CN103645515A - 一种探测水域日本遗弃化学武器的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于水下勘探技术领域。具体涉及一种探测水域日本遗弃化学武器的方法，适用于探测各种水域环境的单发或多发化学弹、毒气筒、化学航弹和散装毒剂桶等日本遗弃化学武器。本发明的方法通过六步完成，具有磁法探测灵敏度高,对于埋藏较深的弹药探测具有不可替代的作用。在技术安全性上，磁法探测是被动式测量目标体产生的磁场强度，不需要向地下发射脉冲电流和电磁波，对即使带引信的日本遗弃化学弹和航弹也不会有危险因素。在探测作业的效率方面，磁力仪比其他仪器具有优越性。日本遗弃化学武器的种类有化学弹、毒气筒、化学航弹和桶装毒剂，这些化学武器的共同特点都是铁磁性金属外壳，满足磁法探测的典型条件。

Description

一种探测水域日本遗弃化学武器的方法

技术领域

本发明属于水下勘探技术领域。具体涉及一种探测水域日本遗弃化学武器的方法，用于探测水中日本遗弃化学武器（以下简称“日本遗弃化武”），日本遗弃化武尺寸较小，本发明的探测对象为水下小目标物体，是水下勘探领域的难点问题，国内外没有可供借鉴的技术方法。本发明通过技术集成创新和技术应用研究，填补了该技术领域的空白，为铲除日本遗弃化武毒害、净化国土提供了技术手段。 

背景技术

日本在战败投降时，为了销毁其使用化学武器的罪证，将部分化学武器投入江河湖泊中。经调查，已经发现日本遗弃化武的水域有：（1）湖南洞庭湖，日军1945年9月左右向洞庭湖投弃了5吨～7吨的化学武器；（2）长江武昌附近水域，日军第34军野战兵器厂所属人员在战争结束时投弃；（3）长江南京水域，日军下士官候补队投弃了一辆卡车的化学武器；（4）吉林省河东附近的大河及沼泽地，遗弃了1.5万到5万枚的化学武器；（5）吉林敦化附近大桥，从桥上投入河中；（6）广东珠江水域，从广州天字码头到虎门大桥一带水域均有发现，从2005年以来，在黄埔区和番禺区已经回收日本遗弃化武近1000枚；（7）吉林图们江水域，有两个地点，其中一个地点弹药数量约数百枚，另一个地点为5千枚左右；（8）佳木斯松花江，已经发现48万平方米的河流区域有日本遗弃化武。另外，在嫩江、湘江，以及其他一些水库和沼泽地也有日遗化武的信息。上述日遗化武分布在10多个地点，数量约几万枚。 

由于水下环境的特殊性，陆地环境下开发的探测方法不再适用，因此，需要研究用于水域日本遗弃化武探测的技术和方法，找出这些水域日本遗弃化武。 

水下日本遗弃化武分布范围广、水域环境情况复杂，对探测技术安全性、可靠性、工作效率、准确性等方面要求很高，加上日本遗弃化武体积小，所以水下日本遗弃化武的探测非常困难。 

对水下目标的探测，主要手段有声、光和磁探测。国内外关于水下探测技 术开发的厂商虽然不少，但是，这些技术方法大多是用于水下矿产资源勘探、水下地质调查等活动，与军事项目相关的探测技术也都是针对大型目标，或是针对露出淤泥表面的目标，如水雷、鱼雷、潜艇、失事船只等。对于日本遗弃化武这样的小型目标、尤其是埋藏在淤泥中的目标，国内外没有现成的技术方法。一些技术方法具有参考和借鉴价值，但是还需要进行改进或再开发。例如，多波束和侧扫声纳探测技术，可以对水下管线、沉船、潜艇实施探测，其结果直观而且高效，但是这种技术方法只适合于露出水底表面的物体，对于埋藏在泥沙中的日本遗弃化武，则没有应用价值；浅地层剖面仪可以探测埋藏在泥沙中的金属物，但是其深度不得大于20厘米，对于超过20厘米深度的日本遗弃化武就无计可施；水下磁法探测对于露出水底表面或埋在泥沙中的金属物都适用，广泛应用于地质调查、资源勘探、沉船打捞等，在军事上也广泛用于水雷、鱼雷、潜艇的探测。由于日本遗弃化武均为铁磁性物体，因此，水下磁法探测的上述应用具有很好的参考作用，只是鉴于水下日本遗弃化武探测的特殊要求，需要对该技术方法进行再开发。 

发明内容

本发明通过对各种水下勘探技术的试验研究，在大量对比试验的基础上，创建了水下磁力探测、GPS差分定位（RTK）的水域日本遗弃化武探测新方法。采用本发明中提供的探测仪器、程序、方法和技术参数，能够对不同水域环境条件下的日本遗弃化武进行探测，得出埋藏弹药的位置、数量等信息，解决了水域日本遗弃化武探测的难题。 

本发明的目的在于提供一种探测水域日本遗弃化学武器的方法，包括以下步骤： 

步骤一，磁力仪的设置与调试；在探测工作船上，将水下磁力仪通过防水电缆与转换器连接，将转换器输出的电信号发送至水下磁力仪数据处理系统；根据探测工作船现场环境要求，设置水下磁力仪的深度和高度传感器校正系数，并设置GPS天线到船尾的距离、水下磁力仪拖缆长度两项参数；然后将水下磁力仪放入水中，当采集数据正常，即确定水下磁力仪处于正常工作状态； 

步骤二，GPS定位系统的设置与调试；将GPS定位系统设为RTK差分定位工作模式，a：将GPS固定站设置在岸边，天线上方无遮挡物，供电并开启GPS固 定站，相对坐标原点设置为GPS天线中心位置；b：确认GPS固定站信号接收和发送状态正常后，开始设置GPS移动站，GPS移动站设置在探测工作船上，具体位置为GPS移动站卫星天线及接收电台天线置于探测工作船工作舱顶部，GPS移动站主机和接收电台设在探测工作船工作舱内；c：将GPS移动站主机输出的数据信号分为两路，一路连接至GPS固定站，另一路连接至水下磁力仪数据处理系统； 

步骤三，建立探测坐标系；a：启动GPS定位系统，设置探测工作图参数，包括：显示单位设置为“米”，小数位设置为“后两位”；全球坐标设置为“大地坐标”，坐标顺序为“北，东”，设置探测工作船的参数，包括：探测工作船的长度、宽度、GPS移动站位置；b：探测水域设置为矩形区域，选择矩形区域任何一个角所在位置，记录该点经纬度坐标，通过该点坐标和探测区域的长和宽，得出另外三个角点经纬度；c：根据得出的经纬度坐标形成第一条测线的起始点和方向，以第一条测线为基准，每隔2米生成一条测线； 

步骤四，实施探测；a：所述探测船进入探测区域，对水下磁力仪进行自检；b：通过调整拖缆长度将水下磁力仪调节至离水底1米位置；c：让探测工作船沿第一条测线航行，同时开始采集磁力数据，记录测点位置坐标数据，当探测工作船行进到第一条测线终点后开始对第二条测线采集数据，依次类推，直至整个探测区域的磁力数据采集完毕； 

步骤五，探测数据解析；采集完整个探测区域的磁力数据后，将磁力数据记录仪中的探测数据解析，得出所有磁异常点的水平位置、深度和目标体概略大小信息，制作解析目录； 

步骤六，确认炮弹并进行挖掘；根据解析目录，确定磁异常点为炮弹或者非炮弹，确认不是炮弹则排除，确认为炮弹则设为待挖掘对象，然后对待挖掘对象进行挖掘。 

所述水下磁力仪波特率设置为9600，采样频率设置为10Hz。该参数能够最大的保证工作效率。 

所述GPS移动站与GPS固定站的距离在无遮挡条件下为20㎞以内，有遮挡物时要根据测量原则，以GPS移动站能接收到GPS固定站电台信号。可以确认移动站接收数据的可靠性。 

形成测线的区域以有日本遗弃化武的地点置于探测区域的中心区域，实际 探测范围边界比探测区域边界多出50米以上。最大的利用了拖鱼的电缆长度。 

当探测工作船为无铁磁性的船只时，连接防水电缆长度大于水深的1.5倍，当探测船为铁磁性船只时，连接防水电缆长度L＝1.5h+3s，式中，h为水深，s为探测工作船船身长度。可以确保探测船及船上设备或者人员对磁力仪信号不会造成干扰。 

本发明的优点和有益效果在于： 

本发明具有适用性好、灵敏度高、定位精度准、工作效率高等显著优点，解决了水下日本遗弃化武探测的技术难题，填补了该技术领域空白，为清除毒害、净化国土提供了可靠的技术手段，为对日外交斗争提供了有力的技术支持。日本遗弃化学武器的种类有化学弹、毒气筒、化学航弹和桶装毒剂，这些化学武器的共同特点都是铁磁性金属外壳，满足磁法探测的典型条件。因此，本发明的技术方法适用于所有类型的日本遗弃化武，不管是露出淤泥表面，还是埋在淤泥中，本发明均不受限制；本发明通过众多比较试验，建立了水下日本遗弃化武磁法探测技术方法，该方法充分发挥了G882光泵磁力仪灵敏度高的优点,对于埋藏较深的弹药，该探测技术方法具有不可替代的作用；本发明采用GPS差分定位，弹药的定位精度为厘米级，这是目前任何其他方法所不能达到的精度；在探测作业的效率方面，本发明比其他方法优势明显，具有方法简单，易操作的优点，探测所需工作人员少（一个探测组通常组成为5个人，其中：1人操作控制拖鱼距离水底高度，1人观察指挥工作船航行轨迹，1人负责磁力数据采集，1人负责岸边基站运行，1人驾驶工作船。工作船航迹控制和磁力数据采集也可以由1人承担），数据解析需要的时间短，一条探测船一个工作日可以完成5000㎡以上的水域探测，并得出探测结果解析。 

本发明为水下日本遗弃化武回收提供了可靠的技术手段，为早日清除水下日本遗弃化武的危害奠定了技术基础。 

附图说明

图1为本发明的电路逻辑示意图； 

图2为本发明的实施逻辑示意图。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。 

如图1所示，本发明的水下磁力仪与转换器相连，转换器又与水下磁力仪数据处理系统相连，所述GPS固定站与GPS移动站组成GPS定位系统，所述GPS移动站与水下磁力仪数据处理系统相连。 

如图2所示，本发明具体实施的技术方案是：一种探测水域日本遗弃化学武器的方法，包括以下步骤： 

步骤一，磁力仪的设置与调试；在探测工作船上，将水下磁力仪通过防水电缆与转换器连接，将转换器输出的电信号发送至水下磁力仪数据处理系统；根据探测工作船现场环境要求，设置水下磁力仪的深度和高度传感器校正系数，并设置GPS天线到船尾的距离、水下磁力仪拖缆长度两项参数；然后将水下磁力仪放入水中，当采集数据正常，即确定水下磁力仪处于正常工作状态；所述水下磁力仪波特率设置为9600，采样频率设置为10Hz； 

步骤二，GPS定位系统的设置与调试；将GPS定位系统设为RTK差分定位工作模式，a：将GPS固定站设置在岸边，天线上方无遮挡物，供电并开启GPS固定站，相对坐标原点设置为GPS天线中心位置；b：确认GPS固定站信号接收和发送状态正常后，开始设置GPS移动站，GPS移动站设置在探测工作船上，具体位置为GPS移动站卫星天线及接收电台天线置于探测工作船工作舱顶部，GPS移动站主机和接收电台设在探测工作船工作舱内；c：将GPS移动站主机输出的数据信号分为两路，一路连接至GPS固定站，另一路连接至水下磁力仪数据处理系统，所述GPS移动站与GPS固定站的距离在无遮挡条件下为20㎞以内，有遮挡物时要根据测量原则，以GPS移动站能接收到GPS固定站电台信号； 

步骤三，建立探测坐标系；a：启动GPS定位系统，设置探测工作图参数，包括：显示单位设置为“米”，小数位设置为“后两位”；全球坐标设置为“大地坐标”，坐标顺序为“北，东”，设置探测工作船的参数，包括：探测工作船的长度、宽度、GPS移动站位置；b：探测水域设置为矩形区域，选择矩形区域任何一个角所在位置，记录该点经纬度坐标，通过该点坐标和探测区域的长和宽，得出另外三个角点经纬度；c：根据得出的经纬度坐标形成第一条测线的起始点和方向，以第一条测线为基准，每隔2米生成一条测线；形成测线的区域 以有化学武器的地点置于探测区域的中心区域，实际探测范围边界比探测区域边界多出50米以上； 

步骤四，实施探测；a：所述探测船进入探测区域，对水下磁力仪进行自检；b：通过调整拖缆长度将水下磁力仪调节至离水底1米位置；c：让探测工作船沿第一条测线航行，同时开始采集磁力数据，记录测点位置坐标数据，当探测工作船行进到第一条测线终点后开始对第二条测线采集数据，依次类推，直至整个探测区域的磁力数据采集完毕； 

步骤五，探测数据解析；采集完整个探测区域的磁力数据后，将磁力数据记录仪中的探测数据解析，得出所有磁异常点的水平位置、深度和目标体概略大小信息，制作解析目录； 

步骤六，确认炮弹并进行挖掘；根据解析目录，确定磁异常点为炮弹或者非炮弹，确认不是炮弹则排除，确认为炮弹则设为待挖掘对象，然后对待挖掘对象进行挖掘。 

所述水下磁力仪波特率设置为9600，采样频率设置为10Hz。该参数能够最大的保证工作效率。 

所述GPS移动站与GPS固定站的距离在无遮挡条件下为20㎞以内，有遮挡物时要根据测量原则，以GPS移动站能接收到GPS固定站电台信号。可以确认移动站接收数据的可靠性。 

形成测线的区域以有化学武器的地点置于探测区域的中心区域，实际探测范围边界比探测区域边界多出50米以上。最大的利用了拖鱼的电缆长度。 

当探测工作船为无铁磁性的船只时，连接防水电缆长度大于水深的1.5倍，当探测船为铁磁性船只时，连接防水电缆长度L＝1.5h+3s，式中，h为水深，s为探测工作船船身长度。可以确保探测船及船上设备或者人员对磁力仪信号不会造成干扰。 

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。 

Claims (5)

1.一种探测水域日本遗弃化学武器的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，磁力仪的设置与调试；在探测工作船上，将水下磁力仪通过防水电缆与转换器连接，将转换器输出的电信号发送至水下磁力仪数据处理系统；根据探测工作船现场环境要求，设置水下磁力仪的深度和高度传感器校正系数，并设置GPS天线到船尾的距离、水下磁力仪拖缆长度两项参数；然后将水下磁力仪放入水中，当采集数据正常，即确定水下磁力仪处于正常工作状态；

步骤二，GPS定位系统的设置与调试；将GPS定位系统设为RTK差分定位工作模式，a：将GPS固定站设置在岸边，天线上方无遮挡物，供电并开启GPS固定站，相对坐标原点设置为GPS天线中心位置；b：确认GPS固定站信号接收和发送状态正常后，开始设置GPS移动站，GPS移动站设置在探测工作船上，具体位置为GPS移动站卫星天线及接收电台天线置于探测工作船工作舱顶部，GPS移动站主机和接收电台设在探测工作船工作舱内；c：将GPS移动站主机输出的数据信号分为两路，一路连接至GPS固定站，另一路连接至水下磁力仪数据处理系统；

步骤三，建立探测坐标系；a：启动GPS定位系统，设置探测工作图参数，包括：显示单位设置为“米”，小数位设置为“后两位”；全球坐标设置为“大地坐标”，坐标顺序为“北，东”，设置探测工作船的参数，包括：探测工作船的长度、宽度、GPS移动站位置；b：探测水域设置为矩形区域，选择矩形区域任何一个角所在位置，记录该点经纬度坐标，通过该点坐标和探测区域的长和宽，得出另外三个角点经纬度；c：根据得出的经纬度坐标形成第一条测线的起始点和方向，以第一条测线为基准，每隔2米生成一条测线；

步骤四，实施探测；a：所述探测船进入探测区域，对水下磁力仪进行自检；b：通过调整拖缆长度将水下磁力仪调节至离水底1米位置；c：让探测工作船沿第一条测线航行，同时开始采集磁力数据，记录测点位置坐标数据，当探测工作船行进到第一条测线终点后开始对第二条测线采集数据，依次类推，直至整个探测区域的磁力数据采集完毕；

步骤五，探测数据解析；采集完整个探测区域的磁力数据后，将磁力数据记录仪中的探测数据解析，得出所有磁异常点的水平位置、深度和目标体概略大小信息，制作解析目录；

步骤六，确认炮弹并进行挖掘；根据解析目录，确定磁异常点为炮弹或者非炮弹，确认不是炮弹则排除，确认为炮弹则设为待挖掘对象，然后对待挖掘对象进行挖掘。

2.根据权利要求1所述的一种探测水域日本遗弃化学武器的方法，其特征在于：所述水下磁力仪波特率设置为9600，采样频率设置为10Hz。

3.根据权利要求4所述的一种探测水域日本遗弃化学武器的方法，其特征在于：所述GPS移动站与GPS固定站的距离在无遮挡条件下为20㎞以内，有遮挡物时要根据测量原则，以GPS移动站能接收到GPS固定站电台信号。

4.根据权利要求1所述的一种探测水域日本遗弃化学武器的方法，其特征在于：形成测线的区域以有化学武器的地点置于探测区域的中心区域，实际探测范围边界比探测区域边界多出50米以上。

5.根据权利要求1所述的一种探测水域日本遗弃化学武器的方法，其特征在于：当探测工作船为无铁磁性的船只时，连接防水电缆长度大于水深的1.5倍，当探测船为铁磁性船只时，连接防水电缆长度L＝1.5h+3s，式中，h为水深，s为探测工作船船身长度。

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