卫星地磁场模型和IGRF模型与中国地磁台观测值的比较分析

利用CHAMP卫星磁测资料建立的新一代地磁场模型POMME-4.2S和第10代国际地磁参考场模型,计算了2004年中国地磁台站的模型值,分析模型值和台站观测值的差异,引入了权重系数来评价台站观测值的整体误差.结果表明,卫星地磁场模型值和台站观测值的绝对误差有正有负,绝对误差并非都比IGRF小,但Y分量的绝对误差明显小于IGRF.X和H分量的均方误差,两模型相差不大,Y,Z,F,D,I分量的均方误差,POMME-4.2S模型小于IGRF.各台站同一分量的相对误差相差很大.     

地磁扰动对岭澳核电站变压器GIC影响分析

通过对2004年11月—2006年12月期间的岭澳核电站监测到的地磁感应电流和广州地磁台站观测的地磁数据对比分析,发现缓始磁暴产生的地磁感应电流(GIC)与地磁场分量的变化的相关系数可以大于与其时间一阶导数之间的相关系数。GIC与地磁分量的呈负相关,且相关性均比较大。对8次磁暴产生的GIC的最大幅值与其对应的地磁水平分量的变化率进行最小二乘拟合,推导出二者之间的关系式,可为预测核电站变压器GIC提供依据,并为磁暴灾害对核电站影响程度提供理论参考。     

震前特大地磁异常及其短临预警意义

对地磁记录分析的结果显示，大地震前强烈的地磁异常现象反复出现；在震中附近极震区临震前36 h至十几分钟，地磁场的特大异常数值随震级增大而增大。归算到距震中1 km处，Ms=6.0～9.5 级破坏性地震的磁场异常值约为102～105 nT，异常强度甚至超过地球磁场量级5.5×104 nT。根据其强度特性及时空分布，这种临震前在震中附近的ULF磁场异常，表现为一种“磁间隙喷发”。由此地磁异常的特性，提出利用大地震前短临地磁异常作为预警信号进行防震预警的探讨，由地磁预警突破目前地震预测预报难的现实困境，有望收到     

地磁要素年均值的太阳周期变化

本文利用我国部分标准地磁台的观测资料,分析研究了地磁通日、静日和静日午夜年均值与周期远小于一年的短期扰动关系。结果表明,磁暴和地磁周日变化等短期扰动不同程度地影响了通日年均值,地磁年均值的太阳周期变化(长期变化)中含有短周期扰动的贡献。     

蒙城台地磁观测数据质量分析

通过对蒙城台2015年全年的地磁观测数据DB、HB、ZB,利用回归分析方法分析基线值变化的原因,通过计算台站观测系统的温度系数、滑动系数以及年剩余均方差,通过3个指标的结果,给出观测系统受这3个因素影响的程度,把各种因素的影响区别开来,定量分析,为蒙城台地磁数据提供质量保障,同时,能够对台站基线值的合理选用提供帮助。     

地磁太阴日变化L的M2潮变化特征

用M2潮引起的地磁太阳日变化L的谐波分析方法,计算了佘山地磁台的磁偏角、水平和垂直分量L的谐波系数。分离出海洋和电离层发电机对L的贡献,讨论了太阳活动对地磁太阳日变化的影响,并把结果与国外部分台站的结果进行了对比分析。     

Ap，aa和Dst指数周期变化特征的EMD分析

经验模态分解（EMD）方法在处理非线性及非平稳随机信号序列时表现出很大的优势和应用潜力．利用EMD方法对地磁指数（Ap,aa及Dst）月均值进行了分解,分别得到一系列模式和一个趋势项．其中可能包含了6个月周期分量,准1a周期分量,准两年震荡（QBO）分量,准5a周期分量,准11a周期分量和22a Hale周分量等．地磁活动指数与太阳黑子数都有着显著的11a周期变化分量,比较发现Ap和aa指数准11a周期分量极值出现要比太阳黑子数R准11a周期分量极值出现平均滞后1—2a,滞后最大值发生在1970年前后; Dst指数没有特别明显的滞后特征．     

国际地磁参考场的计算与软件实现

为提高磁测正常梯度改正精度、 完善磁力仪功能, 在研究国际地磁参考场的数学原理的基础上, 给出了用于编程的计算公式, 包括施密特准归一化的缔合勒让德函数及其一阶导数的递推公式以及地理坐标和磁场分量的坐标转换公式。通过编写基于Visual C++的C语言程序完成了地磁正常场的精确解算。研究结果表明, 该计算程序能对全球任意位置在IGRF 11（International Geomagnetic Reference Field）模型下的地磁场七要素进行计算, 与标准结果的对比显示, 其总场值计算精度约为±1.2 nT, 满足正常梯度改正的要求, 为磁力仪的自动配谐及上位机软件的研制提供了理论依据。     

兰州地磁台观测仪器工作状态分析

地磁观测资料在地磁学、空间物理学、固体地球物理学及其它相关领域的研究和应用中具有十分重要的作用。资料质量对研究工作具有重要影响,仪器工作效能是保证资料质量的重要环节。本文利用兰州地磁台多套仪器观测资料,通过对不同仪器组合观测的基线值和绝对值,最终得出了每套仪器的工作效能。结果显示:兰州地磁台各套仪器工作状态稳定,观测质量可靠,具有良好的研究和应用价值。文中观测仪器工作状态分析方法对于其它地磁台站具有推广应用价值。     

IVMD降噪下的磁梯度张量系统集成校准方法

磁梯度张量系统（MGTS）经过校准能够减小传感器系统误差、阵列非对准误差和载体磁干扰误差，但磁测信号常受到环境电磁场、地磁脉冲信号等噪声的干扰，使得系统校准精度受限。为此，提出了在独立变分模态分解（IVMD）降噪下的MGTS集成校准方法。首先，进行旋转采样获得足量磁场矢量信号，并合成为总场强度和方向信号以避免降噪失真；然后，利用谱循环相关系数对信号进行端点延拓以抑制端点效应，对合成信号进行变分模态分解（VMD），并对主分量进行核独立成分分析（KICA），进一步消除噪声和模态混叠；最后，利用集成补偿和旋转对准（ICRA）方法的一步校准系统，消除系统误差、非对准误差和硬软磁干扰的影响。实测表明，相较于ICRA直接校准，该方法在室内电场环境中将张量分量均方根误差（RMSE）由近100 nT/m约束在5.6 nT/m内；在磁性目标定位实验中，定位距离均方根误差由0.157 m减小至0.066 m。     

地磁场对焊枪高度跟踪的影响及减小方法

应用地球磁场理论对GMR磁传感器在焊接过程中焊枪的高度跟踪问题进行系统分析与研究.实验结果表明,采用模拟实验方法,对GMR和放大电路分别采用屏蔽和非屏蔽措施,在正常的工作电压、焊枪与工件的垂直高度为5.0 mm以及地磁场Z分量为26971 nT时,测得地磁场分量Z引起焊枪的高度变化高达5%,即0.3 mm;此外,结合不同纬度地区的地磁分布情况,得出了桂林与满归两地之间因地磁场影响造成的焊枪高度误差也可高达5.5%即0.3 mm以上.从而证明了这种焊枪高度跟踪检测传感器明显地受地磁地影响.为了减小其影响,采用磁法勘探中磁场补偿原理进行补偿,为电弧焊接非接触检测提供了一种新的方法.     

Abnormally large short term and impending earthquake geomagnetic anomaly implies a possibility of earthquake pre warning

The study found that strong magnetic anomalies repeatedly took place before big earthquakes. Based on geomagnetic record analysis results,we discussed a possible pattern of the magnetic anomalies prior to earthquake. In meizoseismal area or epicenter,in a time period of 36 h to about 10 min before earthquake,the exceptional big geomagnetic change increases with the magnitude of earthquake. We calculated that,in a place of 1 km from the epicenter,the magnetic anomaly before destructive earthquakes of Ms 6～9 can reach to 102～104 nT(the magnitude of earth magnetic field is 104 nT) ,rather than the magnitude of 10 nT from seismomagnetic effect theories since 1960s. From this we speculated the abnormal magnetic ULF near epicenter before earthquake seems to be an "intermittent magnetic eruption". Accordingly,we proposed that geomagnetic induction earthquake alarm can be a new pre-warning method to surmount hardship in solving the puzzledom of earthquake imminent prediction.     

基于最小二乘的地磁场测量误差补偿技术研究

地磁导航中获取地磁场的精确测量值是进行地磁匹配导航的前提和基础。论文针对实际地磁测量中磁力仪易受环境磁场干扰带来的影响补偿效果的问题，首先分析了软磁误差以及硬磁误差对磁场测量的影响效果，建立了地磁测量误差的参数化模型。采用ANSYS仿真软件，通过3对内径不同的亥姆霍兹线圈产生了3个方向的匀强磁场，从而实现了对地磁场的模拟。在此基础上，将磁力仪和干扰源建到仿真模型中，通过360度旋转磁力仪分别得到了有干扰和无干扰时的三维磁场值，然后采用最小二乘算法对模型参数进行了估计，最终实现了对磁场测量误差的补偿。仿真结果表明，该方法简单易行，简化了参数的求解过程，具有较高的误差补偿能力，地磁测量误差可以从20 000多纳特减少到几个纳特。     

2018年吉林松原Ms5.7地震地磁异常分析

为了分析2018年5月28日吉林松原M_S5.7地震前后的地磁异常特征,通过收集2016—2019年东北地区固定地磁台连续观测波形,运用地磁加卸载响应比法和地磁谐波振幅比法分析地震前后数据。结果表明:2018年5月28日前半年内出现了地磁Z分量加卸载响应比多台同一天或相邻两天同步跨越式短期异常2次;三岗、铁岭地磁谐波振幅比存在同方向不同周期不同步趋势异常,异常形态表现为趋势下降-上升-恢复,地震发生在异常恢复阶段;两种方法结合预测地震的发震时间和震中效果较好。可见,地磁多方法是地磁学预测地震新的方向。     

太平洋地区地球主磁场长期变化特征的研究

研究太平洋地区主磁场的长期变化特征,对揭示该地区的“偶极子窗”的时间演变和长期变化规律有重要意义.作者使用最新的国际地磁参考场IGRF13模型资料,分析1900—2020年期间太平洋地区主磁场的长期变化特征.结果表明1900—2020年太平洋地区主磁场的空间展布符合“太平洋偶极子窗”的分布特征.该地区主磁场的长期变化在赤道以北为缓慢变化,以南则是较快变化.偶极子场成分变化缓慢,非偶极子场成分变化较快.非偶极子场的长期变化以西向漂移为主,但各分量的西漂速率有显著的差异.垂直分量（Z）和北向分量（X）的西漂速率分别为0.23°/a和0.21°/a,均接近于0.2°/a的全球非偶极子西漂速率;东向分量（Y）的西漂速率为0.17°/a,低于全球非偶极子西漂速率. Y分量的长期变化在34°N附近发生扭曲并且在北太平洋表现为缓慢东漂,这一长期变化特征可能与太平洋北部的30°N和45°N之间在核幔边界处存在的古板块的俯冲过程有关.     

蒙古及邻区内源磁场基本特征

利用第11代国际参考地磁场(IGRF)模型和NGDC-EMM-720-V3地壳磁场模型,分析蒙古及邻区垂直分量的主磁场、非偶极子场、长期变化、长期加速度,地壳磁异常在地表及地表以上不同高度分布特征,讨论了地壳磁异常与地质构造的关系.结果显示,蒙古及邻区主磁场各成分的空间变化较小,地壳磁异常呈团状、条带状、弧形状分布,分布形态相对复杂;乌兰乌德、乌兰巴托片区的异常中心位置较为稳定;杭爱山、阿尔泰山呈负磁异常,异常分布与山脉构造走向基本一致.正负磁异常过渡区与山脉和盆地分界基本吻合.     

彩色显像管的地磁屏蔽(Ⅰ)

为提高彩色显像管质量,减小地磁场影响,针对目前彩色显像管生产中需借助高斯房模拟销售区域地磁场对彩色显像管预调的局限性,研究了1种经济有效的屏蔽地磁场影响的新装置.采用先进的彩色显像管性能测试仪,在相同条件下与现行屏蔽方式就屏蔽效果进行了测试与对比,结果表明该装置可抑制地磁场对彩色显像管的干扰,提高彩色显像管地磁场裕度;可省略彩色显像管生产中模拟和调整地磁场的工序,具有降低生产成本、增进效益的实用价值.     

地磁活动指数与太阳活动的小波分析

根据1957—2012年的地磁指数Ap、Dst、AE和太阳活动参数(太阳黑子相对数R与太阳射电流量F10.7)数据,利用小波分析方法研究了地磁活动与太阳活动的关系.结果表明,Ap、Dst、AE指数和太阳活动参数均存在准11 a和准22 a的周期特征.Ap和AE峰值滞后于太阳参数峰值1~2 a;而Dst指数与太阳参数存在近似负相关的关系,但从第21太阳周起逐渐延迟于太阳参数,表明地磁活动受太阳活动影响的滞后性.此外,地磁指数峰值从第20太阳周开始有逐渐下降的趋势,反映了地磁活动对太阳活动的响应减弱.