高阶地磁场模型和海洋磁测数据航海导航应用研究

The order of the newest geomagnetic model has been as high as 720. The importance of the high order geomagnetic model, however, has not been paid enough attention. This project will investigate the application of the high order geomagnetic model in navigation. Through the combination and fusion of the high order geomagnetic model and marine geomagnetic data, a better regional geomagnetic model will be established. Based upon these data, the geomagnetic declination model with higher stability and accuracy will be computed. To get more accurate result, it is necessary to research various efficient algorithms for high order Legenre function. Making use of the high order geomagnetic model, geomagnetic data on grids can be computed and analyzed. Geomagnetic navigation possibility can also be evaluated and the navigatable area may be determined. The new high order geomagnetic model can replace the old low one, in order to improve the accuracy of ship-digaussing. The project may promote the exchange between geophysics and navigation disciplines. It has important researchable value and obvious military benefits.

融合了卫星磁测和地面台站观测数据的国际高阶地磁场模型已展开至高达720阶，它在不同领域的应用空间与潜力有待进一步开发。项目拟利用国际高阶地磁场模型和我国近海海域实测磁场数据，通过数据融合，研究和建立更适合我国近海的区域磁场模型。在此基础上开展地球磁场模型计算及其在航海导航中的应用研究。研究高阶地磁场模型计算海洋格网地磁数据的理论和算法，研究建立高分辨率和高精度的我国海域磁偏角格网数据；研究高阶Legendre函数高精度和高稳定性算法，用更高分辨率地磁模型代替以往的地磁模型，开展利用其提高海军舰船消磁的精度以及进行中国近海和重点海域地磁导航等研究。该项目对促进地球物理数据在航海导航方面的应用以及不同学科之间的交叉融合，具有重要的研究价值和明显的军事效益。

本项目利用国际高阶地磁场模型和我国近海海域实测磁场数据，通过数据融合，研究和建立更适合我国近海的区域磁场模型。并在此基础上开展地球磁场模型计算及其在航海导航中的应用研究。研究了高阶地磁场模型计算海洋格网地磁数据的理论和算法，建立高分辨率和高精度的我国海域磁偏角格网数据；研究了高阶Legendre函数高精度和高稳定性算法，用更高分辨率地磁模型代替以往的地磁模型，利用其提高了海军舰船消磁的精度；采用分层插值迭代法对海洋磁力测量资料进行垂直空间归算，并采用拖鱼入水深度数据设计仿真实验，以测线网交叉点不符值均方差为评价标准，讨论了两种迭代法将曲面观测资料归算到不同平面的效果，并研究了观测噪声对归算效果的影响；提出了一种利用三轴地磁传感器测定弹体姿态角的新方法。该方法利用构建的弹体姿态数学模型,分别推导出弹体滚转角、弹体俯仰角、弹体磁航向角的解算方程；提出了一种基于等效衰减磁矩的磁目标定位方法，建立了正六面体的测量模型，计算了正六面体中心点和侧面中心点的等效衰减磁矩，得到了磁偶极子目标的定位公式以及进行中国近海和重点海域地磁导航等研究。该项目对促进地球物理数据在航海导航方面的应用以及不同学科之间的交叉融合，具有重要的研究价值和明显的军事效益。