地表观测到的地磁场，除了变化磁场外，主要是由源于地球内部的正常场和地壳内部各种地质体磁性产生的异常场组成。海洋地磁测量仪器测得的数据可用于判定这种磁异常，研究其分布规律，对磁异常做出解释，据此了解海底地质构造、演化历史及矿产资源分布规律等，从而达到找矿和解决各类地质问题的目的。海洋地磁测量仪器在搜索海底铁磁性目标物、探查海底管线路以及探索推覆构造、碳酸盐、盐丘等地震屏蔽层等方面十分有效。在军事上，海洋地磁测量仪器可用于水雷探测、反潜、水下预警及导航校正等领域。

1698～1700年，英国学者E.哈雷（Edmond Halley）在大西洋海域完成了最早的海洋地磁测量，1701年发表了《通用指南针变化图》。1833年，德国学者J.C.F.高斯(Johann Carl Friedrich Gauss)发明了第一台磁强计。20世纪初，国际上开始进行大规模海洋磁测工作。1905～1929年期间，美国卡内基研究所先后用卡内基号无磁性船和专门装备起来的其他船只，在太平洋、大西洋和印度洋等海域进行了地磁测量，取得了大量数据，包括磁偏角、磁倾角和水平强度等。20世纪50年代，拖曳式质子旋进磁力仪开始用于海上地磁总强度的测量。1957年之后，苏联利用曙光号无磁性船在印度洋、太平洋和大西洋等海域获得了大量地磁资料，包括磁偏角、水平强度、垂直强度和总强度等。1958年，英国学者R.梅森（R.Mason）报道了东北太平洋洋底存在着条带状磁异常，该发现后来被用于支持海底扩张学说及板块构造学说。20世纪70年代末，质子旋进式磁力仪开始被安置在海底进行地磁场的直接测量。

中国的海洋磁力测量工作起步相对较晚。20世纪初，由于设备性能的限制，精度低、测量速度慢，海洋磁力测量并未大规模开展。20世纪50年代起，中国在部分海域开展了以找矿为目的的磁力测量。20世纪60年代末开展氦光泵磁力仪研究，产品主要装备反潜巡逻机用于航空探潜。至20世纪70年代海洋磁力测量工作才普遍开展，主要用于海洋区域构造调查，主要是利用拖曳式质子旋进式磁力仪在局部海域进行地磁场总强度的连续测量。20世纪90年代开始军转民产品的开发，主要用于航空地球物理勘探，包括地面磁力仪、航空磁力仪、海洋磁力仪等。由于海洋这一特殊环境对相关技术的要求较高，中国的海洋地磁探测技术还需不断发展，以满足海洋科研、开发及军事等领域的需求。

海洋地磁测量仪器由水下拖鱼、拖缆和甲板单元组成。拖鱼封装有磁传感器、拖鱼入水深度计和拖鱼离底高度计，磁传感器采集地磁场的磁通密度，拖鱼入水深度计通过其中的压力传感器测定拖鱼的入水深度，拖鱼离底高度计通过其中的回声测深仪测定拖鱼的离底高度。

按照磁力仪的发展历史及工作原理可分为：①第一代磁力仪，是根据永久磁铁与地磁场之间相互力矩作用原理或利用感应线圈以及辅助机械装置制作的机械式磁力仪；②第二代磁力仪，是根据核磁共振特征利用高磁导率软磁合金以及复杂的电子线路制作的质子磁力仪、光泵磁力仪及磁通门磁力仪等；③第三代磁力仪，是根据低温量子效应原理制作的超导磁力仪。

按照测量的地磁场参数及其量值可分为：①相对测量仪器，如悬丝式垂直磁力仪等，测量地磁场垂直分量Z的相对值；②绝对测量仪器，如质子磁力仪等，测量地磁场总强度T的绝对值，亦可组合成磁力梯度仪测量梯度值。

按照搭载及作业方式可分为：①船载磁力仪，安装于无磁性船上；②拖曳式磁力仪，由船只拖曳作业；③海底磁力仪，仪器沉入海底作业。

现代海洋地磁测量仪器中最常用的是质子旋进式、欧弗豪塞(Overhauser)式和光泵式海洋磁力仪。①标准质子旋进式海洋磁力仪，是应用最早的磁力仪之一，灵敏度可达0.1nT，一般无死区，有进向误差，采样率较低，采样率可以达到3Hz，价格低廉，适于对灵敏度要求不高的工程和科研地球物理调查。②欧弗豪塞式海洋磁力仪，灵敏度可达0.01nT，无死区，无进向误差，采样率可达4Hz，耗电低，操作简单，价格低廉，适于大多数工程和科研地球物理调查。但在磁场梯度很大的情况下，质子旋进信号可能急剧下降从而导致仪器读数不可信。另外，由于传感器输出信号的幅值大约在微伏级，频率为几千赫兹，而且测量精度必须大于0.04Hz，这样如果附近有交变电磁场的影响，将无法测量传感器输出的信号，导致仪器不可用。③光泵式海洋磁力仪，灵敏度可达0.01nT或更高（钾光泵磁力仪），梯度容忍度远大于质子旋进式磁力仪，采样率可达10Hz或更高，由于工作原理的限制一般有死区和进向误差。在对灵敏度要求较高的海洋磁力梯度调查等领域应用较多。另外，质子磁力仪要求有20000nT或更高强度的磁场才能提供稳定的读数，而光泵磁力仪能够记录只有几个nT强度的环境场，因此可以应用于太空磁力调查。

海洋磁力仪