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。     

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。     

太阳磁暴的奥妙

2004年，地球经受了一系列强烈的磁暴袭击，如此强烈的爆发是什么原因引起的?太阳磁暴对人类有什么影响?俄罗斯科学院地磁学、电离层和无线电波传播研究所地球物理环境预测中心的专家介绍了有关情况。     

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.     

磁暴作用下管道漏点对地磁感应电流和管地电位分布的影响

随着我国能源需求的快速增长,我国的能源进口日益扩大。其中,管道运输是一种重要的能源运输方式。埋地金属管道由于工艺、运输和安装等问题,常常存在着漏点,而漏点对管道的腐蚀以及管道的防护又有着重要的影响,因此研究管道漏点的影响对研究地磁暴侵害埋地管道系统具有重要的意义。本文通过分析漏点的物理模型,建立了管道漏点的数学模型,并通过ANSYS软件仿真进行对比,验证了管道漏点模型的正确性。将漏点模型与管道的分布参数模型相结合,通过仿真分析,初步分析了管道漏点对地磁暴侵害管道系统时管道上地磁感应电流（geomagnetic induced current,GIC）以及管地电位（pipe-soil potential,PSP）分布的影响。通过仿真结果数据表明,即使是遭受中、小型地磁暴侵害,管道漏点对管地电位的分布也很有影响,管道漏点处的泄露电流密度也远远超过正常情况下的杂散电流密度,会对管道的绝缘层以及保护系统产生较大的影响。     

太阳活动对中国近东西向断层8级大地震的可能触发

研究了发生在中国及蒙古国西部地区Ms≥8的大地震与太阳活动的关系, 发现在东西向和近东西向断层上的地震, 发生时间多处在太阳活动的峰年附近, 而其他方向断层上的大地震多数不在太阳活动的峰期附近. 作者认为产生这种现象的原因可能是因为太阳活动峰年附近出现较多磁暴, 引起的地磁场异常变化在近东西向孕震断层面上产生涡电流对岩石加热, 降低了岩石的耐剪强度和静摩擦极限, 从而使已孕育的大地震容易发生.     

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。     

地磁太阴日变化L的O1分量的变化特征

 用Winch提出的地磁太阴日变化分析方法确定佘山地磁台的地磁太阴日变化的O₁分量L(O₁).首先把佘山台 196 0～1988年D,H和Z各分量的时均值资料做为整体分析年平均变化,然后按季节和太阳活动性细分后进行计算分析.讨论了L(O₁)的基本特征和季节变化、电离层和海洋发电机效应对L(O₁)的影响以及太阳活动对L(O₁)的贡献,并与国外一些地磁台的结果进行了对比分析.     

地磁场日变化的空间差异对流动观测通化结果的影响

通过对中国西部、西南部和东部几组相邻的地磁台站各地磁要素日变幅的对比分析,发现各台站的地磁要素日变化具有空间差异性,这种差异性特征是趋势变化一致而幅度不同.结合一些实例,分析了野外观测资料用相邻的地磁台站的地磁要素数据通化时,通化结果有差异,并且这些差异与观测时间和观测季节关系密切.在实例中,磁偏角（D）、水平分量（H）、垂直分量（Z）及总强度（F）的通化值差异一般分别达到0.5′、6 nT、4 nT、6 nT,这样的差异值有可能影响震情研判.因此,在地震地磁监测工作中的定点连续观测十分重要,而流动地磁观测只应该作为一种补充和辅助手段.     

地球磁场起源的3条定律——纪念A. Einstein逝世50年

 从地球磁暴源探讨中,提出了一个地磁起源新观点,并将它总结成地球磁场起源的3条定律.     

大地地磁感应电流与大地电导率关系的分析

磁暴产生的地磁感应电流(Geo-magnetically Induced Current,简称GIC)不仅在电网、输油气管道等导体中流动,还在大地中流动,研究大地GIC与大地电导率关系,对认识大地电导率对大地GIC和管网GIC的影响,以及准确计算管网系统的GIC具有重要意义。本文利用均匀大地电导率模型和分层大地电导率模型分别计算了不同深度大地GIC大小以及GIC分布规律,分析了均匀大地电导率模型和分层大地电导率模型与大地深层GIC的关系以及对GIC计算结果的影响。研究结果表明,大地电导率越小,大地GIC分布的深度越深,以及大地电性构造对大地和管网GIC大小和分布深度的影响很大。在此基础上,提出了下一步的研究建议。     

地磁的数学理论和计算公式

为揭开自然界久远的地磁场奥秘，给出两个定理：第一个是关于在球坐标系统中的广义波松方程；第二个定理定义了“等效磁荷”与‘电流密度矩’．由此二个定理得出了三个推论，计算了因地球旋转导致地壳和地幔所产生的地磁场，并得出计算公式，从理论上定量地证明了美国国家航空和宇宙航行局(NASA)在星际探测飞行中观测到的、众所周知的物理现象：即行星磁场与该星体转动角速度成比例的现象，公式也指出大气与太阳喷发都将对地磁强度产生影响．对地心因高热产生的磁场和地球的磁极漂移以及地磁轴极性的反转也得到了数学规律结论．     

基于ICCP算法的地磁匹配辅助导航

惯性导航系统(INS)的导航误差随着时间积累发散,要想使其完全自主导航,必须加以其它的导航方法进行辅助,如地磁匹配辅助导航等.导航算法是地磁匹配辅助导航的关键技术之一,采用基于地磁场的最近等值线迭代算法(ICCP),实现测量值与背景场数据的最优匹配,从而获得位置信息.在吉林松花湖水面,利用高精度的铯光泵磁力仪搭载于水下机器人(ROV)进行实际水域测量,绘制出高精度的局域地磁图.基于该地磁图,通过ROV在水面上航行时的实时地磁值、航向和航速等数据,利用ICCP算法进行地磁匹配.匹配结果与GPS实测数据对比,取得理想的补偿效果.实验表明,基于ICCP的地磁匹配辅助导航能够有效修正惯导所产生的累积误差.     

基于2.4 GHz的无线地磁停车引导系统

目的针对停车难的问题,设计一种2.4GHz的无线地磁停车引导系统。方法该系统利用地磁传感器来检测车位的状态;使用ZigBee技术实现传输;实时在屏幕上发布停车场车位情况。系统中使用MAG3110作为地磁探测器来检测车位是否空闲,CC2530为主控制芯片实现信息传输。结果与结论通过实验验证了该方案的合理性和有效性,可更快更准确地获知车位空闲信息,减少车主寻找车位时间,有效提高停车场的利用率。     

基于Hilbert-Huang变换的室内地磁信号处理分析

提出一种利用Hilbert-Huang变换(HHT)处理分析室内地磁信号的方法。介绍HHT原理与方法,设计出一种室内地磁信号采集平台,对实际测量的室内地磁信号进行经验模态分解(EMD),并对分解后的固有模态函数(IMF)进行频谱和时频剖析,最后将经过HHT处理的原始信号进行重组。结果表明,HHT能用于描述复杂的室内地磁信号的非线性时变特征,为室内地磁信号的处理分析提供一种可行的方法。     

空气质量年均值标准用于短期评价的研究

以福建省23个城市空气质量监测数据为基础,通过计算各个评价项目的月、季度和半年监测数据与相应的年均值的相对误差及其分布,认为对于季度、半年等阶段性空气质量评价,参照年均值标准进行评价是可靠的;对于每月空气质量评价参照年平均标准进行评价可靠程度较差.     

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(QB0)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.     

地磁滤波导航技术的研究现状

变化磁场是地磁导航的主要误差来源之一,选择合适的滤波算法消除变化磁场干扰是提高导航精度的关键。本文分析了运动平台上磁场观测系统的物理特征,综述了地磁滤波导航技术的研究现状,针对存在的问题提出了解决方法,并展望了地磁滤波导航技术的发展趋势。     

基于行人航位推算的后向地磁匹配算法

针对行人航位推算(pedestrian dead reckoning,PDR)定位存在误差累积和智能手机内置传感器精度不高的问题,采用PDR结合地磁的方法进行室内定位研究,提出一种改进的基于PDR的后向地磁匹配算法.在构建地磁基准库阶段,使用克里金插值算法有效减少数据采集所耗费的大量时间并构建出双分辨率地磁基准库.在地磁匹配阶段,改进了基于动态时间规整(dynamic time warping,DTW)的后向地磁匹配算法,改进后的算法避免传统DTW地磁匹配需要全局搜索地磁序列的缺点,在保证定位精度的前提下,增强了定位实时性.实验结果表明,本文算法最大定位误差小于1.5m,可以满足普通室内定位需求.