基于WMM2010地磁模型的微卫星姿态确定

概述了微卫星的特点和发展应用概况,简述了微卫星借助单个磁强计完成三轴姿态确定的原理;并以WMM2010模型为研究对象,介绍了确定卫星姿态的统计性方法;分析了几种不同截断阶数的地磁模型与地磁场真值的差异,指出对于定姿精度要求不高的中低轨道(数百千米)卫星,可将低阶模型作为磁场真值存储在卫星处理器中,有助于提高卫星定姿的实时性。

世界地磁模型WMM2010及其应用

文章分四个部分对世界地磁模型WMM2010进行介绍。第一部分概述了模型使用者所需掌握的磁场基础知识;第二部分详细介绍了模型所用数据来源和质量控制;第三部分对模型精确性和适用性进行了评估;第四部分给出了WMM2010模型部分磁场分量图以及模型的应用。

基于WMM2010磁场模型的磁差算法研究

随着现代航海仪器的发展，人们对磁罗经的利用已越来越少，但当现代航海仪器失效时，高可靠性、低成本的磁罗经就彰显其重要性了。然而由于磁差和自差的存在，磁罗经的指向精度受到很大影响，因此，磁差的修正和自差的校正显得尤为重要。文章以世界磁场模型WMM2010所求出的磁差值为基准值．将从海图上获得的磁差值和GPS读取的磁差值与该基准值比较，分析误差产生的原因及方法的适用性，为驾驶员在使用两种常用方法时提供参考。

世界地磁场模型WMM2010与台站年均值对比

研究了由多种卫星磁场观测数据建立的最新的世界地磁场模型WMM2010与地面台站观测值之间的关系,并将常用的国际参考地磁场模型IGRF11作为对比参照。首先分析了IGRF11与台站观测值的对比关系,验证了IGRF模型的精度和可靠性。其次分析了WMM2010与IGRF11模型的差异,引入绝对误差、均方根误差、相对误差和权重系数等指标来进行评价,分析表明,WMM2010模型在研究地磁异常场时的正常场改正和改善边界效应时填补空白区域中更具参考价值。

EMM2010模型在中国大陆的精度评估及其适用性

基于我国大陆最新观测所得的1 302个地磁测点和32个地磁台站磁偏角D、磁倾角I、总强度F的1 334组准确数据,并结合地壳磁异常能谱变化特征,对增强地磁模型(EMM2010)在我国大陆的精度及其适用性进行了定量分析。结果表明:EMM2010模型(D、I、F)在我国大陆的总体精度分别为10.45′、8.08′、112.85nT;东北、华北与新疆地区模型的精度为13.07′、8.90′、130.89nT;华南、青藏高原及其东缘地区模型的精度为7.07′、6.65′、81.84nT;其精度是受模型有限的截断阶数、各区域的磁异常状况和磁测数据的误差等因素共同影响的。EMM2010模型的精度在我国大陆表现出显著的地域分布特征,与磁异常的分布形态及其复杂程度、梯度密切相关,异常越突出,形态越复杂,模型的精度越低。与世界地磁模型(WMM2010)、第11代国际参考地磁场(IGRF11)相比,EMM2010模型在我国大陆的总体精度平均提高了50%,主要原因是模型不仅包含了地球主磁场,同时还包含了地壳磁场。EMM2010模型应用于我国大陆的实例及精度分析表明,模型具有一定的适用性,但有其局限性,不能准确反映出我国大陆的地磁场信息,鉴于模型的精度,建议在EMM2010模型基础上,结合我国最新的各部门的高精度磁测数据,构建我国高精度的地磁场模型。

最新国际地磁参考场模型IGRF11研究

详细阐述了国际地磁参考场模型IGRF11的建模原理、数据来源、球谐系数及误差来源等.以NOAA/NGDC候选地磁场模型为例,分析了数据的选取原则和校正方法.在MAT-LAB环境下,研制了该模型的可视化软件,为制备地磁仿真基准图提供了最有可能和最为便捷的途径,能有效使用国际公开数据,减少外场地磁实测工作量和成本,对地磁导航工程化具有重要的价值.对模型检验值和实测值与模型计算值进行比较,结果表明,软件计算结果是正确的、可靠的;对IGRF11与WMM2010模型的异同点进行比较,结果表明,WMM2010的模型精度要高于IGRF11,具有更为广阔的适用范围.最后,从模型长期变化估算角度入手,分析了引起IGRF11模型计算精度低的原因.

基于主磁场长期变化模型的地磁导航基准图时变修正

地球主磁场长期变化是影响地磁导航基准图时效性的一个重要因素。提出一种以模型预测值对基准图进行时变修正的方法,利用主磁场长期变化模型解决临近空间地磁导航基准图的时变修正问题。基于WMM2010建立地球主磁场长期变化模型,在此基础上建立中国地区临近空间(海拔高度30 km)的主磁场长期变化模型,利用该模型计算出的地磁场分量长期变化率对基准图时变进行修正。仿真实验结果表明,修正后的地磁导航基准图的匹配概率可以达到90%以上,相比修正前有显著提高,且修正前后间隔时间越长效果越明显。利用主磁场长期变化模型修正后的地磁导航基准图具有良好的适配性。

基于世界地磁模型2010的磁场模拟系统

通过WMM2010数据库建立世界地磁模型,计算得到地球上任意一点的地磁数据,并通过电流源产生相应的磁场,模拟地球上任意一点的磁场。测试结果显示该模型能有效模拟地磁场。