū)域地球內部的物質分布特征和地球空間重力場的特性;地磁場是隨時間和空間變化的物理場,海洋磁力測量的任務就是通過各種手段獲取海洋區(qū)域地磁場的分布和變化特征信息,為進一步研究、解釋和應用海洋磁力提供基礎信息。海洋磁力測量學作為一門應用科學分支,研究海洋區(qū)域地磁場特征獲取的手段與方法,并對海洋地磁場的特征與規(guī)律進行初步描述和解釋。
相對于發(fā)達國家,我國正規(guī)海洋磁力測量起步較晚。早期海洋磁力測量規(guī)模較小,其成果只能滿足一些海洋資源勘探和開發(fā)的特殊需求,還不能滿足地學研究、海洋資源開發(fā)、海洋工程建設和軍事應用的廣泛需求,而且我國尚未制定出海洋磁力測量的國家標準,欠缺詳細論述海洋磁力測量理論和方法方面的專著。本書在系統闡述海洋磁力測量基礎理論的基礎上,對海洋磁力測量的儀器原理、測量方法、數據處理與表示的理論、方法及其應用進行詳細的論述。希望能為我國標準化、規(guī)范化獲取高精度海洋磁場信息提供理論和技術支撐,為我國制定海洋磁力測量國家標準提供理論依據,并在學科意義上豐富和發(fā)展海洋磁力測量的理論與方法。
本書是在博士論文基礎上,綜合了大量國內外參考文獻和作者近年來的研究成果編寫而成。在本書研究、編著過程中,得到了海軍大連艦艇學院劉雁春教授、暴景陽教授和海軍海洋測繪研究所翟國君教授三位導師的悉心指導。同時,得到了海軍司令部航海保證部王瑞副部長、測繪處馬宏達處長、元建勝高工、秦清亮高工、劉敏參謀、孫昊參謀、孫嵐參謀的關懷和支持。海軍海洋測繪研究所黃謨濤教授、歐陽永忠教授、任來平高工,海軍工程大學肖昌漢教授、邊少鋒教授,天津水運工程勘察設計院裴文斌教授為本書的編寫提出了許多寶貴的意見。段福樓高工、許家琨高工、孫毅高工、陳日高高工為本書的編寫提供了許多珍貴的資料。海軍大連艦艇學院海洋測繪系的各位老師為本書的出版提出了許多有益的建議。在此一并表示感謝。本書得到了國家自然科學基金(41374108,41476087,41576105)的資助。另外,特別感謝海軍司令部航海保障部、測繪地理信息科技出版資金和海軍大連艦艇學院“2110工程”三期整體建設為本書的出版提供資助。
限于水平,書中難免有不妥之處,敬請讀者批評指正。
邊剛,海軍大連艦艇學院講師,博士,主要研究方向為海洋磁力測量。
于波,海軍大連艦艇學院講師。
卞光浪,海軍大連艦艇學院講師。
第1章 緒論
§1.1海洋磁力測量的任務和作用
§1.2海洋磁力測量的歷史簡述
§1.3國內外研究現狀及發(fā)展趨勢
§1.4本書的主要內容
第2章 海洋磁力測量基礎理論
§2.1穩(wěn)定磁場的基本定律
§2.2地磁要素及其分布特征
§2.3地磁場組成及主磁場成因
§2.4地磁場的解析表示
§2.5地球變化磁場
§2.6海洋區(qū)域磁異常
第3章 海洋磁力測量儀器
§3.1概述
§3.2機械式磁力儀
§3.3磁通門磁力儀
§3.4質子磁力儀
§3.5光泵磁力儀
§3.6超導磁力儀
§3.7衛(wèi)星磁力儀
§3.8磁力梯度儀
§3.9磁力儀陣列
第4章 海洋磁力測量技術設計與實施
§4.1海洋磁力測量模式
§4.2海區(qū)技術設計
§4.3海洋磁力測量儀器系統檢驗
§4.4海洋磁力測量拖魚最佳拖曳距離確定
§4.5地磁日變站布設
§4.6測圖比例尺確定與圖幅劃分
§4.7海洋磁力測量測線布設
§4.8海洋磁力測量的實施
第5章 海洋磁力測量數據處理
§5.1海洋磁力測量數據表示方法
§5.2海洋磁力測量數據處理內容
§5.3海洋磁力測量數據處理數學模型
§5.4海洋磁力測量測點位置計算
§5.5海洋磁力測量正常場校正
§5.6海洋磁力測量地磁日變改正
§5.7海洋磁力測量船磁改正
§5.8海洋磁力測量精度評定
§5.9海洋磁力測量系統誤差的平差方法
§5.10海洋磁力測量數據通化
§5.11海洋磁力測量成果形式
§5.12海洋磁場測量數據庫建立
§5.13海洋磁力測量質量評估
第6章 海洋地磁場空間歸算原理及方法
§6.1海洋地磁場垂直空間變化分析及歸算閾值確定
§6.2海洋船載磁力測量空間歸算原理及方法
§6.3航磁和船磁數據融合方法
第7章 海洋磁力測量應用
§7.1海底磁性目標的探測與識別方法
§7.2海洋磁力測量在海洋工程中的應用
§7.3海洋磁力測量在海洋資源開發(fā)中的應用
§7.4海洋磁力測量在地學研究中的應用
§7.5海洋磁力測量在軍事上的應用
參考文獻
附錄 CGSM制和SI制中磁學量對照表
。1)結合4。7節(jié)內容,獲得測線系統誤差對磁異常圖精度影響表達式,進一步分析表明,相鄰兩測線測線系統誤差共同影響測線間的磁異常插值精度,表現為局部等值線的局部移位,可歸結為:①當等值線與測線方向平行時,等值線平移,平移大小及方向取決于系統誤差的大小和符號;②當等值線與測線方向垂直時,等值線凸起,凸起的方向和程度與系統誤差的大小和符號有關。
(2)測線系統誤差主要影響測線相鄰區(qū)域的等值線位置和形狀,對測線相鄰區(qū)域之外的區(qū)域影響很小。
。3)實例計算表明,模型式(5。128)能夠用于海洋磁力測量的系統誤差調整和精度評定。經過系統誤差調整后,可提高磁測數據的精度,進而提高磁異常圖的精度。
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