双星星上部件磁测及磁测设备

双星是我国与欧空局合作的科学探测卫星“TC-1”和“TC-2”．星上安装的探测仪器其中有磁强计和低能粒子探测器,它们要求卫星的磁性对它们的影响小．对整星的磁矩要求为643 mA·m~2,对星上的各种部件(包括仪器和设备)也提出了磁设计标准,大部分部件的磁矩要求为5 mA·m~2以下．因此各仪器设备安装到星上之前,都要进行磁性测量控制,以满足整星的磁要求．本文介绍了星上的磁性来源(剩磁、感磁和电流引起的杂散磁场)、磁测的设备(屏蔽筒和螺线管线圈,磁强计及磁强计用小型无磁性转台,平台和导轨,充、退磁线圈,充、退磁电源,特斯拉计,无磁性转台,标准磁矩磁铁,补偿磁铁)和磁测的方法．     

中国及邻近地区CHAMP卫星磁异常的分布特征

本文利用CHAMP卫星磁测资料建立的新一代高阶地磁场模型POMME-4.2S,计算中国及邻区400 km高度的卫星磁异常及其垂直梯度,给出7个磁场分量的分布图,比较了截断水平对磁异常分布的影响,初步分析了磁异常与岩石圈构造的关系.主要结果表明,在四川盆地、塔里木盆地和松辽盆地等主要磁异常区,ΔZ异常中心的南北两边出现ΔX的异常中心,东西两边出现ΔY的异常中心.在球谐模型为90阶时,磁异常分布的基本形态已经确定,更高的模型阶数对磁异常只有微小调整.在磁异常较强的地区,磁异常及其垂直梯度同步变化.卫星磁异常与地形变化、断裂带分布、莫霍面深度和岩石圈厚度没有直接的对应关系,而与居里等温面深度、磁性层厚度有明显的相关性.居里等温面深、磁性层较厚的地区显示正磁异常,居里等温面浅、磁性层较薄的地区显示负磁异常.     

低轨磁测卫星干扰磁场标定方法研究

为了提高空间磁场探测精度,磁测卫星一般将磁强计安装在长伸杆的顶端,同时通过整星磁洁净控制,来减小磁强计安装位置的磁场干扰量.针对低轨磁测卫星的特点,提出零磁场环境下卫星极弱干扰磁场的高精度测量方法,模拟在轨地磁场环境下卫星感应磁场的标定方法,以及磁力矩器剩磁不确定量的处理方法.通过以上方法对卫星本体产生的干扰磁场实施严格的标定和数据修正,可有效减小其影响,极大提升空间磁场探测精度.该方法已应用于电磁监测卫星,将整星的磁场干扰不确定量降低一个量级,达到优于0.3 nT的水平.     

地磁场的三维巡测和综合建模

在1967~1971年期间,美国POGO系列卫星进行了地磁场总强度测量,接着,1979~1980年MAGSAT地磁卫星进行了真正意义上的三分量测量.自此之后,卫星磁测沉静了20年.近年来,这一领域又重新进入高潮,其标志是1999年2月丹麦发射Orsted磁测卫星,2000年7月德国发射CHAMP磁测卫星,2000年11月阿根廷/美国合作发射SAC-C卫星.这一时期的磁测卫星还有南非和澳大利亚的卫星,而欧空局计划在2009年发射三颗磁测卫星Swarm,,中国的地磁卫星也在积极筹备之中.在这20多年的"沉静"中,各国地磁学家潜心研究的结果把POGO-MAGSAT和Orsted-Champ-SAC两代磁测卫星和地面磁测连接在一起,催生了新型地磁场模型和地磁图———"地磁场综合模型"(comprehensive model of geomagnetic field,简称CM).如果说过去的地磁场模型只是对主磁场的形态描述,那么,新一代模型不仅包括地核主磁场模型,而且包括岩石圈磁场模型、电离层磁场模型、磁层磁场模型、内部感应磁场模型以及空间环型磁场模型,力求在更广的范围内,以更深入的物理内涵和更高的精度表述地球磁场的全貌.本文在评述CM模型的基础上,提出下一代地磁模型的设想,讨论地球磁场三维巡测和综合建模的未来发展趋势和关键问题.     

利用卫星探测研究地下结构

介绍了国外利用卫星上观测的电子流量和磁场资料进行地下结构探测研究的一些成果.研究表明,卫星上记录到的不同能量电子流量脉冲突变与地下结构、深大岩石圈断裂带有密切的对应关系.卫星磁场观测具有覆盖全球的优势,随着卫星磁场数据观测精度的提高,卫星磁测在全球磁变模型的建立、研究大陆内部结构、大陆和海洋边界带、地幔过渡带等方面的将发挥越来越重要的作用.卫星观测将成为全面、整体探测研究地球内部结构有效的手段之一.     

用积分与迭代方法反演磁性地质体的总磁矩及其中心位置

本文研究了利用二维磁异常和一维垂向导数异常的矩的积分,计算磁性体总磁矩及其中心位置的迭代方法。在计算过程中,只要给出磁矩中心位置坐标的初值,就能计算出总磁矩及其中心位置。     

不同卫星轨道高度对地壳磁场反演的影响研究

利用最新的波茨坦地磁场球谐模型(Potsdam Magnetic Model of the Earth,POMME)进行仿真实验,分别模拟出不同卫星轨道高度下的磁测数据.根据仿真的观测数据反演地壳磁场的高斯球谐系数,对反演结果进行对比和分析,总结出卫星轨道高度对反演结果的影响.针对CHAMP卫星实测数据进行地壳磁场反演...     

伽利略卫星磁异常起源的数值模拟

伽利略号任务探测到了起源于伽利略卫星的磁异常.这些磁异常很可能来自于卫星内部,并且受到强大的木星背景磁场的影响.观测磁异常可能来自各种不同的产生机制,这里通过数值模拟主要研究卫星内部磁对流和发电机行为.为了模拟卫星周围的电磁环境,在模型中引入了一个固定取向、空间均匀,但是强度可变的外磁场B0.模拟结果显示,强度足够大的B0可以显著的改变核内的发电机过程.当B0增加到原发电机磁场强度的40%时,核内对流的改变非常显著：整体对流强度减弱了80%,但是在大部分区域的差动旋转却增强了,这导致了核内总磁场的增加.磁场的形态趋向于同背景场一致,而流场则显示出背景场对原有对称性的抑制作用.此外,磁场在时间变化上也趋向于更加稳定.     

地壳磁异常的全球模型

从全球磁场减去地核主磁场和变化磁场及其感应磁场后,就得到岩石圈磁场,又称地壳磁场,或地磁异常.地壳磁场是地磁场的重要组成部分,对导航、通信、地球物理勘探等有重要意义.本文简要综述近年来在地壳磁场基本信息获取方面取得的重大进展,特别是Oersted、CHAMP等卫星磁侧的最新成果,介绍在此基础上建立的全球磁异常模型,展望地壳磁场研究的发展趋势和应用前景.     

由卫星磁异常推断西藏高原地壳的磁性特征

根据前人对本区卫星和航空磁异常所作的研究工作，作者经过综合研究所得的结果是：西藏高原地壳中的磁性层在地表以下30km以内，其磁化率平均为.0167SI,相当于I－型花岗岩类的磁化率，在30km以下，地壳显示为无磁性。     

改进磁变仪布局的研究

本文讨论了各分量磁变仪磁针之间的相互影响以及地磁场各分量的变化、记录光入射角对记录的影响，并由此认为一套磁变仪的布局应满意三项标准：（１）各分量仪磁针间的相互静磁影响要小，且任一磁针受其它磁针工作的影响要低于该分量仪记录的分辨率；（２）各分量仪的状态函数稳定，即保持定向能力强；（３）可产生较高精度的线性记录磁照图。鉴于目前的磁变仪布局与此三标准有明显差距，故本文提出了一种新的布局方案，可满足此三项     

利用航磁资料研究菏泽震区深部构造

利用航磁资料和三维磁性层反演理论,对菏泽震区的航磁资料进行了数据处理,计算出震区枧磁化强度分布图、基底磁性界面埋深图和居里等温面埋深图。结果显示东濮凹陷基底磁性界面深达12km,下部居里等温面上隆,凹陷内被弱磁性物质填充。地震发生在凹陷附近视磁化强度、基底磁性界面、居里等温面的变异带上。     

亚洲MAGSAT卫星磁测数据处理

本文简要介绍了使用的ＭＡＧＳＡＴ数据变量，磁测数据的筛选，卫星磁练习薄宾提取，以及卫星磁异常图的编绘。     

地震大小的度量

本文首先对地震大小度量的研究历程作了简要回顾。在此基础上着重指出以下几点: ① 近几十年广泛使用的M_L、m_b(m_B)、M_S震级标度,作为对地震大小的度量,不仅都存在着“以偏概全”和“震级饱和”的问题,而且由于未充分顾及地震波衰减的区域差异,尤其台站场地对地震动放大作用的差异,因此都只是对地震大小的不精确的度量。 ② 地震矩M₀不仅物理含义明确,而且克服了M_L、m_b(m_B)、M_S震级标度所存在的各种问题,是最适合科学度量地震大小的物理量。为了继续延用“震级”这一术语,Kanamori定义了矩震级标度M_W,虽然其假定的前提条件仍有待研究,但也是对地震相对大小的较合理的度量。 ③ 为更加科学地度量地震的大小,必须充分利用现代区域数字地震台网产出的大量波形数据,加强地震波衰减特征、场地效应和震源参数测定及有关定标关系的研究,在完善M_L、m_b(m_B)、M_S震级测定方法的基础上,重点改进、完善M_W标度,逐渐推进以M_W作为统一度量地震相对大小的物理量,为地震科学研究和地震预测研究奠定更加坚实的基础。     

延庆、怀来地区地壳深部磁性构造与地震的研究

应用三维磁性层反演理论和方法，对延庆、怀来地区航磁资料进行了数据处理，反演计算了该区磁性基底埋深、居里等温面埋深和视磁化强度分布。揭示了延庆盆地、矾山盆地、怀来盆地、涿鹿盆地等四个相互联通盆地的磁性基底的定量特征。对该区地震发生的深部原因和地壳内不同特性块体与地震的关系进行了探讨；对该区地震分布的特点进行了研究；初步提出了该区地震的危险区划和今后的重点监测区。     

瞬变电磁法多匝重叠小回线装置实验研究

文中采用实验方法对瞬变电磁法多匝重叠小回线装置发射磁矩、关断时间、感应信号强度随发射线圈匝数及接收线圈匝数的变化分别进行了研究。对固定发射线圈匝数改变接收线圈匝数与固定接收线圈匝数改变发射线圈匝数这2种实验方式进行了对比,从而找出了更适合地质响应的发射与接收线圈的匝数。同时还分别采用线圈边长为0.5m×0.5m与1m×1m的线框进行了对比实验,通过分析发射磁矩、关断时间、感应信号强度随线圈边长、线圈匝数的变化,找到合理的重叠小回线装置。实验结果表明发射磁矩随线圈的边长与发射线圈匝数的增加而增加;关断时间随发射线圈匝数近乎呈正比增加,与接收线圈无关;感应信号强度与线圈匝数呈正比关系,但是相比之下,接收线圈匝数更占主导地位。