基于行星际磁场阿尔芬特性的星载磁通门磁强计在轨标定新方法

准确的磁场测量对深入研究空间等离子体环境具有重要意义.星载磁通门磁强计的磁补偿随时间缓慢变化, 因此, 需要对其进行常规的在轨标定.现有的在轨标定方法都依赖于磁扰动或磁结构事件的筛选, 导致标定结果的频次受限于事件的筛选, 且差的事件还会增大计算误差.为此, 本文研发出一种不依赖于磁场事件筛选的在轨标定新方法.根据行星际磁场强度的取值范围, 我们可建构一个磁补偿取值空间.不同的磁补偿值会影响行星际磁场的阿尔芬特性; 于是, 我们通过在磁补偿空间中找到使被调整之后的行星际磁场的阿尔芬特性最强的点作为磁补偿值的最优解.测试结果表明, 我们的新方法可以利用1~4 h时长的行星际磁场数据获得误差小于0.1 nT的标定结果.

     

基于磁镜结构的Wang-Pan方法在磁强计在轨标定中的应用

磁通门磁强计(FGM)的磁补偿随时间会发生缓慢变化; 因此,提高FGM磁补偿的标定精度对实现高精度磁场测量至关重要.最近,一种基于磁镜结构的标定方法被提出,本文将其称之为Wang-Pan方法Ⅱ.本文分析了Wang-Pan方法Ⅱ在太阳风、地球磁鞘和磁尾电流片区域的适用性.我们发现,磁镜结构或线性磁洞事件个数的增加有助于降低Wang-Pan方法Ⅱ的计算误差; 此外,事件的背景磁场强度和磁场耗散程度会显著影响Wang-Pan方法Ⅱ的计算精度.Wang-Pan方法Ⅱ在太阳风和磁尾电流片中的计算误差在±0.2 nT以内的概率高达70%,在磁鞘中计算误差比太阳风及磁尾电流片中的大了约1个数量级.为了提高利用磁镜结构标定磁补偿值的精度,我们研究了线性磁洞事件的多个参数特征对磁补偿计算误差的影响,该研究结果将为Wang-Pan方法Ⅱ的应用提供磁镜结构或线性磁洞事件的筛选参考准则.

     

南极长城站地磁台CTM—302磁通门磁力仪的标定

通过南极长城站地磁台对ＣＴＭ－３０２三分量磁通门磁力仪标度值的标定，为长城站地磁台测量数据的可靠性的提供了重要的依据。     

南极长城站地磁台CTM－302磁通门磁力仪的标定

通过南极长城站地磁台对ＣＴＭ－３０２三分量磁通门磁力仪标度值的标定，为长城站地磁台测量数据的可靠性提供了重要的依据。     

阿尔芬波动特征对卫星磁力仪零位标定的影响

磁通门磁力仪的零位偏移量在卫星轨道上会因诸多因素而发生改变.为此,基于剪切阿尔芬波动不改变总磁场强度这一特征的Davis-Smith方法被提出用于计算磁力仪的零位补偿.实际上,行星际空间中没有纯粹的阿尔芬波动.本文采用数值模拟分析了存在小的压缩波动情况下,阿尔芬波动的幅度、周期和相位以及数据窗口时间长度等对Davis-Smith方法计算零位补偿的影响.我们发现,只有当阿尔芬波动的周期与压缩波动周期相同时,阿尔芬波动的性质会对零位补偿的计算产生不可忽视的误差.阿尔芬波动的幅度越大,零位补偿的误差越小.磁场各分量零位补偿的误差大小还会受到阿尔芬波动初始相位的影响.此外,数据窗口时间长度越长,则零位补偿误差趋于减小至真实值.     

磁通门磁变仪定向状态函数的稳定性分析

在地磁观测中 ,磁变仪的稳定性是基本要求。磁通门磁变仪的稳定性依赖于电子反馈、补偿线路的稳定性和磁通门磁变仪定向状态函数的稳定性。本文对后者进行讨论。1　磁通门磁变仪的定向要求磁通门磁变仪的定向就是使传感器线圈轴方向与被测磁场方向一致。设磁通门 3个探头线圈分别与定向方向 X、Y、Z间有微小差角 ,省略电子放大部分 ,忽略温度影响 ,有(周锦屏等 ,1 999)TX =X0 + SXn X=X + tanε* Y + tanβX* Z ( 1 )TY=Y0 + SYn Y=Y + tanδ* X + tanβY* Z ( 2 )TZ=Z0 + SZn Z-Z + tanθX* X + tanθY* Y ( 3 )其中 X0 ,Y0…     

数字三分量磁通门磁变仪定向的研究

本文对磁通门磁变仪定向标准、定向稳定性、影响定向的因素进行了分析，将定向标准分为定向操作标准和定向期望标准，讨论了实际记录精度等问题。     

GM3磁通门磁力仪数据实时压缩方法的改进

研究了GM3磁通门磁力仪数据实时压缩方法,将国际通用的测震数据SEED格式中采用的Steim—1压缩算法引入到地磁数据的实时处理系统中,通过改进压缩算法,提高了压缩率,节省了仪器数据存储空间,减少了台站数据传输时间。     

三轴磁通门探头球型反馈线圈的设计方法研究

长周期大地电磁测量要求三轴磁通门传感器具有低的噪声水平及高稳定性,根据实际需求设计一个尺寸合适的球型反馈线圈可以有效提高反馈磁场的均匀性,进而降低磁通门传感器的噪声水平.本文首先分析了非均匀反馈磁场引入磁通门噪声的机理,然后根据毕奥-萨伐尔定律和矢量叠加原理,以等间距多个单匝线圈构成单轴绕组的形式,建立了球型反馈线圈轴线上的轴向磁场分布及磁场均匀度数学模型,在给定磁场均匀度和球型反馈线圈直径的条件下,运用控制变量法确定了球型反馈线圈的单匝线圈数量和间距等关键结构参数.我们把设计的结构参数代入球型空间磁场分布数学模型,验证了本设计方法的正确性.最后,按照设计的结构参数制作了基于球型反馈线圈磁通门探头的三轴磁通门传感器,通过与体积相近的基于亥姆霍兹型反馈线圈磁通门探头的三轴磁通门传感器对比测试噪声水平,结果表明球型反馈线圈磁通门探头能够使得三轴磁通门传感器具有更稳定和较低的噪声水平.