Overhauser磁力儀是一種基于動態(tài)核極化效應(yīng)（DNP）測量磁場總場的標(biāo)量磁力儀,被廣泛應(yīng)用于磁法勘探、石油礦產(chǎn)勘查、航空及海洋磁測、自然災(zāi)害預(yù)測及考古與環(huán)境調(diào)查領(lǐng)域。而車載平臺下的多傳感器測量能更為快速全面的獲得磁異常信息,有著重要的應(yīng)用價值。本課題組經(jīng)過多年的實(shí)驗(yàn)積淀成功研制出JOM-4SF Overhauser磁力儀,并在此儀器的基礎(chǔ)上組合多傳感器實(shí)現(xiàn)了六傳感器車載磁場測量系統(tǒng)來進(jìn)行了相關(guān)研究。本文在了解國內(nèi)外研究背景的前提下,闡述了Overhauser磁力儀的傳感器及儀器系統(tǒng)的測量原理,并分析完善了儀器的功能�；谟布腟TM32+CPLD架構(gòu)打造并改進(jìn)了儀器的軟件系統(tǒng),設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了兩臺儀器間的高精度時間同步功能,將儀器間時間同步精度控制在1 ms之內(nèi),并設(shè)計(jì)完成了GPS模塊的驅(qū)動。同時,設(shè)計(jì)了支持多文件管理的專用文件系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了顯示驅(qū)動的非阻塞設(shè)計(jì)與基于DMA的拉莫爾信號包絡(luò)電壓的檢測功能,極大地提升了CPU效率。實(shí)現(xiàn)了信號質(zhì)量評價系統(tǒng),提升了儀器梯度容限,使儀器在0¹2000 nT/m的梯度場中都能獲得較為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),為車載系統(tǒng)搭建奠定了基礎(chǔ)。最后,... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

拉莫爾信號示意圖

第2章Overhauser磁力儀工作原理8的時間同步及日變校正功能。定位系統(tǒng)目前使用了S1216系列全球?qū)Ш叫l(wèi)星定位系統(tǒng)接收器，實(shí)現(xiàn)GPS/北斗雙衛(wèi)星系統(tǒng)定位，定位精度為2.5mCEP。此外，板上配有JTAG接口用于固件的調(diào)試、仿真與下載。此外儀器還包含電源管理部分，控制電池的充放電過程，帶有反接保護(hù)以及過流保護(hù)設(shè)計(jì)，提升了儀器的安全性能，電壓轉(zhuǎn)換電路將12V電池電壓轉(zhuǎn)換為各模塊所需的工作電壓，用以給各部分提供所需電源。儀器樣機(jī)JOM-4SF及JOM-4SFG外觀如圖所示。圖2.4JOM-4SF磁力儀及JOM-4SFG梯度儀樣機(jī)2.3儀器技術(shù)指標(biāo)根據(jù)實(shí)驗(yàn)室自主研制的JOM-4SF儀器，主要的技術(shù)指標(biāo)結(jié)果如下所示。表2.1儀器主要技術(shù)指標(biāo)參數(shù)名稱參數(shù)詳情分辨率0.001nT靈敏度0.017nT@3s采樣周期60+,15,10,5,4,3,2,1,0.5,0.2s測量范圍20000nT~120000nT梯度容限大于10000nT/m同步精度小于1ms存儲32MFlash存儲，524096個磁場值記錄通訊接口RS232鍵顯模塊192×64液晶屏，4×5按鍵，支持雙鍵關(guān)機(jī)平均功率小于2W

第3章Overhauser磁力儀軟件系統(tǒng)構(gòu)建與改進(jìn)14雙機(jī)同步實(shí)現(xiàn)流程如圖3.6所示。雙機(jī)同步是兩臺儀器通信的一個過程，為確認(rèn)主機(jī)與從機(jī)之間通信線路的有效連接，需要有一個握手機(jī)制，在這里主機(jī)先向從機(jī)發(fā)送同步開始信號，從機(jī)接收到該信號后向主機(jī)發(fā)送反饋信號，隨后主機(jī)接收到了該反饋信號，至此可以證明兩臺儀器間的通信線路是通暢的，此時主機(jī)便可開始向從機(jī)發(fā)送時間信息。下面是使用示波器測量經(jīng)過同步后的兩臺儀器的測量開始信號，可以看出兩臺儀器同時開啟相同循環(huán)時間的連續(xù)測量時，測量信號上升沿時間僅僅相差在130us左右，達(dá)到了小于1ms的設(shè)計(jì)要求。圖3.7雙機(jī)同步精度測量結(jié)果3.3GPS功能磁測過程中有時不僅要獲得磁場數(shù)據(jù)，磁場數(shù)據(jù)對應(yīng)的位置信息也是十分必要的，儀器不僅實(shí)現(xiàn)了X/Y坐標(biāo)系及線站坐標(biāo)系兩種坐標(biāo)表示方法，還安裝了GPS模塊實(shí)現(xiàn)通過GPS進(jìn)行時間設(shè)置與定位的功能。全球定位系統(tǒng)（GPS）是基于使用人造地球衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)，每顆GPS衛(wèi)星持續(xù)發(fā)射包含當(dāng)前時間和有關(guān)其位置的數(shù)據(jù)的無線電信號。由于無線電波的速度是恒定的并且與衛(wèi)星速度無關(guān)，因此衛(wèi)星發(fā)射信號與接收器接收信號之間的時間延遲與衛(wèi)星到接收器的距離成正比。GPS接收機(jī)通過監(jiān)視多個衛(wèi)星，獲得衛(wèi)星的位置坐

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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