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.     

基于三维Taylor模型的福建及邻近地区地磁模型研究

基于福建及邻近地区高密度的256个地磁场矢量(D、I、H分量)实测数据,结合全球陆地1km基准海拔高度工程的网格数据以及最新的第十二代国际地磁参考场模型(IGRF12),采用三维Taylor多项式模型构建了福建地区的地磁场模型.通过比较均方偏差(RMS)、磁场实际分布以及残差等,结果显示:(1)当三维Taylor模型的截断阶数(N)为2时,可基本反映N为6时的二维Taylor模型的拟合效果;(2)三维Taylor模型计算方便,精度较高,但较易出现龙格现象,因此在确定截断阶数时既要考虑模拟精度,还需要考虑边界效应问题.     

区域地磁场时空变化特征及模型研究

正基于时-空高分辨率的地磁数据,分析其描述的地磁场的时间-空间分布形态,选取合适的区域地磁场分析方法,提取区域地磁场的时间-空间变化特征,并建立高精度的区域磁场模型,以期为地震研究、地质构造研究、地球深部研究、矿产勘探、航空航天、通信导航等诸多科学领域和民用领域提供基础的、准确的、可信的中国地区地磁数据,是本论文的主要研究目的及意义。本文通过对中国地区地磁场长期变化的自然正交分量分析和中国地区地磁场的球冠谐和     

地磁前兆异常的动态从属函数

地震前兆涉及到多种地球物理观测方法,且计量单位各不相同,因此,各类前兆异常之间无法进行直接的定量对比,这给地震预报研究带来了困难.应用异常从属函数值（无量纲量）可统一规划不同性质、不同计量单位的地震前兆异常.本文通过研究地磁资料从属函数,发现1995年9月20日山东苍山Ms5.2级地震前有明显的前兆异常.增强了对地震前兆异常的识别能力,文中提出该方法在地磁场研究中应注意的问题.     

在地磁学与地球重力学中的球谐分析

球谐分析在地磁学与地球重力学中得到广泛的应用.由于地球磁场与地球引力场的不同,球谐表述有所不同.地磁场的高斯分析（球谐分析）的结果表明,地磁场没有单极子,而引力场有,地磁场有内外源场之分,而地球引力场只有内源场,地磁场的球谐级数收敛快,地磁场高斯级数所用的蒂合勒让德函数是Schmidt半标准化的,而地球引力场中用的是全标准化的,地磁场的高斯系数随时间变化快,每5年产生一个IGRF（国际地磁参考场）, 而引力场的变化是与地质变化有关,相对于地磁场来说,是缓慢的. 地磁场的高斯分析还存在一个唯一性问题.     

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).     

关于气候系统与地球系统的若干思考

分析了地球系统的基本特征和地球系统的能源和运转方式,指出地热涡和地冷涡是地面气候系统的重要成员. 利用全球地磁场资料,研究了地球内部焦耳热的分布和演变规律,结果表明:全球地磁场的变化与全球气温的变化有密切联系,而且焦耳热场的分布与地热带、火山分布、全球最大降水量带有很好的对应. 因此,要对气候变化有一个全面的认识,必须研究整个地球系统.     

Global distributions of storm-time ionospheric currents as seen in geomagnetic field variations

To investigate temporal and spatial evolution of global geomagnetic field variations from high-latitude to the equator during geomagnetic storms, we analyzed ground geomagnetic field disturbances from high latitudes to the magnetic equator. The daytime ionospheric equivalent current during the storm main phase showed that twin-vortex ionospheric currents driven by the Region 1 field-aligned currents （R1 FACs） are intensified significantly and expand to the low-latitude region of-30~ magnetic latitude. Centers of the currents were located around 70~ and 65~ in the morning and afternoon, respectively. Corresponding to intensification of the R1 FACs, an enhancement of the eastward/westward equatorial electrojet occurred at the daytime/nighttime dip equator. This signature suggests that the enhanced convection electric field penetrates to both the daytime and nighttime equa- tor. During the recovery phase, the daytime equivalent current showed that two new pairs of twin vortices, which are different from two-cell ionospheric currents driven by the R1 FACs, appear in the polar cap and mid latitude. The former led to enhanced north- ward Bz （NBZ） FACs driven by lobe reconnection tailward of the cusps, owing to the northward interplanetary magnetic field （IMF）. The latter was generated by enhanced Region 2 field-aligned currents （R2 FACs）. Associated with these magnetic field variations in the mid-latitudes and polar cap, the equatorial magnetic field variation showed a strongly negative signature, produced by the westward equatorial electrojet current caused by the dusk-to-dawn electric field.     

WEB3D技术在地磁场可视化中的应用

WEB3D技术是一门在计算机图形学、计算机多媒体技术和仿真技术的基础上发展起来的交叉学科.利用WEB3D技术建立一个可视的三维地磁场,能使用户沉浸到三维空间中,更加直观观察数据,真实地与数据交互,从而可以更快,更全面地分析理解运用地磁场的数据.     

济南地磁台地磁监测环境分析

描述济南地磁台建台以来,周边环境随着城市化进程发生的变化,计算不同重量、距离的铁磁性物质对磁房建筑场地地磁场的影响,应用G856质子旋进磁力仪,采取梯度测量的方法,进行地磁场总强度F测量,对测量结果进行计算和初步分析,以期为其他地磁台的观测环境分析提供参考.