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海洋磁测仪器检验方法及其理论_环天世纪/HTGNSS

2016-05-04 11:20:15 环天世纪HTGNSS 阅读

GPS定位系统的静态试验GPS定位系统有其理论定位精度,但实际的定位精度需要测定,并做出评价。一般出测前要在已知点进行时GPS定位精度比对试验,采样间隔不大于3min,时间持续不小于8h,其属于等精度条件下的重复测量,根据观测到的固定点坐标,求出GPS静态定位时的经、纬度坐标数据的精度L,B。计算公式如下:B=1N-1∑Ni=1(Bi-B-)2L=1N-1∑Ni=1(Li-L-)2(1)式中:Li为测点的观测值;L-,B-为算术平均值,B-=1N∑Ni=1Bi,L-=1N∑Ni=1Li;N为参加计算点的总数。

由L,B就可以求出其测量精度,计算公式为:±2L+2B(2)由上式得到GPS定位系统的实际定位精度,然后作出评价,只有其合乎《规范》要求才能投入使用。否则,要进行固定偏差改正。

海洋磁力仪系统的检验海洋磁力仪系统包括拖曳传感器(磁力仪探头)、探头电子仪器部分、主机柜、拖曳电缆。本文以美国Geometrics公司研制的G881型铯光泵海洋磁力仪为例,对海洋磁力仪系统的检验方法进行研究。

海洋磁力仪检验的项目和要求(1)仪器噪声水平、灵敏度、磁测准确性及测程范围等,应达到仪器出厂指标。(2)系统是否正常稳定,灵敏度(技术指标0.01nT),实测各项分别为1Hz~0.004nT,5Hz~0.01nT,10Hz~0.02nT.抖动度(不大于0.1nT),最大值为0.036nT.(3)静态下仪器信噪比测定与要求,信噪比应不小于50.

海洋磁力仪的动静态试验对磁力仪进行调试后,还必须对其持续工作状态进行试验,包括静态试验和动态试验。海洋磁力仪静态试验静态试验时,将海洋磁力仪安装在测量船上后,打开磁力仪,其它仪器不工作。磁力仪持续工作时间应不少于24h,采样间隔不少于10s,局部变化的测量值差,在10s内<0.5nT.

对记录的数据按如下公式计算其静态时的精度:Sn=1n-1∑ni=1(B′i-B-′)2(3)式中:B′i=(Ti-2-4Ti-1+6Ti-4Ti+1+Ti+2)/16;B-′=1n∑ni=1B-′i磁力仪静态稳定性评价分级Sn如所示:磁力仪静态稳定性评价分级单位(nT)一级二级三级四级0.010.011~0.030.031~0.1大于0.1(不合格)由上式计算得到静态时的精度后,根据评价指标判定其是否合乎任务要求。如果不合格,则需仔细查清原因,重新测定,直至满足要求。

海洋磁力仪动态试验由于海洋磁力测量存在明显的动态性和船磁效应,为了保证海洋磁力仪动态下的测量精度并很好地消除船磁效应,还必须进行仪器动态稳定性试验和船磁试验。

(1)磁力仪动态稳定性试验海洋磁力仪海上试验应选择磁力梯度变化较小,便于船只转向,水深大于20m,风流较小,无渔网和无水下障碍物的开阔海区。试验期间测量船应保持匀速直线航行,避免大的转向和航速突变。采样间隔不大于为10s,连续观测时间不小于30min,取整条测线的数据(舍去水平梯度>100nT/km异常上的测点值)按下列公式计算磁测精度:Si=1701n-1∑ni=1(Bi-B-)2(4)式中:Bi=Ti-2-4Ti-1+6Ti-4Ti+1+Ti+2;B-=1n∑ni=1Bi;n为参加计算的测点数;Bi为第i点上的磁测数据Ti的四阶差分值。

海洋磁力仪动态稳定性评价指标Si为静态稳定性评价指标的倍数,如所示:磁力仪动态稳定性评价分级单位(nT)一级二级三级四级8.0Sn8.1~14.0Sn14.1~20.0Sn大于20.0Sn(不合格)计算得到实际的动态磁测精度后,根据评价指标来判定其是否合乎任务要求。如果不合格,则需仔细查清其原因,重新测定,直至满足要求。另外,还应该选择不同测量船速,对海洋磁力仪磁测数据质量和信号强度测试。

(2)船磁影响试验海洋磁力测量船磁影响试验包括拖缆沉放深度和长度试验及船磁八方位试验。船磁试验海区条件同海洋磁力仪动态试验。

a.拖缆长度和沉放深度的试验不同的仪器、不同测量船在不同海区作业,拖缆长度应该通过试验来确定拖鱼的最佳拖曳距离和深度。试验方法如下:测量船在测区沿着磁子午线往返航行,不断改变拖曳距离,在噪声不断增加的情况下,记录的抖动度不变即为最佳拖曳距离。为了尽量使拖鱼稳定,根据船速的快慢,适当的在拖鱼上予以无磁性配重,观测仪器的噪声和记录质量,选择最佳的拖放深度。

b.船磁八方位试验在试验海区选定一基点,在基点抛设一固定无磁性浮标,并设计8条测线通过基点。测船沿着航迹进行试验并保证船艏、船艉、拖鱼三点呈一直线通过基点,测得该点的测量值。测量值经日变改正后,作为方位校正曲线。为了保证船磁改正曲线的精度,船磁方位试验应进行二到三次,航向误差不得大于10°,航磁8方位标准拟合差不得大于±nT。=17∑8i=1(Ti()-T0)2(5)式中:T0为试验测定的船磁校正基值;T0=18∑8i=1;T(i)为不同方位通过基点时的磁场强度值;T(i)为通过基点时刻地磁日变的影响。

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