CN2872384Y - 自持式浮标地磁日变站 - Google Patents

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CN2872384Y CNU2006200814439U CN200620081443U CN2872384Y CN 2872384 Y CN2872384 Y CN 2872384Y CN U2006200814439 U CNU2006200814439 U CN U2006200814439U CN 200620081443 U CN200620081443 U CN 200620081443U CN 2872384 Y CN2872384 Y CN 2872384Y
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Abstract

一种自持式浮标地磁日变站，其特征是磁力仪探头、磁力仪接收机、DGPS接收机、数据实时采集器、卫星发报机电源和扩展模块安装在浮标体内的环型屏蔽无磁的金属容器中；浮标体的上面装有护栏；磁力仪探头保护罩焊接在浮标体上，磁力仪探头保护罩的顶部装有发报天线和DGPS天线，DGPS接收机的输出端口通过串口线与数据实时采集器的COM2输入端口连接；发报机的输入端口与数据实时采集器的COM4输出端口连接；扩展模块的输出端口通过串口线与数据实时采集器的输入端口COM3连接；本实用新型适合在深水、远海调查，可实时采集并发送磁力数据和DGPS数据，提高海洋磁力调查的精度。

Description

自持式浮标地磁日变站
技术领域
本实用新型涉及一种海洋地球物理调查装置，特别是涉及一种自持式浮标地磁日变站。
背景技术
在地磁测量中，地磁场的变化除了同地质构造和岩石磁性有关外，还同太阳引起的地磁场变化有关。因此，不论是在陆地和海洋地磁测量中，都必须在距测区一定范围内(＜300km)设立地磁日变观测站，对太阳引起的地磁场变化进行观测。在地磁数据处理时进行日变改正，从而消除日变的影响。在远海和大洋中的地磁调查中，由于调查船远离陆地，无法在有效控制范围内设立日变观测站，这就使得磁测数据的精度大大降低，甚至造成虚假异常，并进一步影响到地质解释成果的可信度和真实性。日变观测技术的落后已成为制约远洋磁力测量精度的主要因素，这对我国今后开展远洋磁测(如极地调查、大洋矿产资源调查等)将产生不利的影响。现有的地磁日变站(Base StationMagnetometer)是固定于某一位置用以记录地磁场随时间变化的一种磁力仪，目前国内外均有生产，例如加拿大Marine Magnetics公司的SENTINEL，由磁力仪探头和接收机组成。现有的地磁日变站都应用在陆地上，即使在海洋上进行磁力测量，也只能在陆地上设立日变观测站。目前，国内外还没有适合在深水、远海调查的地磁日变观测装置。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种适用于远海和大洋测量的自持式浮标地磁日变站，它能克服现有技术中的上述缺点。
一种自持式浮标地磁日变站，有磁力仪探头、磁力仪接收机、DGPS接收机、卫星发报机、电源和扩展模块，其特征是磁力仪探头、磁力仪接收机、DGPS接收机、数据实时采集器、卫星发报机电源和扩展模块安装在浮标体内的环型屏蔽无磁的金属容器中；浮标体底部连接一个重物；浮标体的上面装有护栏；磁力仪探头保护罩焊接在浮标体上，磁力仪探头保护罩的顶部装有发报天线和DGPS天线，DGPS接收机的输出端口通过串口线与数据实时采集器的COM2输入端口连接；发报机的输入端口与数据实时采集器的COM4输出端口连接；扩展模块的输出端口通过串口线与数据实时采集器的输入端口COM3连接；数据实时采集器的串行输入端口COM1与磁力仪接收机的输出端口连接；串行输入端口COM2与DGPS接收机的输出端口连接；串行输入端口COM3与扩展模块的输出端口连接；串行输出端口COM4与卫星发报机的输入端口连接；磁力仪接收机的输出端口通过串口线与数据实时采集器的COM1输入端口连接。
本实用新型将磁力仪、DGPS、卫星发报机和电源集成在浮标体上，适合在深水、远海调查，可实时采集并发送磁力数据和DGPS数据，提高海洋磁力调查的精度；本实用新型还提供了扩展模块，提高了浮标地磁日变站的综合利用能力，可以更广泛收集海洋环境资料；浮标体内采用环行屏蔽设计，可以克服其它电子仪器对磁力仪探头的影响。
附图说明
附图1为本实用新型的外部结构示意图。
附图2为其内部结构示意图。
具体实施方式
本实用新型的浮标体1起载体的作用，磁力仪探头8、磁力仪接收机9、DGPS接收机10，数据实时采集器11、卫星发报机12和扩展模块13都安装在浮标体1中。为增强浮标的稳定性，浮标体1底部通过铁链7连接一个重物6；为便于收放，浮标体1的上面装有护栏2；磁力仪探头保护罩3焊接在浮标体1上，它的顶部装有发报天线4和DGPS天线5。DGPS天线5和DGPS接收机10通过一根同轴电缆连接组成DGPS定位仪；DGPS接收机10的输出端口通过串口线与数据实时采集器11的COM2输入端口连接。卫星发报机12与发报天线4通过同轴电缆连接，发报机12的输入端口与数据实时采集器11的COM4输出端口连接。扩展模块13的输出端口通过串口线与数据实时采集器11的输入端口COM3连接。电源14的正极用导线分别连接DGPS接收机10、数据实时采集器11、卫星发报机12和扩展模块13的正极；电源14的负极用导线分别与DGPS接收机10，数据实时采集器11、卫星发报机12和扩展模块13的负极。磁力仪接收机9有自己的电源。海洋地球物理调查一个航次的时间通常都在一个月以上，因此本实用新型采用高性能、大容量的蓄电池作电源。所述的数据实时采集器11为已有的单片机，它由一个低功耗的嵌入式智能集成芯片(CPU)、外部非易失性存储器和一个多串口卡所组成。数据实时采集器11具有三个串行输入端口COM1、COM2和COM3，有一个串行输出端口COM4。COM1与磁力仪接收机9的输出端口连接；COM2与DGPS接收机10的输出端口连接；COM3与扩展模块13的输出端口连接；COM4与卫星发报机12的输入端口连接。数据实时采集器11可每一分钟或更长时间采集一次磁力数据和DGPS定位数据。采集到的磁力和定位数据由CPU处理后，除传送至卫星发报机12外，还应由外部非易失性存储器保存备份。为了能完全保存日变站工作期间的所有数据，应该选择能够驱动大容量存储器的具有存储器扩展内核的CPU。为了节约电源能量，CPU平时处于空闲模式，每分钟被唤醒一次，接收数据并完成相应处理工作后，再次进入空闲模式。卫星发报机12将数据采集器11接收的磁力值和定位信息进行调制编码加密，采用特定频率传送到国际海事卫星。数据传送周期可以选择，最短周期为1秒钟，为节约卫星使用费用和电源能量，可以选择选择一个较长的发送周期，例如一天发送一次。磁力仪是用来记录地磁场变化的仪器，它由磁力仪探头8和磁力仪接收机9组成，磁力仪探头8每分钟极化一次，以此来降低系统的功耗，磁力仪接收机9采集磁力数据并通过RS-232串口将数据实时传送到数据采集器11。为了适用于远海和大洋地磁调查的需要，本实用新型采用了广域DGPS以提高定位的精度，其DGPS天线5位于浮标体1的外部，用以接收卫星的定位信息，而DGPS接收机10则置于浮标的内部。DGPS接收标准的NMEA0183格式的数据，包含GGA和RMC信息，通过RS-232串口将数据传送到数据采集系统。浮标体1是本浮标式地磁日变站的载体，由于磁力测量的特殊性，首先要求浮标体1本身是无磁的；是严格密封的；除天线4、5外，所有的电子仪器都均匀分布在浮标体1内环型屏蔽无磁的金属容器(图中未画出)中，以消除电子仪器对磁力仪探头8的影响。
在开展远海或大洋磁力测量之前，首先要根据已有的资料，包括地磁场和海流的情况，在调查海区或附近选择地磁场背景相对比较平静，海流较小的海域，投放本自持式浮标地磁日变站；在整个测量进行的过程中，本浮标地磁日变站都在自动记录地磁场的变化和DGPS定位数据，发报机每隔半小时将数据发送到海洋卫星并传送到调查船上的接收装置，以供调查船上的工作人员随时掌握浮标的工作状态和所在位置等信息；测量结束后，再根据日变站传回的位置信息，调查船到相应的海区将本日变站回收，然后返航。
本实用新型还可以通过扩展模块13搭载其他类型的传感器，如温度、盐度、深度、气压等，扩展模块可以广泛收集资料，为海洋科学研究提供宝贵的数据，同时也提高了本实用新型的综合利用能力。扩展模块13提供一个RS-232串口连接到实时数据采集器11的COM3输入端口，可以根据具体工作的要求添加相应的仪器设备。
用本实用新型进行海洋地磁测量时，可以将它投放在测区的附近，自动记录地磁场的变化，测量结束后再将其回收，利用浮标地磁日变站记录的地磁日变资料对地磁场测量数据进行改正，就可以大大提高海洋地磁测量的精度。
本实用新型的电子部件都是已有的，它们的电路都是已知的，它们的连接关系已作了说明，因此本实用新型的电路就无需再说明了。

Claims (1)

1、一种自持式浮标地磁日变站，有磁力仪探头(8)、磁力仪接收机(9)、DGPS接收机(10)、卫星发报机(12)、电源(14)和扩展模块(13)，其特征是磁力仪探头(8)、磁力仪接收机(9)、DGPS接收机(10)、数据实时采集器(11)、卫星发报机(12)和扩展模块(13)安装在浮标体(1)内的环型屏蔽无磁的金属容器(15)中；浮标体(1)底部连接一个重物(6)；浮标体(1)的上面装有护栏(2)；磁力仪探头保护罩(3)焊接在浮标体(1)上，磁力仪探头保护罩(3)的顶部装有发报天线(4)和DGPS天线(5)，DGPS接收机(10)的输出端口通过串口线与数据实时采集器(11)的COM2输入端口连接；发报机(12)的输入端口与数据实时采集器(11)的COM4输出端口连接；扩展模块(13)的输出端口通过串口线与数据实时采集器(11)的输入端口COM3连接；数据实时采集器(11)的串行输入端口COM1与磁力仪接收机(9)的输出端口连接；串行输入端口COM2与DGPS接收机(10)的输出端口连接；串行输入端口COM3与扩展模块(13)的输出端口连接；串行输出端口COM4与卫星发报机(12)的输入端口连接；磁力仪接收机(9)的输出端口通过串口线与数据实时采集器(11)的COM1输入端口连接。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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