海洋感应电磁场算法、系统、计算机设备和存储介质的制作方法

技术特征：
1.一种海洋感应电磁场算法，其特征在于，所述海洋感应电磁场算法包括：获取观测点的大地坐标系，根据大地坐标系确定观测点的地磁场强度；获取观测点所在海域的洋流运动参数，根据所述地磁场强度和洋流运动参数确定观测点的第一感应磁场和第一感应电场；获取观测点所在海域的潮波运动参数，根据所述地磁场强度和潮波运动参数确定观测点的第二感应磁场和第二感应电场；设定所述第二感应磁场和所述第二感应电场的偏差范围，分别判断所述第一感应磁场和所述第一感应电场是否都在所述偏差范围内；若是，输出所述第一感应磁场和所述第一感应电场。2.根据权利要求1所述的海洋感应电磁场算法，其特征在于，所述获取观测点的大地坐标系，根据大地坐标系确定观测点的地磁场强度，包括如下步骤：获取若干个不同地域的磁感应强度，确定有限个高斯系数，建构含高斯参数的地磁场强度表达式；在不同时间点，获取观测点的高斯系数，确定高斯系数随时间的变化规律；根据高斯系数的变化规律，确定某一时刻观测点的高斯系数；根据某一时刻观测点的高斯系数，确定观测点的所述地磁场强度。3.根据权利要求1所述的海洋感应电磁场算法，其特征在于，所述根据所述地磁场强度和洋流运动参数确定观测点的第一感应磁场和第一感应电场，包括以下步骤：获取观测点所在海域的洋流层的厚度；将所述洋流层分割为若干个洋流分层，通过速度测量装置测得每一洋流分层的海水流动速度；根据海水流动速度和所述地磁场强度计算出每一洋流分层的感应电流，得到所述第一感应电场；根据毕奥-萨伐尔定律，计算出每一洋流分层的感应电流在观测点上产生的感应磁场，叠加所有感应磁场得到所述第一感应磁场。4.根据权利要求3所述的海洋感应电磁场算法，其特征在于，所述根据毕奥-萨伐尔定律，计算出每一洋流分层的感应电流在观测点上产生的感应磁场，叠加所有感应磁场得到所述第一感应磁场，包括以下步骤：获取观测点所在的海域的垂直空间高度，将海域分为空气层、所述洋流层和沉积层；根据毕奥-萨伐尔定律，计算出每一洋流分层的感应电流在观测点上产生的感应磁场；根据静电场唯一性定理，用每一洋流分层的感应电流计算出所述空气层的第一镜像感应磁场，以及所述沉积层的第二镜像感应磁场；将所述第一镜像感应磁场、所述第二镜像感应磁场和每一洋流分层的感应磁场进行叠加，得到所述第一感应电磁场。5.根据权利要求1所述的海洋感应电磁场算法，其特征在于，所述根据所述地磁场强度和潮波运动参数确定观测点的第二感应磁场和第二感应电场，包括以下步骤：获取观测点所在海域的潮波层的厚度；将所述潮波层分割为n个潮波分层，建构n个潮波分层的简谐波运动函数；根据麦克斯韦方程，利用每一潮波分层的简谐波运动函数和所述地磁场强度，得到n个
关于感应磁场和感应电场的方程；求解n个关于感应磁场和感应电场的方程，得到所述第二感应磁场和第二感应电场。6.根据权利要求5所述的海洋感应电磁场算法，其特征在于，所述求解n个关于感应磁场和感应电场的方程，得到所述第二感应磁场和第二感应电场，包括以下步骤：获取观测点所在的海域的垂直空间高度，将海域分为空气层、所述潮波层和沉积层；根据分层界面处电磁场的连续性条件，建构所述空气层和所述潮波层的分界面的待定系数方程，建构所述潮波层之间的分界面的待定系数方程，建构所述潮波层和所述沉积层的分界面的待定系数方程；用所有待定系数方程的待定系数构造出稀疏矩阵，根据稀疏矩阵线性方程组的递推矩阵算法，得到感应磁场的表达式和感应电场的表达式；计算简谐波运动函数频率趋近于0时的感应磁场的表达式和感应电场的表达式，得到所述第二感应磁场和所述第二感应电场。7.根据权利要求1所述的海洋感应电磁场算法，其特征在于，所述根据所述地磁场强度和潮波运动参数确定观测点的第二感应磁场和第二感应电场，包括以下步骤：获取观测点所在的海域的垂直空间高度，将海域分为空气层、潮波层和沉积层；将所述潮波层分割为n个潮波分层，根据潮波的周期性，建构n个潮波分层的简谐波运动函数v
i
(t)＝υ
i
cos(ωt)e
x
＝re(υ
i
e
iωt
)e
x
其中，v
i
(t)表示第i潮波分层中海水的速度，为矢量；ω表示各个潮波分层的角频率；t表示时间；v
i
表示第i潮波分层中海水的速度，为标量；e
x
表示在x轴上的向量；将每一潮波分层的简谐波运动函数带入麦克斯韦方程中，求取垂直方向z轴的二阶微分方程，得到潮波产生的感应磁场方程组磁场方程组磁场方程组磁场方程组其中，h
ix
(z)表示第i潮波分层的感应磁场强度，h
0x
(z)表示所述空气层的感应磁场强度，h
n 1，x
(z)表示所述沉积层的感应磁场强度；k
i
表示常数；a
i
、b
i
为待定系数；h0表示空气层顶端，即z轴原点；h
i
表示第i个潮波分层的顶端到z轴原点的垂直高度，i＝1，
…
，n-1；h
n
表示第n个潮波分层的底端到z轴原点的垂直高度；根据潮波产生的感应磁场方程组，确定潮波产生的感应电场方程组场方程组，确定潮波产生的感应电场方程组场方程组，确定潮波产生的感应电场方程组场方程组，确定潮波产生的感应电场方程组
其中，e
iy
(z)表示第i潮波分层的感应磁场强度，e
0y
(z)表示所述空气层的感应磁场强度，e
n 1,y
(z)表示所述沉积层的感应磁场强度；a
i
、b
i
为待定系数；σ'
i
＝σ
i
iωε
i
为复电导率；根据层界面处电磁场的连续性条件，得到空气层与潮波层的分界面的方程组、潮波分层之间的分界面的方程组、潮波层与沉积层的分界面的方程组层之间的分界面的方程组、潮波层与沉积层的分界面的方程组层之间的分界面的方程组、潮波层与沉积层的分界面的方程组其中，f
z
表示地磁场在z轴方向上的分量；将空气层与潮波层的分界面的方程组、潮波分层之间的分界面的方程组、潮波层与沉积层的分界面的方程组建构稀疏矩阵方程，采用递推矩阵方法确定感应磁场h
x
和感应电场e
y
的表达式；计算简谐波运动函数频率趋近于0时的所述感应磁场h
x
和所述感应电场e
y
，得到所述第二感应磁场和所述第二感应电场。8.一种海洋感应电磁场系统，其特征在于，所述海洋感应电磁场系统包括信息获取模块、模拟计算模块和输出模块；所述信息获取模块通过定位装置获取观测点的大地坐标系，通过海水测量装置获取观测点的洋流运动参数、潮波运动参数，将所述大地坐标系、所述洋流运动参数和所述潮波运动参数发送给所述模拟计算模块；所述模拟计算模块根据所述大地坐标系得到观测点的地磁场强度；根据所述地磁场强度和所述洋流运动参数计算出观测点的第一感应磁场和第一感应电场；根据所述地磁场强度和潮波运动参数计算出观测点的第二感应磁场和第二感应电场；设定所述第二感应磁场和所述第二感应电场的偏差范围，分别判断所述第一感应磁场和所述第一感应电场是否都在所述偏差范围内；若是，将所述第一感应磁场和所述第一感应电场发送给所述输出模块；输出模块输出所述第一感应磁场和所述第一感应电场。9.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求1至7中任一项权利要求所述海洋感应电磁场算法的步骤。10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求1至7中任一项权利要求所述海洋感应电磁场算法的步骤。

技术总结
本发明适用于海洋感应电磁场技术领域，提供了一种海洋感应电磁场算法，所述海洋感应电磁场算法包括：获取观测点的大地坐标系，根据大地坐标系确定观测点的地磁场强度；获取观测点所在海域的洋流运动参数，根据所述地磁场强度和洋流运动参数确定观测点的第一感应磁场和第一感应电场；获取观测点所在海域的潮波运动参数，根据所述地磁场强度和潮波运动参数确定观测点的第二感应磁场和第二感应电场；设定所述第二感应磁场和所述第二感应电场的偏差范围，分别判断所述第一感应磁场和所述第一感应电场是否都在所述偏差范围内；若是，输出所述第一感应磁场和所述第一感应电场。根据不同算法得到观测点的海洋感应电磁场，其结果更为可靠准确。可靠准确。可靠准确。


技术研发人员：王子鸣 王江涛 魏宝君 刘健 谷靖雯 陈涛 郭元龙 张庆一
受保护的技术使用者：中国石油大学（华东）
技术研发日：2021.11.16
技术公布日：2022/3/4