国际高精度地磁模型研究进展

高精度地磁模型能详尽地反映地磁场在地面上的分布,具有较高的模型分辨率。在资源勘探、地质结构、地震火山预警、地磁导航等应用领域有重要意义。简要介绍了部分近年来国际高精度地壳磁场模型,通过分析发现NGDC-720模型较以往低阶模型精度有明显改善,并据此模型绘制了东海以及毗邻海域三分量磁异常分布,发现该模型能与地质结构相吻合,能给相关应用领域提供更多的信息和保障。     

国际地磁参考场模型及其应用——以南海及其周边区域为例

文章介绍最新的第12代国际地磁参考场(IGRF-12)模型,选取5个具有代表性的日期,应用该模型提取和计算1997—2017年全球地磁正常场值并绘制平面分布图,研究结果表明:全球地磁正常场的总体结构较稳定,IGRF模型具有可靠性。以南海及其周边区域为例,应用IGFR-12模型,采用数据统计、图形展示和时间域对比的综合分析方式,分析其在不同时间段内地磁正常场的分布特征和变化规律,研究结果表明:研究区地磁正常场值总体较低,变化较缓慢,呈增长趋势;地磁正常场总体北高南低且变化较大,同一纬度西高东低且变化较小;地磁正常场变化量由大到小的时间段依次为2012—2017年、2007—2012年、1997—2002年、2002—2007年,与IGRF-12中不同模型的差异相对应;IGRF模型中确定场模型数据的稳定性较优,预测场模型的可靠性较高但需进一步校正。     

地磁测量参考场计算软件的设计与实现

以IGRF全球地磁位模型为基础，设计地磁测量参考场计算软件，实现地磁场参数长波分量的时间域与空间域离散点计算，为野外磁力测量相关数据采集与仪器配置提供先验信息，使数据采集的作业效率及可靠性大大提高。     

新生代地磁漂移研究若干进展

地磁漂移事件的成因及发生规律是地学研究热点,是古地磁学科在这个世纪可能为地球科学贡献新理论的一个突破口。在回顾地磁漂移研究历史的基础上,对新生代地磁漂移记录及其时代进行了概述,从地磁漂移的成因、地磁漂移事件与地磁场强度的关系、地磁场漂移期间地磁场形态学研究等几个方面对过去的研究进行了总结。最后,提出未来研究需关注沉积速率较高的河湖相沉积物,通过多种手段生成不同地理位置的可靠地磁漂移记录,利用轨道调谐手段准确限定时代等,才能获得对新生代地磁漂移规律的全面认识。     

海洋磁力测量中多站地磁日变改正基值归算

海洋磁力测量多站日变改正时，为了减小磁场水平差异的影响，需要进行地磁日变基值归算。分析了地磁日变化时空分布特点，研究了地磁日变基值对多站地磁日变改正时磁测的影响，提出了多站地磁日变基值归算方法。经地磁日变同步观测数据验证表明：一定空间范围内，各站地磁日变数据日平均值基本上呈同步变化，利用此方法归算得到的分站地磁日变基值稳定。     

海底地磁日变观测站的设计与应用

采用布设海底地磁日变观测锚系的技术方法,可解决远海区磁测日变改正观测资料问题。重点介绍设立海底地磁日变观测锚系中观测设备的技术特性、锚系设计及这一技术方法在国内的首次应用情况。     

与海洋地磁日变改正有关的长期变化和磁扰的处理

提出地磁日变改正中需要顾及地磁长期变化和磁扰的可靠分离,保证磁力数据改正处理具有明确的基准,提高拼接整合的精度.如果日变站能够控制测区,两者可采用时间同步固定的地磁正常场作为磁异常基准,测区的地磁长期变化由日变站实测的地磁长期变化来改正,反之,对日变站和测区应分别采用时间同步变化的地磁正常场作为磁异常基准,测区的地磁长期变化由地磁正常场的地磁长期变化来改正.为此,应该明确定义与时间相关的日变改正基值为地磁正常场与地磁异常之和.通过磁静日总场观测值偏离正常场的某种形式的长期平均值,可以逼近日变站的地磁异常.磁扰的分离应保证磁扰初动和消失相对于磁静日无磁扰的连续过渡.采用综合模型一并进行日变改正、正常场及其长期变化改正,可以更好地解决目前日变改正中遇到的问题.     

南海海洋地磁固定观测站建设初步研究

为填补我国海洋地磁固定观测的空白,支撑科学研究、防灾减灾、海洋资源开发,维护国家的海洋权益和履行我国在南海海域负有的国际责任,急需在南海建设岛礁和海底地磁固定观测站。通过初步分析国外海洋地磁观测站案例、南海岛礁基础设施现状以及海底观测网计划实施情况,认为南海海洋地磁固定观测站建设的条件已经成熟。文中给出了合理空间布局、分步实施、因地制宜及智能化观测的建议。     

海面与海底地磁日变化差异及其对海洋磁力测量的影响

给出了海面与海底地磁日变化的计算公式,仿真分析了海面与海底地磁日变化差异,探讨了其对海洋磁力测量地磁日变改正的影响。结果表明:对于不同的地磁日变,海面与海底的地磁日变存在着较大的差异,且其随着地磁倾角的变化而变化,对磁测有一定的影响。为此,远海区海洋磁力测量中,建议联合采用地面日变站和海底日变站来减小或消除海面与海底地磁日变差异对磁测的影响,提高地磁日变改正的精度。     

质子旋进式海洋地磁日变站的设计与实现

目前国内在深远海地磁测量中普遍采用潜标加挂磁力仪的作业方式测量地磁日变,针对其布放、回收操作复杂且劳动强度大的缺点,设计了一套新的一体化便携式质子旋进式海洋地磁日变站。基于质子旋进式地磁测量的工作原理,采用多周期同步测量法和线性插值的过零数频算法提高了拉莫尔旋进信号的测频精度;在现有声学释放系统的基础上对声学应答和释放过程进行了改进,采用Goertzel算法提高了声学释放信号频率检测的计算效率和可靠性;将研制的仪器与国际商用仪器进行了陆地对比测试和海上实验。结果表明,研制的海洋地磁日变站性能指标满足海洋地磁测量数据的日变改正精度要求,可靠性高,而且海上操作便捷,可替代传统的海洋地磁日变测量的作业方式。     

总强度磁异常匹配水下导航方法研究

匹配算法是水下潜器匹配导航的核心技术,提出一种利用测量磁场与世界地磁模型(world magnet model,WMM)计算磁场之差作为匹配特征量的水下匹配导航新模式.首先引入快速傅里叶级数拟合技术建立区域的磁场模型,然后将测量地磁异常与惯导指示地磁异常之差表示成连续的解析形式,结合惯导力学编排方程建立的12维状态模型...     

用曲面插值方法建立海洋局部地磁场模型

地磁场模型是地磁场的数学表达式，国内外已有多种建立地磁场模型的方法，对于局部地磁场模型来说，应用比较多的是多项式方法和曲面样条函数方法。讨论了基于曲面样条函数建立局部地磁场模型的原理和方法，并在实测数据基础上对模型的精度进行了验证。     

百余年来地球磁场的长期变化

利用第11代国际地磁参考场模型(IGRF11),计算了自1900年以来地球磁矩、磁矩变化率、地磁北极位置、偏心磁偶极子的位置和地球外部空间的地磁能量等地磁场长期变化特征量,得出了一些重要结论,对加深地磁场长期变化的认识具有理论意义。     

基于小波变换的海洋地磁日变改正研究

基于现有地磁日变理论和改正方法,对国际公开地磁静日变数据进行傅里叶变换和一维连续小波变换综合分析,判断大于0.2 Hz频段为磁扰变化场在频域的体现,并利用一维离散小波变换将数据分离,完善了已有的地磁静日变改正方法。根据日变数据特征和一维离散小波分解特性,选定sym8小波作为基本小波对数据进行7尺度分解,将日变数据中长期变化和短期变化与磁扰部分在保证保真度条件下有效分离,并与傅里叶级数分解和低通滤波处理效果作对比验证,结果显示一维离散小波变换处理效果更佳。日变数据中短、长期变化与磁扰两部分数据的有效分离并分别改正可提高海洋地磁测量日变改正质量,降低海洋地磁数据处理过程中误差累积程度,提高了现行日变改正方法的科学性、准确性。     

基于PSO-LSSVM的局部海洋三维地磁场建模方法

局部海洋地磁场模型可以为水下地磁匹配导航与磁性目标探测等工作提供高精度的海域地磁背景场数据。针对目前区域地磁场模型构建方法中未考虑到高度或深度变化的影响,截断阶数难以确定及存在边界效应等问题。根据海洋磁力测量的特点,顾及磁测点高度数据,引入粒子群优化的最小二乘支持向量机法(PSO-LSSVM)构建局部海洋三维地磁场模型。在仿真与实测数据建模试验中,与Taylor多项式法、BP神经网络法及曲面样条函数法比较,结果表明,无论是在地磁变化平缓区还是复杂区,PSO-LSSVM法的建模精度均是最高的,建议在局部海洋地磁场模型构建中采用。     

磁法延拓在地磁背景场匹配中的应用研究

在浅海地区,由于复杂的地磁背景场会对航空磁异常探测(MAD)造成影响,导致目标识别的虚警率过高。为了降低虚警率,需要将地磁背景场从飞机探测的磁场中剥离出来。文中使用的地磁背景场通过船磁测量获得。但是MAD和船磁测量不在同一个高度/平面内,需要通过磁法向上延拓的方法,将船测磁场向上延拓到飞机飞行高度。基于海上磁测数据,通过磁法向上延拓的方法,获得飞机飞行平面内的地磁背景场,然后将实际飞行的磁测数据减去地磁背景场来完成地磁匹配,最终达到降低MAD信号识别输出虚警的目的。     

海洋重磁资料的最小二乘平差处理方法

海洋重磁资料的平差处理是海洋重磁资料处理过程中必不可少的环节之一。从最小二乘算法意义下的平差处理基本理论出发,建立起平羞测线网系统交点误差的方程组,给出了方程组系数矩阵的简单求取方法。理论计算和实际资料处理结果表明,该方法不仅原理简单,计算机实现方便,而且经平差处理后的系统交点误差可以达到最小二乘意义下的极小。最后讨论了实际重磁资料平差处理中任意常数的确定问题。     

海水层对地磁日变的影响

在海洋地磁测量中地磁日变的影响不可忽视,由于海底地磁日变观测站可建在测区内或附近,通常情况下能较好地反映测区范围内的地磁日变状况.但从实际观测资料对比发现,海底地磁观测站站位水深对地磁有效信息的保留存在一定的相关性.随着水深增大,其保留的信息量逐渐减少,即水层对地磁信息有着明显的衰减作用.