磁扰日日变改正的最小二乘谐波建模实现方法

采用最小二乘法代替傅里叶系数计算公式来确定谐波系数,使用若干个磁静日的谐波系数均值作为磁扰日的谐波系数,再取一定截断阶数的傅里叶级数作为太阳静日变化模型。以此进行地磁观测数据中太阳静日变化和磁扰的分离。然后对日变站太阳静日变化进行地方时差校正得到测点处的太阳静日变化,将其与地磁扰动一起用于测点的日变改正。通过台站数据的计算结果分析了模型的截断阶数、日变站与测点间的经度差等因素对日变改正精度的影响,并对比了此方法与扰日法的改正效果。结果说明了此方法的合理性与可行性。     

海洋磁力测量中一种磁扰日地磁日变的改正方法

基于磁扰期间地磁扰动的时间变化特点,提出了一种磁扰日地磁日变改正方法-扰日法,该法充分利用磁扰日前后的日变观测资料,将磁扰日期间的静日变化和扰动变化分离,结合各自的时间特点,分别对其进行改正。实例验证与分析表明:磁扰期间,采用扰日法可以提高磁扰日地磁日变改正精度,并且其日变改正精度与时间差(经度差)不存在相关性。     

海洋磁力测量中地磁日变基值的选取

地磁日变基值的选取是海洋磁力测量地磁日变改正的重要内容。本文分析了地磁日变基值对磁测的影响,通过实例进一步说明了合理选择地磁日变基值的重要性。结论表明:单站地磁日变改正时,为了消除日变基值偏差对磁测的影响,同一测区不同航次测量,应当选择统一的日变基值。     

地磁日变数据确定中顾及纬度和经度方向影响的双因子定权方法

首先分析了地磁日变数据确定时传统使用的基于台站间纬度差和距离定权方法存在的缺陷;然后根据地磁场与纬度变化关系密切这一特点,提出了顾及纬度和经度方向影响的双因子定权的地磁日变数据确定方法;最后利用Intermagnet网站提供的地磁台站测量数据对所提方法的有效性进行了验证。与传统使用的距离定权法和纬度差定权法处理精度相比较,所提出的双因子定权方法具有更大的优势,为地磁日变数据的确定提供了一种新的更优的方法,在卫星、航空和海洋磁测数据的日变改正中将有较好的应用前景。     

地磁日变观测仪器的对比分析

当前海洋磁力探测中为了消除或减小地磁日变化的影响,必须设立地磁日变观测站（简称日变站）测量磁场变化,提供日变校正资料。依据多年工作经验,对作为基站使用的G882磁力仪和Sentinel磁力仪在工作原理、仪器技术性能、工作使用体会等方面进行综合比较分析。结果表明,Sentinel磁力仪比G882磁力仪对环境适应性更好、灵活性更强,进行日变观测时应优先选用。     

地磁测量中日变观测的常见问题

地磁日变观测质量主要与仪器性能和观测点的环境有关。本文重点研究了目前在地磁日变测量中主要采用的HC90D氦光泵磁力仪的信号失锁问题,日变站的选址二个对于最终观测精度影响很大的问题,并提出了具体的解决方法。     

dIdD磁力仪在野外地磁测量中的应用

介绍了dIdD矢量磁力仪的基本原理和野外地磁测量的基本情况,分析了使用dIdD磁力仪进行日变改正的方法,通过野外观测数据的实际验证得到了很好的效果,认为该磁力仪作为日变监测型仪器具有广阔的应用前景。     

海洋磁力测量垂直空间改正研究

利用两个实测的海洋地磁异常数据(磁异常剧烈变化和平缓变化),采用向上延拓的方法,通过对实际海洋磁异常的向上垂直空间变化的理论分析,研究了拖鱼位置的上下起伏对获得的磁异常精度的影响,提出了海洋磁力测量垂直空间改正的概念.计算分析表明,拖鱼位置的上下起伏对海洋磁力测量的精度有较大的影响,在进行数据处理时,必须进行垂直空间改正,将整个测区的磁异常改正到平均海面上.     

电离层高阶项改正对参考框架实现及测站坐标的影响分析

根据电离层高阶项改正模型,确定了高阶项延迟对不同GPS观测量的影响量。根据IERS协议2010推荐的最新模型,对全球均匀分布的104个IGS基准站数据进行了重新处理,研究了电离层高阶项延迟(二、三阶项)对坐标参考框架实现及测站坐标的影响,量化了不同地磁模型下的高阶项改正影响变化。结果表明,电离层延迟高阶项改正对参考框架原点有较大影响,犣方向的平移可达20mm,犡、犢方向的平移所受的影响相对较小,大部分维持在5mm以下;电离层高阶项延迟会引起测站坐标变化的区域性偏移现象;地磁模型的不同会导致参考框架原点犣方向有着约10mm的变化,在局部区域也会引起显著的测站坐标变化差异。最后对电离层高阶项改正的影响结果进行了分析与讨论。     

地磁匹配中的地磁日变效应

针对目前地磁匹配研究中往往忽略地磁日变的影响,文中分别基于IGRF11模型和MAD匹配算法探讨了地磁匹配中的地磁日变效应.基于IGRF11模型的定性分析表明,地磁日变效应显著,即使在地磁变化较为平缓的区域,地磁日变仍给匹配定位带来较大影响.分别利用地磁平静时期广州、兰州、北京十三陵3个地磁台站分均值数据,基于MAD匹配算法定量分析了地磁日变效应.结果表明,匹配定位误差呈现出类似于日变形态的变化特征,且纬度效应显著,广州台站纬度方向上的最大误差达0.189°,经度误差达0.492°.     

海洋磁力测量中异常数据探测方法研究

本文采用门限滤波法、滑动拟合法及其基于三维可视化的滑动拟合方法对海洋磁力测量地磁日变数据和海上磁测数据中的异常数据进行探测,并结合实际试验数据进行了详细比较分析,结果表明方法合理,该方法具有一定的实践理论意义。     

利用神经网络预报短期电离层TEC变化

利用神经网络,基于IGS提供的(40°N,115°E)网格点TEC数据,本文构造了该点处提前一天的TEC预报模型。神经网络模型的预测目标是待预测日一天内的12个TEC数值。输入参数包括预测日前一日的太阳黑子数、地磁Kp指数、预测日前27天的太阳黑子数三角函数拟合参数,以及预测日前2天16个Kp指数的多项式拟合参数。实验结果表明训练后的神经网络模型可以反映出不同季节的TEC周日变化以及地磁暴情况下的TEC特征。     

基于多项式的海洋局域地磁场建模方法研究

在分析海洋地磁场建模意义的基础上,研究了基于泰勒多项式的地磁场建模方法,并对建模中模型中心的选择、模型截断阶数的确定、参与建模的数据的代表性和密度等关键问题对模型的阶数和精度的影响进行了深入研究,并给出了一些有益的结论和建议。将该方法应用于我国某海区的地磁场建模中,取得了理想的结果。     

地磁匹配导航中几项关键技术研究

地磁匹配导航的实质是数字地图的匹配.地磁数据库的精度和地磁适配区的选择是地磁匹配导航中的2项关键技术.文中把克吕格插值算法引入到地磁图的重构中,仿真结果表明了其有效性;同时把熵选择法和统计特征法引入到地磁适配区的选择中,通过仿真结果对2种方法进行比较,结果表明,熵选择法综合效果更好,更适合于在实际中应用.     

地磁匹配导航算法研究

提出一种MonteCarlo方法和均方差算法（MSD）相结合的匹配算法，并将本算法用于地磁匹配导航中。该方法根据惯性导航系统指示的位置从地磁图上提取参考地磁数据，将地磁测量数据进行若干次随机干扰后和参考地磁数据使用MSD算法进行匹配，得到若干个匹配位置，取其均值作为最终匹配位置。仿真结果表明本算法可行。     

一种基于地磁异常场的多重分形谱分析及构图方法

为深入研究地磁异常场的分布特性,并将其应用于地磁基准图的构建当中,选取NOAA（National Geophysical Data Center）发布的地磁异常场数据进行了多重分形谱分析,证明了地磁异常场具有明显的多重分形特征。并将多重分形理论与克里金插值方法相结合,提出逐步插值校正法（SSICM）,该方法在用克里金法估计未知位置点属性值的同时,利用地磁异常场在小尺度范围内的标度不变性对其进行奇异性校正,在实测数据基础上以网格形式逐级加密,从而构建基准图。实验结果证明与传统方法相比,该方法能够充分刻画地磁异常场的小尺度奇异特征,更加精确地重构真实地磁异常场。     

井下巷道地磁匹配特征的CEA卷积增强的分析

针对井下某些巷道地磁空间变化平缓,地磁匹配概率低的问题,构建了井下巷道地磁卷积增强算子（convolution enhancement algorithms, CEA）,进行地磁匹配前的目标区域和匹配向量的卷积增强预处理,去除数据噪声和增强识别特征。以Laplace、高通滤波（High Pass）、索伯尔滤波（Sobel）图像卷积算子为基础,通过列向量特征的锐化处理,建立了井下巷道地磁卷积增强的Laplace、High Pass和Sobel卷积算子模板。选取某金矿4个巷道的地磁数据,开展了CEA算子卷积前后的均方差算法地磁匹配定位的仿真试验。试验结果表明,CEA算子卷积可以增强匹配序列和地磁图的地磁空间特征,降低了匹配数据中的噪声影响。在数据CEA卷积前后的地磁统计特征对比中发现,Laplace算子不仅保持了原有地磁图变化特征,还增大了数据空间变化的差异度,降低了相关性,效果明显。特别是600 nT的高噪声干扰匹配试验中,Laplace算子卷积能够降低噪声对地磁定位扰动影响,有效提高了地磁匹配定位的概率和精度,具有较强的鲁棒性,适合作为井下巷道地磁匹配的数据预处理模型。