Magnetic rotation imaging method to measure the geomagnetic field

A new imaging method for measuring the geomagnetic field based on the magnetic rotation effect is put forward. With the help of polarization property of the sunlight reflected from the ground and the magnetic rotation of the atmosphere, the geomagnetic field can be measured by an optical system installed on a satellite. According to its principle, the three-dimensional image of the geomagnetic field can be obtained. The measuring speed of this method is very high, and there is no blind spot and distortion. In this paper, the principle of this method is presented, and some key problems are discussed.     

电子束磁聚焦法测量地磁场

在电子束磁聚焦现象的理论基础上分析了利用磁聚焦法测量地磁场的可行性,并在电子束实验仪上测量地磁场的主要参量,结果表明,利用磁聚焦法测量地磁场实用有效,测量结果精确度较好。     

地磁场漂移机理

 地磁场漂移不是孤立的,而与地球发电机制密切相关,是地球发电机制中的一个组成环节.笔者用《地球电磁场系统构成和运行机制》一文所建立的地电荷发电机制,对地磁场漂移运动进行了分析.从地磁场、地球运动对地电荷运行的微观与宏观作用,及其各物理量之间的相关性,对地磁场的漂移机理作了探讨,是对地球电磁场系统构成和运行机制的进一步阐释.由此构建了由地球运行、地电荷、地电流、地磁场、地电场、地内电磁感应电流、空间电场构成的地球发电机制,及其正交系统;探讨了地磁场西漂及漂移的物理意义.     

地磁场对彩色显像管的影响及减小方法

根据世界地磁图,计算了单个运动电子的全球受力分布,得出地磁场对彩色显像管具有不可忽视的影响;为减小地磁的影响,提出了一种有效的屏蔽措施,其屏蔽机理是利用铁磁材料的高磁导率对地磁场进行磁分路．此外,就屏蔽效果与现有的屏蔽方式作了对比分析．结果表明,采用该措施,地磁场影响明显减小．     

磁阻传感器及其在飞行体姿态测试中的应用

介绍一种新型高灵敏度磁阻传感器的工作原理和使用方法,并用该传感器对飞行体的姿态进行了测量.根据线圈切割地磁场磁力线产生感应电动势的原理,通过理论推导得出飞行体姿态测试的计算方法,设计了一种基于磁阻传感器的姿态测量系统,并对其实验数据进行了分析和处理.     

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。     

湘西自治州地区地磁场的测定

运用态迭加原理对光泵磁共振实验中透过样品泡的光强与泡中心处恒定磁场的关系进行了初步分析，讨论了利用光泵磁共振实验测定地磁场的方法，并给出湘西自治州地区的地磁场值.     

基于动力学方程测量地磁场水平分量

常见的地磁场水平分量测量包括了光泵磁振法、霍尔传感器法、正切电流计法、扭秤测量法等,但都存在着复杂物理量的确定过程.通过单摆测定重力加速度的实验类推,得到了基于动力学方程测量地磁场水平分量法,建立亥姆霍兹线圈的电流和小磁针振动周期之间的关系,并巧妙地由直线拟合得到了地磁场水平分量大小,测量的结果与已有文献数据基本吻合.该方法过程简单,设计原理正确,有一定的理论和实践意义.     

基于地磁信号的冗余保险方法研究

针对非旋或微旋弹引信第二环境力微弱和不容易识别的问题,考虑到地磁场强度的方向性,提出应用三轴磁传感器检测炮口地磁信号,获取弹丸出炮口信息,以此作为引信冗余保险激励环境信息.分析了基于地磁信号的冗余保险方法,建立了三轴磁传感器检测地磁信号的数学模型,通过对国内不同区域、不同发射情况的仿真分析,结果表明:应用弹丸出炮口的地磁信号作为弹丸引信的第二环境激励,方法可行;应用三轴磁传感器可避免单轴磁传感器敏感地磁信息的盲区问题,保证了基于地磁信号的冗余保险方法的可靠性.     

对霍尔效应测量磁场实验的方法改进

针对大学物理实验中"霍尔效应法测量磁场"项目只能测长直螺线管轴线上的磁场分布的不足,提出一种改进方法,测量任一未知磁场在二维空间中的分布,进而可扩展到测量三维空间磁场的分布。经改进后的实验可使学生深刻理解霍尔效应测磁场的原理及磁场的性质,并可作为设计性实验项目在大学物理实验课中开出,培养学生的创新意识。     

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.     

正切检流计法测量地磁三分量

存在于地球周围具有磁力作用的空间被称为地磁场。地球磁场和地球引力一样,是一个地球物理场,是地球内部的物理性质之一。地球的磁性是地球上生命的保护伞,准确测量地磁场对震前预测、地质勘测等有着重要的意义。描述地磁可以由三要素导出。文中介绍了采用正切检流计法测量地磁三分量,设计并组建了一套由亥姆霍兹线圈等仪器组成,可以实现正切检流计法的实验装置。通过该装置测量了地磁三分量,并分析了影响测量数据准确性的主要因素。     

弱磁检测漏磁信号影响因素实验与仿真研究

弱磁检测能够有效地发现钢筋、钢绞线等铁磁构件因锈蚀产生的结构受损;但是这些铁磁材料会因所在地点、所受地磁场磁化时间的不同,从而使其在弱磁检测中所受的地磁场强度与自身磁化程度也不同。所以,为了探究地磁场与自身磁化对采集到的漏磁信号是否存在影响,在此通过磁屏蔽与退火的方法控制地磁场与自身磁化强度两个变量,进行漏磁信号检测对比实验。为了进一步分析实验结果,采用COMSOL软件对实验进行仿真模拟。结果表明:地磁场对漏磁信号只存在数值上的影响,不会明显改变漏磁信号的变化规律;而自身磁化才是影响漏磁信号规律的主要因素。与此同时,仿真结果也与实验结果保持一致。     

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。     

基于磁矩信息的水下地磁连续定位算法

针对地磁场背景中偶极子目标磁场大小难以获得的问题，提出了载体潜深辅助地磁定位方法，通过2次测量潜深及磁场梯度计算载体相对目标的垂向位置，但若想连续定位须载体不断垂向移动. 为解决这一不足，提出利用目标磁矩信息实现水下地磁连续定位，由已知磁矩和磁场梯度组成关于位置的非线性方程组，解算载体位置. 给出了连续定位算法的具体步骤. 数值仿真结果表明，该方法能实现水下连续定位，且具有较高精度.     

陨星碰撞对地磁场的影响

在固体地球的假设下,从电子在转动参照系中的Newton运动方程出发,运用经典的电子气模型,指出了地球在自转发生变化时将产生惯性电流,从而影响地球磁矩.由此推论:地磁场有可能因短暂时间内地球自转角动量的变化而受到影响,而小行星、陨星等与地球的天体碰撞,对地磁场有着重大的直接影响,包括地磁场的反向.     

地磁场水平分量测量方法的探索

文章主要介绍了两种测量地磁场水平分量的方法.利用正切电流计原理和磁针在磁场中受到转动力矩的作用而发生振动，利用其振动周期与电流的关系求出B11.     

基于霍尔传感器的真空磁导率的间接测量

根据毕奥—萨伐尔定律得出载流圆线圈中心处磁场的公式,再间接导出真空磁导率的测量表达式,然后利用高灵敏度集成霍耳传感器探测载流圆线圈中心处的磁感应强度,即可得出真空磁导率值.该方案原理简单、方法可靠,具有一定的应用价值.     

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.     

地磁导航中载体涡流干扰场特性的仿真分析

地磁导航中的测量误差是影响地磁导航精度的关键因素,而包括涡流磁场在内的载体干扰磁场是产生误差的主要因素。目前各种运载体大量使用铁磁性材料,这样不可避免地会引起涡流磁场等干扰磁场。因此文中采用COMSOL Multiphysics仿真软件,建立了高速运动载体的涡流干扰场仿真模型。首先研究了永磁体与匀强磁场之间的关系,发现永磁体的剩磁越强,匀强场也越强,为模拟地磁场提供了理论依据。其次分析了载体在匀速转动时涡流磁场对地磁测量的影响,最后研究了载体摆动时的涡流场的分布。结果表明涡流磁场随着速度的增大而增强,且涡流磁场主要分布于载体中间位置。仿真结果为下一步地磁导航中的误差建模以及磁场校正技术的研究提供了理论依据。