本书是国家重点研发计划“深水油气近海底重磁高精度探测关键技术”项目（2016YFC0303000）研究成果和中国地质调查成果，主要描述了研制水下动态重力测量和水下三分量磁力测量的设备系统，探索水下重磁测量的技术体系，建立水下重磁理论，利用近海底的重力测量和三分量磁力测量成果构建区域的三维立体重磁场，可以解决深水及复杂油气构造、超深水和极地等环境下油气勘探与开发等问题。本书不但能够提供认识海洋的地球物理依据，获得海洋地球物理环境中重力场、磁场的基础数据，而且为海洋地质研究、深水及复杂油气构造环境下的油气勘探开发等领域提供了更加高效、精准的探测手段。
本书可供海洋地球物理和海洋地球物理环境、透明海洋等大数据、海洋地球科学，以及海洋地质、深水及复杂油气构造环境下油气勘探开发等领域的工程技术人员和专家学者参考使用。

陈洁，女，二级教授级高级工程师，中国科学院地质地球物理研究所理学博士学位，固体地球物理专业。中国地质大学(武汉)、海军工程大学、中山大学兼职教授，博导，中国地球物理相关的安全和信息委员会的委员或理事。全国海洋地球物理学科学传播专家团队副团长，广东省科普大使。“十三五”国家重点研发计划“深水油气近海底重磁高精度探测关键技术”项目长。
1984年一1988年6月，江汉石油学院任教，开设并主讲“地震地层学”，独立开课，系优秀教师，教学评议连续两年为物探系及江汉石油学院前茅。
1988年7月-2002年胜利油田工作15年，发现滨南、利津深层油田，上报控制储量近5000万吨，成功部署探井百余口，相应成果获得中国石油化工集团公司“科学技术进步奖”一等奖。
2003年，作为特殊引进人才，调入国土资源部广州海洋地质调查局，带队国家“863”计划国家重大项目“深水油气综合地球物理采集处理及联合解释技术”课题，首次构建了深水油气调查勘探的技术框架，建立“海域石油和天然气地球物理调查规范”，形成一系列拥有自主知识产权的技术成果，“深水油气地球物理综合调查技术及其应用”获得中国海洋咨询协会与国家海洋局颁发的“海洋工程技术进步”一等奖，编制的南海重力测量图件、磁力测量图件收录于《南海地球物理图集》，并且入选了中国地质学会“新一代高精度南海地质地球物理图系编制”项目2016年度十大地质科技进展。

前言
第一章 海洋环境的重磁场响应及其对测量的影响
第一节 海洋介质的物理属性与运动理论
一、海洋介质的物理属性
二、海洋介质运动的基本理论
第二节 海洋介质多尺度时空运动重磁场响应的基本理论
一、重力场响应理论
二、磁场响应理论
三、重力场响应的计算方法
四、磁场响应计算方法
第三节 海浪的仿真模拟
一、海浪描述的基本参数
二、海浪频谱
三、海浪的仿真模拟方法
四、海浪的仿真模拟实验
第四节 基于海浪模型的磁力响应特征
一、海浪磁力响应的计算方法
二、静态测量状态下海浪的磁力响应特征
三、动态测量状态下海浪的磁场响应特征
四、海浪影响的消除方法
第二章 海洋水下位场转换理论与方法技术
第一节 稳定向下延拓的方法
一、波数域迭代法
二、泰勒级数迭代法
三、水平导数迭代法
四、3阶Adams-Bashforth公式法
五、等效源法
六、稳定向下延拓算法模型试验
第二节 约束向下延拓算法研究
一、约束延拓原理
二、约束向下延拓算法模型实验
三、曲面延拓模型实验
第三节 延拓前各项校正
一、正常场校正
二、高度校正
三、测点自由空间的重力异常
四、中间层校正
五、水体校正
第三章 水下动态重力测量系统
第一节 概述
第二节 捷联式重力仪测量的数学模型及误差
一、捷联式重力测量的数学模型
二、水下重力测量的误差模型
三、重力传感器误差的特性分析
四、姿态测量误差的特性分析
五、系统位置误差的影响分析
六、速度误差的影响分析
七、加速度误差的影响分析
八、时间同步误差的影响
九、偏心改正误差的影响
十、误差分配
第三节 设计方案
一、功能
二、总体设计框图
三、组成
四、重力仪对外接口
第四节 重力仪结构设计
一、设计原则
二、相关规定
三、IMU组件结构设计
四、传感器箱温控部分结构设计
五、电气箱结构设计
六、空气环境工作条件下外温控结构设计
七、系统整体装配关系
八、接口部分结构设计
九、结构设计确认方法
第五节 系统热分析
一、热分析目标
二、系统结构布局
三、设备在水面工作状态的热分析仿真
四、设备在水下工作状态的热分析仿真
第六节 电气系统设计
一、电气功能模块的划分
二、数据采集与导航计算机
三、二次电源组件
第七节 软件设计
一、FPGA软件及固件设计
二、数据记录软件设计
三、数据处理软件
第八节 水下重力测量算法设计
一、算法设计
二、SINS/DVL组合导航运算
第九节 关键技术解决方案
一、水下动态重力仪的环境适应性改进
二、水下高精度测速定位和垂直加速度测量技术
三、捷联式重力测量数据处理方法
第十节 水下动态重力测量系统质量保证计划
一、可靠性方案
二、维修性方案
三、综合保障方案
四、测试性方案
五、安全性措施
六、环境适应性方案
七、标准化方案
八、电磁兼容性方案
九、人-机-环设计
第十一节 捷联式水下动态重力测量系统试验
一、湖泊试验
二、海上试验
第四章 水下三分量磁力测量系统
第一节 概述
第二节 技术方案
一、磁通门传感器技术研究
二、磁通门传感器误差补偿技术研究
三、载体磁干扰补偿技术研究
四、高精度磁力仪采集控制记录系统研制
五、主要器件选用计划
第三节 详细技术设计
一、基架结构
二、磁通门传感器
三、数采通信模块
四、串口转网口模块
五、上位机设计及使用
第四节 水下三分量磁力仪的定位定向方法
一、坐标系与坐标转换
二、水下自主无源定位
三、水下初始对准
第五节 三分量磁力仪的捷联姿态测量系统的姿态算法研究
一、水下姿态计算
二、姿态测量系统试验研究
三、室内外试验姿态算法验证
四、结论
第六节 水下三分量磁力探测系统的软件设计与开发
一、软件需求
二、运行环境
三、三分量磁力测量软件系统设计
第七节 方案评价及风险分析
第八节 水下三分量磁力探测系统的质量范围
第九节 水下三分量磁力测量系统的试验验证
一、水布垭湖试
二、海上试验
第五章 深水重磁勘探载体系统
第一节 概况
一、概述
二、关键技术
第二节 技术要求
一、工作原理
二、工作过程
三、基本技术指标
第三节 流体动力特性数值仿真
一、数值水洞技术简介
二、利用数值水洞进行黏性类流体动力参数数值仿真的方法
三、附加质量数值仿真方法
第四节 航行器外形及主要参数
一、流体动力