地球物理与空间信息学院海洋地球物理结课报告姓名：金焕班级：061102学号：20101001666专业：地球物理学 指导老师:张世晖 报告成绩：目录§ 1前言海洋地球物理勘探(marine geophysical prospecting)简称“海洋物探”，是通过地球物 理勘探方法研究海洋、海底地质的新方法之一目前，主要用来勘探油气田构造和某些海底沉积矿床海洋物探包括海洋重力、海洋磁 探、海洋地震等方法海洋物探的工作原理和地面物探方法相同,但工作场地是在海上，对 于仪器装备和工作方法都有特殊要求，需使用装有特制的船弦重力仪、海洋核子旋进磁力仪、 海洋地震检波器等仪器的勘探船进行工作海洋勘探船还装有各种无线电导航、卫星导航、 定位等设备海洋地球物理以物理学的思维与方法研究占地球三分之二面积的海洋系统20世纪地球科学迅猛发展，它的重大进展是海底扩张说与板块构造说的出现和海底大 洋的发现，以及前者所引发的地球科学思想革命，从固定论向活动论的思维转变海底研究对于20世纪地球科学发展的贡献极为巨大，而海洋地球物理是推动海底科学 研究的重要原动力海洋地球物理在20世纪地球科学的发展中有过辉煌的成就，占有十分重要的地位；在 新的21世纪里，海洋地球物理研究仍然保持着前沿科学的地位，继续推动着地球科学的进 展。
§2海洋定位方法2.1无线电定位系统无线电定位系统可以分为两种：(1) 通过测定船只与已知地理坐标的发射器之间的电磁波走时来定位(2) 通过测定数个固定发射站连续发送的电磁波的相位差来定位许多早期地球物理勘探都是用雷达来定位的，其概略精度可达50m或更小当要对海 山及洋脊进行详细研究时须把雷达固定在远离滑坡区的锚系浮标上结合天文或其它定位系 统得到的测距和方向能获得每个雷达定位的地理位置无线电定位技术按照其雷达波段发射频率可以分为以下三类：(1) 高频系统：传统的船用雷达工作频段是S波段1650—5200MHz或X波段5200— 11900MHz,它主要通过测定旋转定向天线和已知方位目标物之间的脉冲波的传输时间来定 位目前海洋地球物理测量最常用的高频电磁波系统的工作波段是200MHz—12GHz2) 中频系统：发射频率大约为1.5—51MHz，覆盖范围约800Km，在双曲线模式下这种 系统能为许多船只使用但在测距模式下会受分时序列时槽有效范围的限制3) 低频系统：10—300KHz波段的低频信号通常被用于距离陆地1000Km以上船只的导 航定位，精度一般在0.5—4Km之间于1958年投入使用的美国的罗兰一 C系统和俄国的 Chayka系统使用的都是从岸台同时发射的编码式连续脉冲波信号。
2.2卫星定位系统2.2.1子午卫星导航系统当卫星向当地天顶运行时，接收频率要比发射频率高，反之亦然多普勒频移方法能精 确地给出卫星与接收站间的距离由时频曲线斜率可得到卫星轨道平面和接收器中见面间的 经度差值，而接收器与南北轨道卫星的纬度在最近点处几乎相同20世纪60年代早期，美国发射了几颗用于军事定位的大致绕极的子午卫星，几乎在同 一时期前苏联研制出了一种叫做Tsikada的相似系统美国NNSS系统的工作频率为150MHz 和400MHz,定位精度约100m，该系统首先是由Talwani等人将其应用于非军事目的近海调 查子午卫星导航系统在20世纪90年代以前20多年中一直是一种重要的定位方式，尤其 是在深海子午卫星导航系统的发展是导航定位史上的一个里程碑，但不足的是它不能进行连续定 位后来美国国防部研制出来的GPS定位系统取代了它2.2.2 GPS 和 GLONASS为解决子午卫星导航不能进行连续定位的问题，美国国防部研制出了 GPS定位系统 该系统共由24颗卫星组成，可在全球范围内进行连续定位俄国研制成功的GLONASS系 统也可以在全球范围内进行连续定位2.2.3中国北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统将于2012年前具备亚太地区区域服务能力，2020年左右建成由30 余颗卫星、地面段和各类用户终端构成的、覆盖全球的大型航天系统。
2.3惯性导航惯性导航也可称为船位推算法，它是以测量天文坐标系内已知方向上的加速度为基础 的，再对加速度从已知点开始进行双重积分便可获得自身在天文体系及大地坐标系内的坐标 值陀螺仪能有效地保证加速度在惯性空间中保持方向不变，通过三个旋转矩阵可把计算得 到的位移转化到大地坐标系下相应的值;另外也可以采用加速度计在大地坐标系内连续旋转 来达到同样的目的最近陀螺仪组建制造技术的进步已有效地降低了它的偏移率惯性导航系统的应用平台 主要有直升飞机、固定翼飞机、潜水艇及军用平台等等但是由于该系统会产生较高的偏移 率，所以到目前为止还没有成为海洋地球物理调查中的常规定位方法2.4声呐导航定位多普勒声呐定位通过对船只相对于海底的瞬时速度积分得到船相对于已知点的距离和 方位多普勒声呐主要应用于大陆架区，水深超过200—400m时，误差较大海底声应答器定位是以利用声脉冲发射机和声应答器计算距离为基础的声学定位系统, 为海面船只和水下仪器提供了一种精确定位的重要方法2.5组合导航系统在地球物理调查定位中可在同一艘船上使用多种定位技术在大多数平台上通常将多种 方法联合使用以便最大限度地发挥每种方法的优点可以自动从一种定位系统转换到另一 种，以获得精确坐标。
在能够跟岸上站点或固定的近岸平台取得联系的地区，经常将差分GPS与高频电磁波 定位系统如Syledis何Pulse 8-II联合使用GPS问世以前，在进行大陆架调查时经常利用多 普勒声呐和无线电定位来推算子午仪卫星定位之间的位置尤其当收到天波干扰或船只位于 发射器覆盖区边缘时，多普勒声呐技术就显得特别有用在公海，罗兰一C系统和奥米伽系 统可相互插值电磁计程仪和罗经读数联合使用可测定船速虽然目前在海洋地球物理工作中广泛采用卫星定位系统，但你GPS和GLONASS也会 因微小的卫星功能出错警报而降低精度，另外现在的轨道数据发布翻拍还不能令使用者及时 收到卫星功能出错的实时警报因而在建立一个庞大的民用全球卫星定位系统以前，基于固 定发射器的独立无线电定位系统仍将是近海地球物理工作服务的组合导航系统的重要组成 部分§3海洋测深§4海洋重力勘探4.1重力勘探以研究对象(矿产资源或地质构造)与围岩存在着密度差异为前提条件的，从观测重力 值中去掉与研究对象无关的各种因素的影响，获得单纯由矿体或构造等密度不均匀体产生的 重力异常，通过对异常的处理、反演、解释，达到找矿勘探和研究地质构造的目的什么是重力异常重力的变化包括随不同测点位置的空间变化以及同一测点的重力随时间的变化。
引起重力空间变化的因素是：地球不是一个正球体，近似于两极压缩的扁球体，地表面又是起伏不平的，这将引起约6^10gu.(6000mGal)的重力变化；地球绕一定的轴旋转，这能使重力有3.4X10^4. (3400mGal)的变化；地下物质密度分布不均匀能引起几千g.u.(几百mGal)的重力变化重力勘探法正是利用地下物质密度分布不均匀这一因素所引起的。