[发明专利]海底沉积物原位探测设备的方位角测量机构及方法

说明书

本发明提供一种海底沉积物原位探测设备的准实时方位角测量机构及方法，包括固定安装于科考船上的船上地磁矢量测量仪以及与原位探测设备固定到一起的水下测量单元；水下测量单元包括方位角测量传感模块、数据采集记录模块和供电电池；方位角测量传感模块包括MEMS微型固体摆以及水下地磁矢量测量仪。优点为：是一种用于在深海环境下开展海底沉积物原位探测过程中，调查设备的高精度、低附加值、操作简易的准实时方位角测量机构，本发明基于双矢量磁力仪测量数据，可在强磁场背景下精确获得原位探测设备的艏向角，具有抗干扰能力强、稳定性好以及测量重复性高等优点，有助于在海洋地质调查中有效开展定向的海底沉积物取样和原位探测。

技术领域

本发明属于定向测量技术领域，具体涉及一种带定向功能的海底沉积物原位探测设备的准实时方位角测量机构及方法。

背景技术

海底沉积物原位探测设备广泛应用于海洋地学研究和调查领域，在海洋地质调查中，有效开展“带定向功能的”海底沉积物原位探测和取样，可丰富海洋地质-地球物理调查信息，提高野外资料的采集质量，进而提升相关调查成果的研究水平。

在海底沉积物原位探测中，除采集沉积物样品和开展沉积物中的原位测量之外，采集原位探测过程中的姿态信息，可进一步拓展海洋科学研究的领域。例如，配备定姿态设备，可以获取定向柱状沉积物样品，为海洋磁学研究提供更加丰富的信息；配备定姿态设备，可以获得定向的物理量测量，实现物理量的矢量或者三分量的测量方式，这对研究海底表层流动活动所产生的物理-化学参量变化有积极意义。

海底沉积物原位探测设备的姿态，主要包括横摇角α、纵摇角β和艏向角γ；其中，艏向角γ代表了航向，相对于另外两个参数更具重要性。目前，艏向角γ的测量方法主要为直接测量方法，即：将磁传感器固定到原位探测设备上，使磁传感器和原位探测设备一起下水，然后，通过磁传感器测量地球磁场，再通过数学关系式计算方法，将地球磁场转换为艏向角γ。

上述艏向角γ测量方法主要具有以下不足：通常用于海洋调查的水下设备是为坚硬的钢铁制品，易产生较强的铁磁性物质的干扰。又由于地磁场比较弱，因此在实际应用时，不进行补偿校正，容易导致艏向角γ的误差比较大。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种海底沉积物原位探测设备的准实时方位角测量机构及方法，可有效解决上述问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种海底沉积物原位探测设备的准实时方位角测量机构，包括固定安装于科考船上的船上地磁矢量测量仪以及与原位探测设备固定到一起的水下测量单元；

其中，所述水下测量单元包括密封舱，内置于所述密封舱的方位角测量传感模块(2-4)、数据采集记录模块(2-6)和供电电池(2-2)；其中，所述方位角测量传感模块(2-4)包括MEMS微型固体摆以及水下地磁矢量测量仪；所述 MEMS微型固体摆和所述水下地磁矢量测量仪的输出端均连接到所述数据采集记录模块(2-6)的输入端；所述供电电池(2-2)分别与所述方位角测量传感模块(2-4)和所述数据采集记录模块(2-6)连接。

优选的，所述密封舱包括上盖(1-2)、中筒(1-3)和下盖(1-4)；

所述上盖(1-2)、所述中筒(1-3)和所述下盖(1-4)通过预压安装在一起；所述上盖(1-2)和所述中筒(1-3)之间加装上盖密封氟橡胶O型圈(2-1)密封；所述中筒(1-3)和所述下盖(1-4)之间加装下盖密封氟橡胶O型圈(2-5)密封；

所述上盖(1-2)的表面具有标识N(1-5)，用于安装时将标识N的一端对应地理北，方便整机的定向。