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      海洋磁測儀器檢驗方法及其理論_環天世紀/HTGNSS

      2016-05-04 11:20:15 環天世紀HTGNSS 閱讀

      GPS定位系統的靜態試驗GPS定位系統有其理論定位精度,但實際的定位精度需要測定,并做出評價。一般出測前要在已知點進行時GPS定位精度比對試驗,采樣間隔不大于3min,時間持續不小于8h,其屬于等精度條件下的重復測量,根據觀測到的固定點坐標,求出GPS靜態定位時的經、緯度坐標數據的精度L,B。計算公式如下:B=1N-1∑Ni=1(Bi-B-)2L=1N-1∑Ni=1(Li-L-)2(1)式中:Li為測點的觀測值;L-,B-為算術平均值,B-=1N∑Ni=1Bi,L-=1N∑Ni=1Li;N為參加計算點的總數。

      由L,B就可以求出其測量精度,計算公式為:±2L+2B(2)由上式得到GPS定位系統的實際定位精度,然后作出評價,只有其合乎《規范》要求才能投入使用。否則,要進行固定偏差改正。

      海洋磁力儀系統的檢驗海洋磁力儀系統包括拖曳傳感器(磁力儀探頭)、探頭電子儀器部分、主機柜、拖曳電纜。本文以美國Geometrics公司研制的G881型銫光泵海洋磁力儀為例,對海洋磁力儀系統的檢驗方法進行研究。

      海洋磁力儀檢驗的項目和要求(1)儀器噪聲水平、靈敏度、磁測準確性及測程范圍等,應達到儀器出廠指標。(2)系統是否正常穩定,靈敏度(技術指標0.01nT),實測各項分別為1Hz~0.004nT,5Hz~0.01nT,10Hz~0.02nT.抖動度(不大于0.1nT),最大值為0.036nT.(3)靜態下儀器信噪比測定與要求,信噪比應不小于50.

      海洋磁力儀的動靜態試驗對磁力儀進行調試后,還必須對其持續工作狀態進行試驗,包括靜態試驗和動態試驗。海洋磁力儀靜態試驗靜態試驗時,將海洋磁力儀安裝在測量船上后,打開磁力儀,其它儀器不工作。磁力儀持續工作時間應不少于24h,采樣間隔不少于10s,局部變化的測量值差,在10s內<0.5nT.

      對記錄的數據按如下公式計算其靜態時的精度: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磁力儀靜態穩定性評價分級Sn如所示:磁力儀靜態穩定性評價分級單位(nT)一級二級三級四級0.010.011~0.030.031~0.1大于0.1(不合格)由上式計算得到靜態時的精度后,根據評價指標判定其是否合乎任務要求。如果不合格,則需仔細查清原因,重新測定,直至滿足要求。

      海洋磁力儀動態試驗由于海洋磁力測量存在明顯的動態性和船磁效應,為了保證海洋磁力儀動態下的測量精度并很好地消除船磁效應,還必須進行儀器動態穩定性試驗和船磁試驗。

      (1)磁力儀動態穩定性試驗海洋磁力儀海上試驗應選擇磁力梯度變化較小,便于船只轉向,水深大于20m,風流較小,無漁網和無水下障礙物的開闊海區。試驗期間測量船應保持勻速直線航行,避免大的轉向和航速突變。采樣間隔不大于為10s,連續觀測時間不小于30min,取整條測線的數據(舍去水平梯度>100nT/km異常上的測點值)按下列公式計算磁測精度: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為參加計算的測點數;Bi為第i點上的磁測數據Ti的四階差分值。

      海洋磁力儀動態穩定性評價指標Si為靜態穩定性評價指標的倍數,如所示:磁力儀動態穩定性評價分級單位(nT)一級二級三級四級8.0Sn8.1~14.0Sn14.1~20.0Sn大于20.0Sn(不合格)計算得到實際的動態磁測精度后,根據評價指標來判定其是否合乎任務要求。如果不合格,則需仔細查清其原因,重新測定,直至滿足要求。另外,還應該選擇不同測量船速,對海洋磁力儀磁測數據質量和信號強度測試。

      (2)船磁影響試驗海洋磁力測量船磁影響試驗包括拖纜沉放深度和長度試驗及船磁八方位試驗。船磁試驗海區條件同海洋磁力儀動態試驗。

      a.拖纜長度和沉放深度的試驗不同的儀器、不同測量船在不同海區作業,拖纜長度應該通過試驗來確定拖魚的最佳拖曳距離和深度。試驗方法如下:測量船在測區沿著磁子午線往返航行,不斷改變拖曳距離,在噪聲不斷增加的情況下,記錄的抖動度不變即為最佳拖曳距離。為了盡量使拖魚穩定,根據船速的快慢,適當的在拖魚上予以無磁性配重,觀測儀器的噪聲和記錄質量,選擇最佳的拖放深度。

      b.船磁八方位試驗在試驗海區選定一基點,在基點拋設一固定無磁性浮標,并設計8條測線通過基點。測船沿著航跡進行試驗并保證船艏、船艉、拖魚三點呈一直線通過基點,測得該點的測量值。測量值經日變改正后,作為方位校正曲線。為了保證船磁改正曲線的精度,船磁方位試驗應進行二到三次,航向誤差不得大于10°,航磁8方位標準擬合差不得大于±nT。=17∑8i=1(Ti()-T0)2(5)式中:T0為試驗測定的船磁校正基值;T0=18∑8i=1;T(i)為不同方位通過基點時的磁場強度值;T(i)為通過基點時刻地磁日變的影響。

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