基于遗传算法的磁通门磁力仪观测数据一致性校正

在对全国地磁台站磁通门磁力仪记录数据的质量效能评估中发现,多个台站存在同台观测仪器的记录数据曲线不一致问题.针对这类问题,研究人员对多种地磁观测数据影响因素进行了定性或定量的分析.本文通过分析格值系数及姿态角对磁通门磁力仪记录数据的影响规律,建立磁通门磁力仪三轴校正模型,构建目标函数,并利用遗传算法对模型进行求解,测定仪器姿态角和格值系数,根据测定结果对记录数据进行一致性校正.数值模拟计算和台站实测实验结果表明:利用该算法解算的格值系数精度优于0.002,姿态角精度优于0.15°.根据解算结果计算,日变幅为50 nT时引入的日变形态不一致误差小于0.13 nT,满足国家地磁台网对地磁相对记录数据日变形态不一致误差的要求.     

子午工程二期自动磁通门经纬仪

地磁台站观测有相对记录和绝对观测2种，相对记录数据需经基线值改正后方可得到地磁场要素的实际值.磁通门经纬仪是获取基线值的基本设备之一，在地磁观测中发挥着重要作用.目前台站采用的磁通门经纬仪需人工操作，人为因素会对观测数据质量产生影响，因在偏远地区和环境恶劣地区无法实现地磁绝对观测，造成地磁绝对观测的空间覆盖空白.子午工程二期将在我国大陆地区首次开展自动化磁偏角和磁倾角地磁绝对观测，必将推动地磁绝对观测技术创新与发展.自动磁通门经纬仪是我国自主研发的磁偏角和磁倾角自动化观测设备，采用无磁材料和压电电机，通过优化设计与改进加工工艺，以及引入多参量误差补偿算法，有效克服和消除了系统误差，提高了测量精度.该设备在河北涉县台、吉林合隆台、陕西乾陵台和北京白家疃台等台站开展了长时间的实际观测，并与台站的人工磁通门经纬仪观测结果进行了对比.结果表明，自动磁通门经纬仪的主要性能指标达到了人工磁通门经纬仪水平.该设备也通过了中国地震局前兆设备入网测试，功能和性能指标符合地磁台站地磁绝对观测要求.     

CTM—DI磁通门经纬仪观测操作方法

CTM—DI磁通门经纬仪是一种性能优良的国产地磁测量仪器，使用方便，精度较高，对于相对记录数字化后基线值的确定具有不可或缺的重要作用，在观测实践中理论联系实际，对磁通门经纬仪观测操作方法进行研究总结。     

成都地磁台绝对观测系统分析

对成都地磁台绝对观测仪器的配置情况作了简要介绍。对数字化地磁绝对观测仪器(DI磁通门经纬仪)和模拟观测仪器(GSI)的理论与实际观测精度作了对比分析。认为CTM—DI磁通门经纬仪与GSI一等磁力仪观测结果一致性较好。数字化仪器优于模拟仪器，并对DI仪的工作状况作了总结。     

CTM-DI磁通门经纬仪观测技术简介及其应用

"九五"期间,国家级地磁台站经过改造均配备了CTM-DI磁通门经纬仪(简称DI仪).DI仪是集光、机、电为一体的地磁绝对观测仪器,可一机多用.既可在固定台站或野外测点实施地磁观测,还可作为普通经纬仪使用;既可观测地磁偏角D,又可观测地磁倾角I,还可与质子磁力仪配套使用观测地磁场总强度F.     

208^#CTM—DI磁通门地磁经纬仪的性能初步分析

根据昌黎地震台3年多的实际观测资料,对208#CTM—DI磁通门经纬仪的稳定性进行了初步分析,结果显示：仪器格值标定和稳定性良好,但零场漂移S0较大,应予调整。反映磁通门探头磁轴不重合度的水平角度δ和垂直角度ε总体较稳定。     

磁通门经纬仪磁传感器的研制

结合磁通门地磁经纬仪的观测特点,对磁通门传感器模型进行理论分析,选择具有高磁导率的1J86坡莫合金,和具有相同热膨胀系数、高塑性、较高持久蠕变强度的GH128合金,分别作为磁芯和骨架材料,采用跑道形磁芯结构作为设计磁通门传感器的核心部分.对设计的磁通门传感器进行技术指标测试,结果表明,实验磁通门传感器优于设计要求.     

自动化磁通门经纬仪测量误差仿真

目前绝对地磁观测中磁偏角(D)和磁倾角(I)的观测仍然依靠人工,为了实现绝对地磁观测的全面自动化,本文针对研制中的自动化磁通门经纬仪进行了测量误差仿真分析.文中利用多体系统理论对自动化磁通门经纬仪的传感器输出直接进行建模,基于磁通门经纬仪的测量特点,使用计算机仿真直观展示了仪器装配和运行过程中的各类误差对测量误差的影响.从仿真结果可以看出,测量磁偏角D时,竖轴晃动误差影响最大,磁轴不正交误差和横轴晃动误差影响次之,横轴倾斜误差没有影响;测量磁倾角I时,磁轴不正交误差影响最大,竖轴晃动误差和横轴晃动误差影响次之,横轴倾斜误差影响最小.     

Mag-01H磁力仪的性能测试与应用

Mag-01h磁通门经纬仪是一种性能优良的进口地磁测量仪器,该仪器从2008年在大连台开始投入使用至今,观测结果良好。本文详细介绍了Mag-01h磁力仪的性能以及应用。     

指零法和近零法观测基线值对比分析

引言 在“九五”项目的实施中，我国地磁观测台站已基本上配备了数字化记录的磁通门磁力仪和分量质子旋进磁力仪。高精度的CTM-DI仪磁通门经纬仪和G856质子磁力仪等绝对观测仪器也得到了普遍应用。有些台站仪器配置甚至更高，进口相对记录仪和绝对观测仪同国产仪器并行运行。但是，地磁观测任务决定了台站不能在架设数字化仪器的同时，立即停止原有模拟记录仪器，也就是说，各套仪器必须有一个并行运行期，这样做有利于数据对比分析及观测数据的连续可靠，进而分析仪器本身的性能，进一步做好数字化改造工作。在地磁台站，数字化改造改变…     

台站地磁观测数据精度提高方法

在当前多种地磁日常数据处理方法基础上,探讨提高地磁观测数据精度的问题.通过使用一种改进的地磁观测基线值计算方法,能有效减小外磁场变化对观测结果的影响,考虑到基线值日变化等因素,使用高阶多项式拟合基线值日变化曲线.利用该方法处理的地磁数据与实测数据进行结果比对后,发现此方法能有效提高地磁观测数据的精度和质量.     

地磁正常场的选取与地磁异常场的计算

根据2003年中国地磁观测数据（包括135年地磁测点和35个地磁台）以及我国邻近地区38个IGRF计算点的地磁数据,计算中国地磁异常场的分布。选取两种地磁场模型作为地磁正常场,一是国际参考地磁场的球谐模型,二是中国地磁场泰勒多项式模型。根据各个测点的地磁异常值（观测值减去模型计算值）,用球冠谐分析方法计算地磁异常场的球冠谐模型,并绘制2003年中国地磁异常（△D,△I,△F,△X,△Y,△Z）。分析和讨论了中国地磁异常场。     

德都台地磁观测与温度影响关系的分析

选用德都台2011—2012年的地磁基线值数据,来分析绝对观测数据、相对记录数据和温度数据对基线值的影响。通常基线值的主要影响因素除温度外,还与人为观测误差、湿度和记录墩的稳定性有关。首先保证绝对观测固定为同一人员,确保人为观测误差忽略不计,再排除湿度与记录墩的不稳定性,最后利用回归分析计算方法,得到基线值数据与温度数据的回归方程,并对该方程进行显著性检验,表明地磁基线值与温度之间存在良好的线性关系,再以此回归方程来判断我台地磁数据的好坏,为更好的改进我台地磁观测数据质量提供依据。     

海洋磁测日变校正的纬度改正方法研究

目前,在远海开阔性海域磁测中,尚难以有效设立日变站,致使日变改正仍存在着困难.本文利用地磁台站实测资料对地磁日变的纬度分布特征进行研究,发现日变值随纬度变化具有由Sq电流中心向南北两侧递增的规律,且二者之间的关系可用二次函数近似描述。以此规律为基础我们建立了纬度改正方法,该方法以经度链为基站,利用基站数据得到日变值与磁纬度的拟合函数以进行纬度改正,再调整时差作为经度校正即得到计算站的日变值.实测数据计算结果表明,相较于加权平均法,此方法在远距离(经度差达40°)仍能保持较高的校正精度(4 nT),因而能更好地适用于远海磁测.     

基于参考台的盲源分离法在抑制地磁场近场噪音中的应用研究

随着城市建设的不断发展,地磁场观测受到的人文干扰越来越严重.汽车、地铁、高铁等产生的近场噪音造成了地磁脉动等空间场源信号难以被精确观测,严重影响了地磁观测资料的实际使用价值.因此抑制这些近场噪音、提取空间场源信号具有科学意义和应用价值.本研究将远场参考法和盲源信号分离法相结合,提出了一种能有效分离空间场源信号和近场噪音的方法.首先,基于仿真分析,我们准确分离了不同特征的源信号,阐明了此方法的有效性.然后,我们将该方法应用于日本千叶地区受电车干扰较为严重的实际磁场观测数据,并选用数据质量较高的KAK国际基准台作为远场参考,实现了地磁脉动和电车干扰信号的分离,并在此基础上对观测台站的近场噪音进行了抑制.这些结果表明基于参考台的盲源信号分离法在抑制近场噪音、提取地磁场信号中是有效的,可能在电磁法勘探中具有潜在的应用价值.     

基于平滑伪魏格纳-维勒分布的时频分析方法的震例回溯性研究

以四川及其邻区现有地磁台站数据为研究对象,基于平滑伪魏格纳-维勒分布的时频分析方法(SPWVD),对其进行时频计算,并对康定地震、九寨沟地震附近地磁台站及中强震活跃时段与平静时段的川滇地区部分地磁台站Z分量滤波后周期为4. 4h的振幅变化特征进行回溯性震例分析。研究发现:2014年康定地震之前,震中附近7个地磁台站4. 4h振幅存在同步高值异常现象,其中5个台的幅值为震前所研究时段的最高值;九寨沟地震前,震中附近6个台站存在同步相对高值的异常现象,其中3个台的幅值为震前所研究时段的最高值; 2014年川滇地震活跃时期,该区域地磁台站普遍存在4. 4h振幅同步异常,台站数量多、振幅大,与此时间段内中强地震发生强度呈正相关,在时间上呈现短临特征; 2018年川滇地区中强地震活动平静时期,4. 4h振幅变化较平稳,异常振幅相对较小,而后活跃期间同步异常的最大振幅增大且异常台站数量增加。综上所述,通过SPWVD时频方法对地磁数据进行处理和分析,以此得到的规律和认识,对未来川滇地区中强地震预测和研判区域地震活动性的强弱有积极意义。     

基于虚拟日变台进行地磁矢量数据日变通化方法

流动地震地磁矢量观测是一种获取地震前兆异常的方法,试验研究和观测实例表明,地震孕育引起的地磁场异常变化量级较小,因此在观测、数据处理过程中都要尽可能消除误差提高精度.本文主要从地磁矢量数据日变通化精度方面开展讨论,首先使用反距离加权插值法由泰安、武汉、崇明、杭州4个地磁台观测资料计算出蒙城地磁台相应的虚拟地磁数据,其磁偏角、水平分量、垂直分量三个要素与真实观测值的相关系数分别高达0.9987、0.9946和0.9806,验证了反距离加权插值方法对地磁观测数据空间插值的有效性.其次,选择东部和西部测区分别使用反距离加权插值方法建立各地磁矢量测点位置的虚拟日变台并用其进行通化,实例计算结果表明,该方法可有效提高日变通化精度,对于地磁台站稀疏地区更具实际应用价值.     

海洋地磁参量实时测量野值的在线辨识与改正

地磁参量实时测量野值的在线辨识与改正是影响地磁导航算法定位概率和精度的重要因素.地磁导航定位的研究目前主要集中于匹配定位算法,地磁参量实时测量数据处理的研究较少.本文将多层递阶非平稳时间序列预测模型引入海洋地磁参量实时测量野值在线辨识与改正,利用多层递阶模型对实时测量值进行一步预测,根据迪克松准则进行野值辨识,利用中值滤波和一步预测值对野值进行改正.仿真数据和实测数据的实验室仿真结果表明,本文提出的野值在线辨识与改正算法不仅可以检测全部孤立型野值而且对多数斑点型野值也有较好的辨识效果,对产生野值处信号的复原误差小于5%.     

地磁总强度资料在地震预报中的应用

本文应用地磁总强度资料,用两台差消除地磁场短周期变化,同时亦削弱了长期变影响,从而使年变呈线性变化。然后采用趋势面法求得剩余长期变地区性改正量。资料处理后,显示唐山大震前可能有一年半以上的异常,变化幅度约10伽马,对台网中其它几个6级左右地震亦有较好的异常反应。     

地磁逐日比异常电磁学成因的进一步分析

基于地磁逐日比异常期间地磁垂直分量日变化幅度变大或变小的统计结果,发现地磁逐日比高值异常是由异常日的地磁垂直分量日变化幅度变小和异常前一天的日变化幅度变大所致。其中,异常日的日变化幅度变小可能是地磁逐日比异常的主要因素,但异常前一天的日变化幅度变大也是异常成立的重要因素。此外,引用前人感应电流假说,结合统计结果进行了机理解释,研究结论进一步证实了前人对该方法的机理推测。