基于IGRF的地磁基准图技术

地磁导航需要获得目标区域的地磁基准图。研究了基于国际地磁参考场的地磁场要素计算和等值线绘制方法。以给定目标区域的经纬高为输入,计算高阶地磁球谐函数获取地磁矢量并计算地磁场要素,修正了因地球扁率带来的数据差异。采用具有虚节点的移动矩形网格算法来绘制地磁参数等值线,生成目标区域的地磁基准图。采用C#实现了地磁基准图软件,测试表明,获得的地磁等高线数据满足使用要求,等值线精度较高。     

中国地磁测量、地磁图和地磁场模型的回顾

系统回顾中国地磁测量、地磁图和地磁场模型的发展过程.我国每10a(1950-2000年)进行一次全国范围的三分量地磁测量(磁偏角、磁倾角、水平强度或总强度),并出版相应年代的中国地磁图.还出版了1965.0年青藏高原地磁图、1980.0年青海省地磁图以及1990.0年中国海域地磁偏角图.地磁场模型包括多项式模型、矩谐模型、冠谐模型和曲面样条函数模型.根据相同的地磁资料,分别计算1950-2000年中国地磁场的多项式模型和冠谐模型.     

青藏高原地磁场模型的研究

根据青藏高原地磁三分量绝对测量资料,使用泰勒多项式方法和冠谐分析方法,计 算了青藏高原地磁场（Ｘ, Ｙ,Ｚ ）的泰勒多项式模型和青藏高原地磁剩余场（△Ｘ,△Ｙ,△Ｚ）的冠谐 模型,并绘制了相应的理论地磁图．分析了磁异常点对地磁场模型的影响,对比分析了地磁 场的多项式模型和冠谐模型,讨论了地磁场模型的边界效应问题．     

2000年中国地磁场及其长期变化冠谐分析

根据1998～2000年完成的118个地磁测点 和39个地磁台的三分量绝对测量资料以及IGRF2000，计算2000年中国地磁场冠谐模型(截断 阶数为8)，以及2000～2005年中国地磁长期变化冠谐模型(截断阶数为6). 球冠极位于36 °N，104°E，球冠半角为30°. 中国地磁场冠谐模型能更好地表示我国地磁场的时空变化 ，地磁场模型的均方偏差为：104.4 nT(X分量)，103.3 nT(Y分量)，123.9 nT(Z分量). 依据地磁场及其长期变化的冠谐模型，分别绘制2000年中国地磁图(F，X，Y，Z)和异常磁场图(ΔF，ΔX，ΔY，ΔZ)，以及2000～2005年地磁长期变化图(F，X，Y，Z). 指出改善地磁场模型边界效应 的途径，并对如何布设地磁复测点提出了建议.     

球谐分析与国际地磁参考场

一、前言高斯理论是近代地磁学的理论基础。人们在对地磁场进行球谱分析时,可以把地球当作园球,也可以把地球当作椭球,使用的地磁资料可以是测量资料(陆地、海洋、航空、卫星、地磁台),也可以是从地磁图上量取的磁场值,使用的地磁要素可以是北向分量x东向分量y垂直分量z,也可以是它们的各种形式的组合,球谐分析的阶数一般为6～12阶。地磁场的球谱分析已有近150年的历史,但是,国际地磁参考场的历史并不长,这主要是因为在本世纪六十年代以前,缺乏国际间的合作。国际地磁学和高空物现学协会(IAGA)     

封面"海洋地磁测量立体探测场景图"介绍

本期封面是一幅海洋地磁测量的立体探测场景图,它展示了海洋地磁测量的新技术、新方法.海洋地磁测量以"总场测量"和"矢量测量"等不同测量方式在海域的不同空间位置上采集地磁场信息,探索地球奥秘.具体的工作模式分别有:①卫星磁测、②船载固定翼无人机磁测、③船载三分量磁测、④海面磁测、⑤海面无人艇磁测、⑥近海底深拖磁测、⑦长航程AUV磁测、⑧海底地磁日变观测、⑨海底地磁场矢量观测和⑩超长锚系的海洋地磁观测潜标等.     

山东地区流动磁测与地震关系的探讨

利用山东地区1991—2007年的野外地磁流动监测资料,通过分区计算地磁场总强度均值,并绘制均值时序图,分析了地磁场异常,为地震预测提供参考依据。     

1683-1949年中国地磁测量、地磁图和地磁模型的总考评与研究

本文全面系统回顾考察了新中国成立前中国的地磁测量、地磁图和地磁模型研究概况:主要介绍中国人独立进行的地磁测量;评述了1932年山东半岛地磁图,1915.0和1936.0年中国(部分地区)地磁图;1945.0年东亚地磁图;1946.1年四川北碚地区地磁图以及1946.1年四川北碚地区地磁场泰勒多项式模型.并根据1936年地磁数据计算研究了1936.0年中国地磁场的球冠谐模型和曲面Spline模型,以及1900.0-1940.0年5个年代的中国地磁数据集、地磁模型和地磁图.对今后我国地磁测量研究工作给出了几点建议.     

国际地磁参考场在我国地磁基础研究中的应用

国际地磁参考场资料在我国得到广泛应用。利用国际地磁参考场资料，我国学者研究了高斯分析、地球磁场模型及其源场可能位置、重磁关系、核幔耦合、地磁场能量、地球非偶极子磁场西向漂移等。在绘制中国地磁等值图中也利用了某些国际地磁参考场资料。     

香港国际机场地磁测量结果初步研究

广东省地震局地磁项目测量组分别于2010年和2015年对香港国际机场磁罗经校正场(CCP)地磁场总强度F、磁偏角D、磁倾角Ⅰ进行了科学、规范、准确的地磁绝对测量。利用肇庆地磁台高精度的数字地磁观测资料,将香港国际机场磁罗经校正场(CCP)内各个测点在不同时间的测量数据进行了通化处理。根据2010年和2015年的地磁测量结果及香港地区历史地磁观测资料,通过初步研究可以看出香港国际机场地磁场F、D、I三要素时间变化特征及变化趋势与肇庆地磁台长期观测结果基本一致。香港国际机场地磁测量不仅是项严谨的工程项目测量任务,它还为香港地区地磁场变化的研究取得了第一手宝贵的观测数据,具有一定的地磁学研究价值。     

泰安地磁台地磁场变化特征

地磁台地磁场环境泰安地磁台位于泰山南麓,地磁坐标为:φ:25.1°,λ:187.1°。磁房房基为太古界花岗 片麻岩。台址周围无干扰源。为了弄清台址 周围地磁场背景,于1978年11月,1981年5 月先后两次用国产小核旋仪进行了地磁场分 布测量,测量结果见图1。由图1可以看出,台     

京津冀地区地磁场球冠谐分析

2002年在京津冀地区进行了45个测点的地磁三分量测量,对测量资料进行通化处理,通化时间为2002年5月5日16～18时（世界时）. 通化后的观测均方差分别优于1.5nT（地磁场总强度F）,0.5′(磁偏角D和磁倾角I). 将国际参考地磁场（IGRF2000）作为地磁正常场,建立了京津冀地区地磁异常场的球冠谐模型（BTHASCH）. 球冠极的空间位置坐标为39.5°N和117.0°E,球冠半角为4°. 在模型计算过程中,球冠谐函数的截断阶数分别取为1～10. 经综合比较, 最终采用的截断阶数为5. 建立了京津冀地区参考地磁场的球冠谐模型（BTHGRF）.根据模型,绘制了京津冀地区地磁异常场图(ΔX、ΔY、ΔZ、ΔF、ΔD、ΔI)和京津冀地区地磁图(X、Y、Z、F、D、I).     

1980．0年东亚地区地磁场的勒让德多项式模型

根据中国、原苏联等地区的地磁复测点和地磁台资料，利用勒让德多项式方法，计算出１９８０．０年东亚地区的地磁场模型，绘制出总强度（Ｆ）、磁偏角（Ｄ）和磁倾角（Ｉ）地磁图．地磁场模型的均方偏差分别为：总强度１４４．６ｎＴ，磁偏角１９．１′，磁倾角８．５′．将勒让德多项式模型与ＤＧＲＦ１９８０进行了比较，并绘制出总强度的差值分布图．本文计算出来的地磁场勒让德多项式模型能较好地表示东亚地区地磁场的分布．     

苏、 鲁、 豫、 皖交界及南黄海地区地磁监测与分析

通过在苏、 鲁、 豫、 皖交界及南黄海地区开展地磁基本场矢量测量、 数据处理和分析, 计算了该区域地磁基本场和地磁异常场总强度和水平强度的曲面样条模型, 并绘制相应的地磁图和地磁异常图, 探索研究局部地磁基本场的变化特征。 分析结果表明, 通过区域地磁基本场矢量测量, 能相对精细地反应区域地磁基本场空间分布, 分辨存在的地磁基本场异常, 为地震中长期预报提供科学数据和相关地球物理场变化背景。     

1936年中国地磁参考场的冠谐模型

根据1936年中国东部和中部地区的地磁测量资料，以及国际地磁参考场DGRF1935和DGRF1940，用冠谐分析方法计算1936年中国地磁参考场(CGRF)的冠谐模型. 冠谐模型的截断阶数为8，球冠极位于36°N和104°E，球冠半角为30°.CGRF1936比相应的国际地磁参考场能更好地表示中国地磁场的分布，本文计算的冠谐模型的均方偏差分别为104.9 nT(X分量)，84.8 nT(Y分量)和121.1 nT(Z分量). 根据地磁场的冠谐模型，绘制1936年中国地磁图(X，Y，Z，F)和异常磁场图(ΔX，ΔY，ΔZ，ΔF).     

局部地区地磁场模式的改进

本文以1960年中国地区的地磁资料为例,并利用我国周围14个国外地磁台的资料以及DGRF1960的网格值,分别建立起表示中国地区地磁场分布的模式。在分析比较这些模式的基础上,提出用“联合模式”表示中国地区地磁场的分布,从而在保证地磁场拟合效果的前提下,改善了对边远地区地磁场的拟合效果。“联合模式”比我国和其它许多国家使用过的“单一模式”能更好地表示地磁场的分布,从而它给出了一条解决中国地磁图与邻近地区地磁图衔接问题的有效途径。     

一种改善区域地磁场模型边界效应的方法

针对目前建立区域地磁场模型截断阶数受限,地磁图精度偏低等缺陷,研究了运用Taylor多项式拟合法建立区域地磁场模型所存在的边界效应问题.从理论上深入分析了产生边界效应误差的根源,提出了采用边界插值约束的Taylor多项式拟合法,在改善区域地磁模型边界效应的同时,提高了模型拟合的截断阶数,进而绘制出较高精度的区域地磁场图,同时对该技术和现有补充国际地磁参考场值方法进行了比较分析,最后进行了仿真试验.试验证明,该技术具有优于补充国际地磁参考值的方法,能克服现有区域地磁场模型的边界效应问题,提高了区域地磁场模型的拟合精度.     

海洋地磁三分量测量技术

与拖曳式总场测量相比,海洋地磁三分量测量能够获得更多的地磁场矢量信息,并能通过船载测量在更大海区范围内进行.本文从船载三分量测量和拖曳三分量测量两个方面总结了国外的发展现状,分析了海洋地磁三分量测量中船磁(载体磁场)标定和载体定姿两个关键技术,并结合我国海洋磁测发展现状建议首先发展船载海洋地磁三分量测量系统.     

东亚地磁场的Taylor多项式模型

根据我国国家自然科学基金委员会和俄罗斯科学院的国际合作研究计划，在国际上首次同时使用中国、前苏联和蒙古的地磁复测点资料，以及东亚地区的地磁台站资料，计算出１９８０．０年东亚地磁场的Ｔａｙｌｏｒ多项式模型，并绘制出相应的东亚地磁图，给出了确定地磁场模型最大阶数的新判据。     

兰州地磁场近年来长期变化的分析

本文使用兰州地磁台1959年至1981年的资料,分析地磁场长期变化特征。图1为兰州台的地磁变化(年均值)图。图1B为兰州地磁台水平强度年均值图。由图中看出,1959年至1964年水平强度逐年缓慢上升,