CN116500693A - 一种高分辨率海洋磁力的近底精密探测装置与精校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高分辨率海洋磁力的近底精密探测装置与精校准方法，属于海洋地磁探测领域，包括第一基柱，第一基柱底端同轴延伸设有地磁测量组件；第一基柱底侧环绕对称设置有多个地磁测量组件，地磁测量组件通过第一连接杆与第一基柱连接；地磁测量组件包括测量基体，测量基体上端设有凹状通槽，凹状通槽内配合设置有转动圆球；转动圆球下方垂直设有第一垂杆，第一垂杆底端设有地磁测量装置，地磁测量装置距离第一垂杆远的一侧设有增重组件，第一垂杆靠近转动圆球一端设有调节螺母；第一基柱顶端设有吊挂基体，吊挂基体上设有吊挂环。本发明能够实现对地磁测量的校准、精度高且保持磁总量和磁分量测量装置处于同一水平面。

Description

一种高分辨率海洋磁力的近底精密探测装置与精校准方法

技术领域

本发明属于海洋地磁探测领域，具体涉及一种高分辨率海洋磁力的近底精密探测装置与精校准方法。

背景技术

本部分的描述仅提供与本申请公开相关的背景信息，而不构成现有技术。

基于移动载体的地磁三分量测量技术的确立将推动我国海洋地磁测量技术的升级，海洋地磁场基础成果数据实现从总场向分量和张量的更新，并带动地磁数据的处理解释实现从总场异常到分量异常和梯度张量的提升。

现有技术如公开号CN 106226830 B，名为《一种海洋磁力探测方法及装置》的发明。此发明公开一种海洋磁力探测装置及探测方法，该装置包括测量船、设置于测量船上的船载实验室磁测部分、浮空器壳体及设置于浮空器壳体内的浮空器磁测部分，所述浮空器壳体与所述测量船之间通过绳缆相连接，并且所述浮空器壳体飘浮于空气中，所述浮空器磁测部分包括磁力传感器、磁力数据采集电子单元及浮空器传输单元，所述船载实验室磁测部分包括数据记录计算机及实验室传输单元。此发明海洋磁力探测方法及装置，该探测方法及装置不受工作海区的限制，还可与其他船载设备、拖曳设备同步作业。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高分辨率海洋磁力的近底精密探测装置与精校准方法，实现对地磁测量的校准、精度高且保持磁总量和磁分量测量装置处于同一水平面。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：

一种高分辨率海洋磁力的近底精密探测装置，其特征在于，包括，

第一基柱，第一基柱底端同轴延伸设有地磁测量组件；第一基柱底侧环绕对称设置有多个地磁测量组件，地磁测量组件通过第一连接杆与第一基柱连接；

地磁测量组件包括测量基体，测量基体上端设有凹状通槽，凹状通槽内配合设置有转动圆球，转动圆球可在凹状通槽内转动；转动圆球下方垂直设有第一垂杆，第一垂杆底端设有地磁测量装置，地磁测量装置距离第一垂杆远的一侧设有增重组件，第一垂杆靠近转动圆球一端设有调节螺母；

第一基柱顶端设有吊挂基体，吊挂基体上设有吊挂环。

通过对整体装置的设置，第一基柱底端同轴延伸设有地磁测量组件，此测量组件用于对地磁总量进行测量和记录；并且在第一基柱底侧环绕设置有多个地磁测量组件，对称环绕设置的地磁测量组件用于对地磁分量进行测量和记录，对称环绕的设置可以降低测量的误差，提高整体装置的精度，通过同时对地磁总量和地磁分量同时进行测量和记录，即实现了总量和分量一体化测量技术，在载体近场复杂环境中，实现总场和分量的一体化测量，总场测量结果用于分量的改正，提高磁场测量精度和校正效果。

更进一步的，各地磁测量组件处于同一水平面。底侧环绕对称设置的多个地磁测量组件通过第一连接杆与第一基柱连接，通过控制第一连接杆的高度，进而对地磁测量组件的位置进行控制，可以使得各个地磁测量组件处于同一水平面，与现有技术相比无法保证地磁总量测量装置和地磁分量测量装置处于同一水平面，本发明可以极大的提高对测量的准确性。

通过对地磁测量组件的设置，在测量基体上设置凹状通槽并且在内设有转动圆球，使得转动圆球可以在凹状通槽内转动，转动圆球下方垂直设有第一垂杆，第一垂杆底端设有地磁测量装置，地磁测量装置距离第一垂杆远的一侧设有增重组件，即可以通过重力的作用使得增重组件始终是竖直向下的，从而与增重组件相连接的地磁测量装置也会保持水平状态，即对地磁总量测量的地磁测量组件和对地磁分量进行测量的地磁测量组件时刻保持水平状态，且一直处于同一水平面，大大的增加了测量的准确率。

更进一步的，增重组件为铁质或PVC。在保证重量的同时可以降低对环境的污染，同时通过对增重组件的设置，可以对其上部的地磁测量装置进行保护，防止在整体装置从海面下沉到水底的过程中底部刮蹭或碰撞导致对地磁测量装置造成损坏；采用高密度增重组件，还可以保证整体装置在水底保持稳定性，保证测量地点的精确性，进而有利于提高整体装置在测量过程中的稳定性和精确性。

在第一基柱顶端设有吊挂基体，且吊挂基体上设有吊挂环。本装置通常由船只或其他载具将其拖拽至合适地点后进行投放，吊挂环主要通过连接绳体与载具进行连接。

根据本发明一实施例所示，转动圆球与凹状通槽之间设有滚珠。

通过在转动圆球与凹状通槽之间设有滚珠，使得转动圆球与凹状通槽之间的滑动摩擦变成滚动摩擦，进一步降低了摩擦系数和摩擦阻力，进而使得当整体装置发生倾斜或是较大的水流冲击时，第一垂杆会通过上述设置快速保持竖直向下的姿态，进而保证多个地磁测量装置始终保持在同一平面上，有利于当整体装置遇到突发情况时依旧保持较高的测量精度，例如在水底遇到湍流或地形不平整的地方，可以快速使地磁测量组件保持水平并进行测量。

根据本发明一实施例所示，第一基柱底侧环绕设有第一转动环，第一转动环第一连接杆转动连接；

第一基柱上端设有导向盲孔，导向盲孔内同轴设有第一导向柱，第一导向柱顶端固联吊挂基体，第一导向柱底端设有与第一基柱轴线垂直设置的第一连接柱，第一连接柱贯穿第一基柱设置，第一基柱沿轴线设有贯通槽，贯通槽用于第一连接柱上下滑移；

第一基柱中部同轴设有拉伸基体，拉伸基体中部周向设有槽环，槽环内设有第二转动环，第二转动环与第一基柱同轴设置，第二转动环转动连接有多个第二连接杆，第二连接杆与第一连接杆一一对应设置，对应设置的第二连接杆端部设有移动件与第一连接杆滑动连接；

第一连接柱连接拉伸基体顶部与底端。

第一连接杆可以让第一转动环体旋转，且第一连接杆另一端设有地磁测量组件，从而地磁测量组件可绕第一转动环体旋转；拉伸基体通过第一连接柱与第一导向柱底端连接，同时拉伸基体设有第二转动环，第二转动环上转动连接有与第一连接杆设有一一对应的第二连接杆，进而使得当第一导向柱向上拉伸时，拉伸基体会随之向上移动，第二连接杆远离第一基柱端部设置的移动件会将第一连接杆向上拉伸，从而使得各第一连接杆向第一基柱收拢；反之，当第一导向柱向下运动时，会将第一连接杆向下打开，直到第一连接杆外端部设置的地磁测量组件与第一基柱同轴延伸设有地磁测量组件平齐时停止。

通过上述设计，其一可以保证整体装置在闲置或在运输过程中可以进行折叠，防止整体装置在闲置或运输过程中由于碰撞或者是摩擦导致损坏，通过可折叠的设计可以降低碰撞损坏的概率；其二，当整体装置在使用过程中，即整体装置在水中下降的过程中，通过拉升基体向上移动会使整体呈现流线型，会降低水体给整体装置的阻力，有利于整体装置下潜速度，并且下潜速度越快对目标地点的精度随之越高，即对目标测量位置的测量精度会提升；其三，当第一导向柱向下运动时，对使得各地磁测量组件齐平时停止，进而保证装置测量时的精准度；同时，由于第一连接杆体端部设置的地磁测量组件中的第一垂杆会保持与重力相同的方向，进而可以当整体装置在水中下降过程中，若遇到涡流和暗流时，地磁测量组件会通过惯性使其防止发生自身的旋转或侧翻，进而可以保证整体装置对目标地点的测量精度。

根据本发明一实施例所示，第一基柱顶端同轴设有第二基体，第二基体包括上下间隔设置的第一板体和第二板体，第一板体和第二板体之间通过连接第二连接柱连接；

所说第二板体下侧面同轴连接第一基柱顶端，吊挂基体靠近第二板体一侧垂直对称设有多个第二导向柱，第二板体上对应第二导向柱设置多个导向孔，第二导向柱可沿导向滑移；

第一板体上设有对应吊挂环设有吊挂环孔。

吊挂基体靠近第二板体一侧垂直对称设有多个第二导向柱，第二板体上对应第二导向柱设置多个导向孔，第二导向柱可沿导向滑移，可以使得第一基柱在其轴向方向上运动的稳定性，防止在拉伸过程中在暗流或湍流的作用下，第一导向柱受到横向力从而导致断裂的情况发生；多个导向柱和导向孔的设置，可以进一步提高第一导向柱沿轴向运动的速度，可以降整体装置降低收缩或打开状态过程中的时间，提高整体装置的效率。

根据本发明一实施例所示，第二板体靠近吊挂基体处设有磁控开关仓，吊挂基体与磁控开关舱相对一侧设有磁铁，磁铁用于控制磁控开关舱的开关。

磁控开关舱用于对底部地磁测量装置进行开关，通过在吊挂基体相对磁控开关舱一侧设有磁铁，可以使得整体装置在吊挂基体靠近磁控开关舱时，使得各地磁测量装置开始工作；进而使得在吊挂环被上拉时，吊挂基体也随之向上移动，磁控开关舱与吊挂基体相分开，从而地磁测量装置停止工作。有利于保证对能源的节约，有利于单次航行可以测量更多的地点，提高测量的效率。

更进一步的，磁控开关舱一侧设有电池仓。电池仓可以与各个电子器件连接，保证当整体装置若在水下遇到紧急情况，可以通过电池仓为整体装置进行供电；同时电池仓的设置，还可以提高整体装置的续航能力，进一步提高装置的检测效率。

根据本发明一实施例所示，第一基柱外侧设有第一基体，第一基体设于第二基体下方，第一基体与第二基体连接，第一基体底部低于地磁总量测量装置设置；

第一基体底部对称设有多个防陷组件。

通过在第一基柱外侧设有第一基体，第一基体外框架将第一基柱以及各地磁测量组件囊括其中，有利于防止外部冲击对第一基柱以及各地磁测量组件的影响，有利于防止水体中的漂浮的部分碎片或杂质对整体装置产生冲击，进一步提高整体装置的测量精度；此外，在第一基体底部设有多个防陷组件，可以防止设备下陷过深，保证整体装置处于合理位置进行测量，同时还可以保证整体装置在上拉过程中减少阻尼。

根据本发明一实施例所示，防陷组件包括多个垂直并排设置的防下陷阻尼碗，多个防下陷阻尼碗通过第三连接杆贯穿连接；

防下陷阻尼碗弧面凸起设置。

通过多个垂直并排设置的防下陷阻尼碗，在水体流过时，水体会沿防下陷阻尼碗外壁流动，由于防下陷阻尼碗是凸起设置，上部会形成负压，向上的流速会大于向下的流速，进而使得水体会沿防下陷阻尼碗向上流动，进而会带动防下陷阻尼碗周围的泥沙或泥土向上运动，防止堆集在防下陷阻尼碗周围。同时防下陷阻尼碗下部宽大，可以有效的防止整体装置陷过深，保证整体装置处于合理位置进行测量，同时还可以保证整体装置在上拉过程中减少阻尼。

根据本发明一实施例所示，第一基体外侧环绕设置有导流组件，导流组件包括多个横向并排设置的导流板体，导流板体两侧通过转轴与第一基体连接，导流板体可绕转轴转动。

通过在第一基体外侧环绕设置导流组件，通过多个横向设置的导流板体可以降低整体装置的水阻，防止整体装置在测量过程中或者在下放过程中，受水流影响过大导致测量产生偏差；此外，导流板在水流经过时会产生一个向下的力，保证整体装置稳定设置与要测量的位置上，防止整体装置在测量过程中跑偏；另外，通过设置有多个横向并排设置的导流板，可以进一步对地磁测量组件进行保护，有利于防止水体中的漂浮的部分碎片或杂质对整体装置产生冲击，进一步提高整体装置的测量精度。

附图说明

图1为一种高分辨率海洋磁力的近底精密探测装置整体示意图；

图2为图一中I处放大图；

图3一种高分辨率海洋磁力的近底精密探测装置第二基体局部示意图；

图4为地磁测量组件整体示意图；

图5为地磁测量组件剖视示意图；

图6为防陷组件正视示意图；

图7为实施例2中一种高分辨率海洋磁力的近底精密探测装置整体示意图；

图8为一种高分辨率海洋磁力的近底精密探测方法流程示意图。

附图标号：第一基柱100，第一连接杆101，导向盲孔102，第一连接柱103，贯通槽104，吊挂基体110，吊挂环111，第一转动环120，拉伸基体130，槽环131，第二转动环132，第二连接杆133，移动件134，地磁测量组件200，测量基体210，凹状通槽211，转动圆球220，第一垂杆230，地磁测量装置231，增重组件232，调节螺母233，第二基体300，第二连接柱301，第一板体310，吊挂环孔311，第二板体320，第二导向柱321，导向孔322，磁控开关仓330，磁铁331，电池仓332，第一基体400，导流组件410，导流板体411，防陷组件500，防下陷阻尼碗510，第三连接杆520。

具体实施方式

以下结合具体实施方式和附图对本发明的技术方案作进一步详细描述：

实施例1：

如图1、2、3、4所示，本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：

一种高分辨率海洋磁力的近底精密探测装置，包括，

第一基柱100，第一基柱100底端同轴延伸设有地磁测量组件200；第一基柱100底侧环绕对称设置有多个地磁测量组件200，地磁测量组件200通过第一连接杆101与第一基柱100连接；

地磁测量组件200包括测量基体210，测量基体210上端设有凹状通槽211，凹状通槽211内配合设置有转动圆球220，转动圆球220可在凹状通槽211内转动；转动圆球220下方垂直设有第一垂杆230，第一垂杆230底端设有地磁测量装置231，地磁测量装置231距离第一垂杆230远的一侧设有增重组件232，第一垂杆230靠近转动圆球220一端设有调节螺母233；

第一基柱100顶端设有吊挂基体110，吊挂基体110上设有吊挂环111。

通过对整体装置的设置，第一基柱100底端同轴延伸设有地磁测量组件200，此测量组件用于对地磁总量进行测量和记录；并且在第一基柱100底侧环绕设置有多个地磁测量组件200，对称环绕设置的地磁测量组件200用于对地磁分量进行测量和记录，对称环绕的设置可以降低测量的误差，提高整体装置的精度，通过同时对地磁总量和地磁分量同时进行测量和记录，即实现了总量和分量一体化测量技术，在载体近场复杂环境中，实现总场和分量的一体化测量，总场测量结果用于分量的改正，提高磁场测量精度和校正效果。

更进一步的，各地磁测量组件200处于同一水平面。底侧环绕对称设置的多个地磁测量组件200通过第一连接杆101与第一基柱100连接，通过控制第一连接杆101的高度，进而对地磁测量组件200的位置进行控制，可以使得各个地磁测量组件200处于同一水平面，与现有技术相比无法保证地磁总量测量装置和地磁分量测量装置处于同一水平面，本发明可以极大的提高对测量的准确性。

通过对地磁测量组件200的设置，在测量基体210上设置凹状通槽211并且在内设有转动圆球220，使得转动圆球220可以在凹状通槽211内转动，转动圆球220下方垂直设有第一垂杆230，第一垂杆230底端设有地磁测量装置231，地磁测量装置231距离第一垂杆230远的一侧设有增重组件232，即可以通过重力的作用使得增重组件232始终是竖直向下的，从而与增重组件232相连接的地磁测量装置231也会保持水平状态，即对地磁总量测量的地磁测量组件200和对地磁分量进行测量的地磁测量组件200时刻保持水平状态，且一直处于同一水平面，大大的增加了测量的准确率；调节螺母233可以对第一垂杆230可转动的角度进行调节，同时还可以防止转动圆球220从凹状通槽211滚出，提高整体装置稳定性，同时，通过调节螺母233的设置，方便地磁测量组件200拆卸，提高整体装置更换和维护的便捷程度。

更进一步的，增重组件232为铁质或PVC。在保证重量的同时可以降低对环境的污染，同时通过对增重组件232的设置，可以对其上部的地磁测量装置231进行保护，防止在整体装置从海面下沉到水底的过程中底部刮蹭或碰撞导致对地磁测量装置231造成损坏；采用高密度增重组件232，还可以保证整体装置在水底保持稳定性，保证测量地点的精确性，进而有利于提高整体装置在测量过程中的稳定性和精确性。

在第一基柱100顶端设有吊挂基体110，且吊挂基体110上设有吊挂环111。本装置通常由船只或其他载具将其拖拽至合适地点后进行投放，吊挂环111主要通过连接绳体与载具进行连接。

如图5所示，转动圆球220与凹状通槽211之间设有滚珠221。

通过在转动圆球220与凹状通槽211之间设有滚珠221，使得转动圆球220与凹状通槽211之间的滑动摩擦变成滚动摩擦，进一步降低了摩擦系数和摩擦阻力，进而使得当整体装置发生倾斜或是较大的水流冲击时，第一垂杆230会通过上述设置快速保持竖直向下的姿态，进而保证多个地磁测量装置231始终保持在同一平面上，有利于当整体装置遇到突发情况时依旧保持较高的测量精度，例如在水底遇到湍流或地形不平整的地方，可以快速使地磁测量组件200保持水平并进行测量。

如图1、2所示，第一基柱100底侧环绕设有第一转动环120，第一转动环120第一连接杆101转动连接；

第一基柱100上端设有导向盲孔102，导向盲孔102内同轴设有第一导向柱，第一导向柱顶端固联吊挂基体110，第一导向柱底端设有与第一基柱100轴线垂直设置的第一连接柱103，第一连接柱103贯穿第一基柱100设置，第一基柱100沿轴线设有贯通槽104，贯通槽104用于第一连接柱103上下滑移；

第一基柱100中部同轴设有拉伸基体130，拉伸基体130中部周向设有槽环131，槽环131内设有第二转动环132，第二转动环132与第一基柱100同轴设置，第二转动环132转动连接有多个第二连接杆133，第二连接杆133与第一连接杆101一一对应设置，对应设置的第二连接杆133端部设有移动件134与第一连接杆101滑动连接；

第一连接柱103连接拉伸基体130顶部与底端。

第一连接杆101可以让第一转动环120体旋转，且第一连接杆101另一端设有地磁测量组件200，从而地磁测量组件200可绕第一转动环120体旋转；拉伸基体130通过第一连接柱103与第一导向柱底端连接，同时拉伸基体130设有第二转动环132，第二转动环132上转动连接有与第一连接杆101设有一一对应的第二连接杆133，进而使得当第一导向柱向上拉伸时，拉伸基体130会随之向上移动，第二连接杆133远离第一基柱100端部设置的移动件134会将第一连接杆101向上拉伸，从而使得各第一连接杆101向第一基柱100收拢；反之，当第一导向柱向下运动时，会将第一连接杆101向下打开，直到第一连接杆101外端部设置的地磁测量组件200与第一基柱100同轴延伸设有地磁测量组件200平齐时停止。

通过上述设计，其一可以保证整体装置在闲置或在运输过程中可以进行折叠，防止整体装置在闲置或运输过程中由于碰撞或者是摩擦导致损坏，通过可折叠的设计可以降低碰撞损坏的概率；其二，当整体装置在使用过程中，即整体装置在水中下降的过程中，通过拉升基体向上移动会使整体呈现流线型，会降低水体给整体装置的阻力，有利于整体装置下潜速度，并且下潜速度越快对目标地点的精度随之越高，即对目标测量位置的测量精度会提升；其三，当第一导向柱向下运动时，对使得各地磁测量组件200齐平时停止，进而保证装置测量时的精准度；同时，由于第一连接杆101体端部设置的地磁测量组件200中的第一垂杆230会保持与重力相同的方向，进而可以当整体装置在水中下降过程中，若遇到涡流和暗流时，地磁测量组件200会通过惯性使其防止发生自身的旋转或侧翻，进而可以保证整体装置对目标地点的测量精度。

如图1、3所示，第一基柱100顶端同轴设有第二基体300，第二基体300包括上下间隔设置的第一板体310和第二板体320，第一板体310和第二板体320之间通过多个第二连接柱301连接；

所说第二板体320下侧面同轴连接第一基柱100顶端，吊挂基体110靠近第二板体320一侧垂直对称设有多个第二导向柱321，第二板体320上对应第二导向柱321设置多个导向孔322，第二导向柱321可沿第一基柱100轴向上下滑移；

第一板体310上设有对应吊挂环111设有吊挂环孔311。

吊挂基体110靠近第二板体320一侧垂直对称设有多个第二导向柱321，第二板体320上对应第二导向柱321设置多个导向孔322，第二导向柱321可沿导向滑移，可以使得第一基柱100在其轴向方向上运动的稳定性，防止在拉伸过程中在暗流或湍流的作用下，第一导向柱受到横向力从而导致断裂的情况发生；多个导向柱和导向孔322的设置，可以进一步提高第一导向柱沿轴向运动的速度，可以降整体装置降低收缩或打开状态过程中的时间，提高整体装置的效率。

如图3所示，第二板体320靠近吊挂基体110处设有磁控开关仓330，吊挂基体110与磁控开关仓330相对一侧设有磁铁331，磁铁331用于控制磁控开关仓330的开关。

磁控开关仓330用于对底部地磁测量装置231进行开关，通过在吊挂基体110相对磁控开关仓330一侧设有磁铁331，可以使得整体装置在吊挂基体110靠近磁控开关仓330时，使得各地磁测量装置231开始工作；进而使得在吊挂环111被上拉时，吊挂基体110也随之向上移动，磁控开关仓330与吊挂基体110相分开，从而地磁测量装置231停止工作。有利于保证对能源的节约，有利于单次航行可以测量更多的地点，提高测量的效率。

更进一步的，如图3所示，磁控开关仓330一侧设有电池仓332。电池仓332可以与各个电子器件连接，保证当整体装置若在水下遇到紧急情况，可以通过电池仓332为整体装置进行供电；同时电池仓332的设置，还可以提高整体装置的续航能力，进一步提高装置的检测效率。

如图1所示，第一基柱100外侧设有第一基体400，第一基体400设于第二基体300下方，第一基体400与第二基体300连接，第一基体400底部低于地磁测量装置200设置；

第一基体400底部对称设有多个防陷组件500。

通过在第一基柱100外侧设有第一基体400，第一基体400外框架将第一基柱100以及各地磁测量组件200囊括其中，有利于防止外部冲击对第一基柱100以及各地磁测量组件200的影响，有利于防止水体中的漂浮的部分碎片或杂质对整体装置产生冲击，进一步提高整体装置的测量精度；此外，在第一基体400底部设有多个防陷组件500，可以防止设备下陷过深，保证整体装置处于合理位置进行测量，同时还可以保证整体装置在上拉过程中减少阻尼。

如图1、6所示，防陷组件500包括多个垂直并排设置的防下陷阻尼碗510，多个防下陷阻尼碗510通过第三连接杆520贯穿连接；

防下陷阻尼碗510弧面凸起设置。

通过多个垂直并排设置的防下陷阻尼碗510，在水体流过时，水体会沿防下陷阻尼碗510外壁流动，由于防下陷阻尼碗510是凸起设置，上部会形成负压，向上的流速会大于向下的流速，进而使得水体会沿防下陷阻尼碗510向上流动，进而会带动防下陷阻尼碗510周围的泥沙或泥土向上运动，防止堆集在防下陷阻尼碗510周围。同时防下陷阻尼碗510下部宽大，可以有效的防止整体装置陷过深，保证整体装置处于合理位置进行测量，同时还可以保证整体装置在上拉过程中减少阻尼。

实施例2：

图7示意性的显示了根据本发明另一种高分辨率海洋磁力的近底精密探测装置，与实施例1不同之处在于：

第一基体400外侧环绕设置有导流组件410，导流组件410包括多个横向并排设置的导流板体411，导流板体411两侧通过转轴与第一基体400连接，导流板体411可绕转轴转动。

通过在第一基体400外侧环绕设置导流组件410，通过多个横向设置的导流板体411可以降低整体装置的水阻，防止整体装置在测量过程中或者在下放过程中，受水流影响过大导致测量产生偏差；此外，导流板体411在水流经过时会产生一个向下的力，保证整体装置稳定设置与要测量的位置上，防止整体装置在测量过程中跑偏；另外，通过设置有多个横向并排设置的导流板体411，可以进一步对地磁测量组件200进行保护，有利于防止水体中的漂浮的部分碎片或杂质对整体装置产生冲击，进一步提高整体装置的测量精度；同时，导流板体411在整体装置下沉过程中，还可以起到缓速作用，防止下落速度过快导致在于水体贴合时导致部分零件损坏。

实施例3：

如图8所示，本发明还提供一种精校准方法。

首先，载体坐标系中测量的地磁场可表示为

其中，为环境地磁场，/>为载体磁感应矩阵，/>即为载体磁场，/>为剩余场。在载体磁标定试验中，由给定已知的/>，进行最小二乘解迭代计算/>和/>。在测线测量中，由/>、/>和/>推算/>。如果载体较大和船速较快，在载体磁标定试验和测线测量中尽可能考虑涡流磁场影响。

其中，即需要在载体磁标定试验中与/>和/>一起求解的，/>为时间导数。

由载体的艏向、横摇和纵倾角表示的大地坐标系与船坐标系之间的变换矩阵为，则，大地坐标系中环境地磁场为

由此实现环境地磁场在这两个坐标系下的变换。

其次，我们对载体磁场的三分量测量及标定。由于三分量传感器搭载的科考船或者其他载体的含铁/顺铁结构会产生相应的磁效应。由于这个效应可能会在测量值中产生几千纳特的影响，所以要进行载体磁场标定。

在载体坐标系统下，载体地磁三分量测量出来的可以解释成地球磁场矢量/>和载体磁干扰场/>的总和，即：

（2）

其中下标“s”表示在载体坐标系中。

由载体产生的磁场矢量可以描述为载体钢铁部分产生的剩余磁场、感应磁场以及涡电流的总和。这些部分组成了测量信号中的干扰场。即：

（3）

其中，是指剩余磁场，其主要是由于钢板的剩余磁化引起的。/>是指由于在地球磁场的影响下载体钢铁部分磁化的感应磁场。在载体坐标系下，感应磁场每个分量的对应关系如下：

（4）

其中（i，j=1，2，3）是指感应系数；/>、/>、/>表示感应磁场在三个方向的分量；/>、/>、/>分别表示地球磁场在三个方向的分量。方程式（4）可以写成：

（5）

在测得的信号中的最不显著干扰是由涡流造成的。电流是由在大地磁场的载体的运动从而产生与最初磁场相反方向的磁场感应。这个效果不是很明显因为船航行速度不是很快。但是，它已经在模型中被纳入因为其影响力不能完全排除由于在船磁场梯度大。在船体坐标系下，涡电流产生的每个磁场矢量分量的对应关系如下：

（6）

根据方程（6），由涡电流产生的感应船磁取决于周围地磁场和船磁干扰场。将方程式（2）带入，这个矩阵形式可以写成：

（7）

综合上述所列方程式，测量磁场可以由以下形式的出：

（8）

将船体坐标系转换到大地坐标系下时，可以替换成：

（9）

下标“e”表示在大地坐标系中

即，方程式（9）表示为：

（10）

在实际测量过程中，由于船体在地磁场中运动是会产生感应电流，它能产生与感应磁场方向相反的涡流磁场。但当船体运动速度不是很大时，这种涡流磁场的影响比较小，所以在数据处理计算中，可以忽略涡流磁场的影响。所以方程式（10）变成：

（11）

根据此公式求出相应系数，然后可以计算出相应的大地磁场三个分量值，最后通过三个分量值求取总场值。

最后可以采用载体磁场模型解算与校正技术。目前载体坐标试验中一般仅采取地磁参考场来代替，使得其解算的载体磁场模型在不同时间、地点差异较大，增大了试验标定的难度，本发明采用测量总场来作为试验点处的参考点磁场，避免分量测量和IGRF估算结果不考虑参考点磁场时空变化的问题，提高载体磁场校正精度。

以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高分辨率海洋磁力的近底精密探测装置，其特征在于，包括，

第一基柱（100），所述第一基柱（100）底端同轴延伸设有地磁测量组件（200）；所述第一基柱（100）底侧环绕对称设置有多个地磁测量组件（200），所述地磁测量组件（200）通过第一连接杆（101）与第一基柱（100）连接；

所述地磁测量组件（200）包括测量基体（210），所述测量基体（210）上端设有凹状通槽（211），所述凹状通槽（211）内配合设置有转动圆球（220），所述转动圆球（220）可在凹状通槽（211）内转动；所述转动圆球（220）下方垂直设有第一垂杆（230），所述第一垂杆（230）底端设有地磁测量装置（231），所述地磁测量装置（231）距离第一垂杆（230）远的一侧设有增重组件（232），所述第一垂杆（230）靠近转动圆球（220）一端设有调节螺母（233）；

所述第一基柱（100）顶端设有吊挂基体（110），所述吊挂基体（110）上设有吊挂环（111）。

2.根据权利要求1所述一种高分辨率海洋磁力的近底精密探测装置，其特征在于，所述转动圆球（220）与凹状通槽（211）之间设有滚珠（221）。

3.根据权利要求1所述一种高分辨率海洋磁力的近底精密探测装置，其特征在于，所述第一基柱（100）底侧环绕设有第一转动环（120），所述第一转动环（120）与第一连接杆（101）转动连接；

所述第一基柱（100）上端设有导向盲孔（102），所述导向盲孔（102）内同轴设有第一导向柱，所述第一导向柱顶端固联吊挂基体（110），所述第一导向柱底端设有与第一基柱（100）轴线垂直设置的第一连接柱（103），所述第一连接柱（103）贯穿第一基柱（100）设置，所述第一基柱（100）沿轴线设有贯通槽（104），所述贯通槽（104）用于第一连接柱（103）上下滑移；

所述第一基柱（100）中部同轴设有拉伸基体（130），所述拉伸基体（130）中部周向设有槽环（131），所述槽环（131）内设有第二转动环（132），所述第二转动环（132）与第一基柱（100）同轴设置，所述第二转动环（132）转动连接有多个第二连接杆（133），所述第二连接杆（133）与第一连接杆（101）一一对应设置，对应设置的第二连接杆（133）端部设有移动件（134）与第一连接杆（101）滑动连接；

所述第一连接柱（103）连接拉伸基体（130）顶部与底端。

4.根据权利要求3所述一种高分辨率海洋磁力的近底精密探测装置，其特征在于，所述第一基柱（100）顶端同轴设有第二基体（300），所述第二基体（300）包括上下间隔设置的第一板体（310）和第二板体（320），所述第一板体（310）和第二板体（320）之间通过多个第二连接柱（301）连接；

所说第二板体（320）下侧面同轴连接第一基柱（100）顶端，所述吊挂基体（110）靠近第二板体（320）一侧垂直对称设有多个第二导向柱（321），所述第二板体（320）上对应第二导向柱（321）设置多个导向孔（322），所述第二导向柱（321）可沿第一基柱（100）轴向上下滑移；

所述第一板体（310）上设有对应吊挂环（111）设有吊挂环孔（311）。

5.根据权利要求4所述一种高分辨率海洋磁力的近底精密探测装置，其特征在于，所述第二板体（320）靠近吊挂基体（110）处设有磁控开关仓（330），所述吊挂基体（110）与磁控开关仓（330）相对一侧设有磁铁（331），所述磁铁（331）用于控制磁控开关仓（330）的开关。

6.根据权利要求5所述一种高分辨率海洋磁力的近底精密探测装置，其特征在于，所述第一基柱（100）外侧设有第一基体（400），所述第一基体（400）设于第二基体（300）下方，所述第一基体（400）与第二基体（300）连接，所述第一基体（400）底部低于地磁测量装置（200）设置；

所述第一基体（400）底部对称设有多个防陷组件（500）。

7.根据权利要求6所述一种高分辨率海洋磁力的近底精密探测装置，其特征在于，所述防陷组件（500）包括多个垂直并排设置的防下陷阻尼碗（510），多个所述防下陷阻尼碗（510）通过第三连接杆（520）贯穿连接；

所述防下陷阻尼碗（510）弧面凸起设置。

8.根据权利要求7所述一种高分辨率海洋磁力的近底精密探测装置，其特征在于，所述第一基体（400）外侧环绕设置有导流组件（410），所述导流组件（410）包括多个横向并排设置的导流板体（411），所述导流板体（411）两侧通过转轴与第一基体（400）连接，所述导流板体（411）可绕转轴转动。

9.一种高分辨率海洋磁力的精校准方法，其特征在于，采用如权利要求1-8任意一项所述的一种高分辨率海洋磁力的近底精密探测装置，包括如下步骤：

D1）进行环境地磁场在载体坐标系与大地坐标系下的变换；

D2）对载体磁场的三分量测量及标定并求取总场值；

D3）将测量总场作为试验点处的参考点磁场，采用载体磁场模型进行解算与校正。