船载地磁场三分量测量算法的实验验证

安装在铁磁性的测量载体上的地磁场三分量测量系统,由于受到载体磁化磁场的干扰,给地磁场的解算带来了极大的困难。针对船载地磁场三分量动态测量系统,阐明了地磁场的解算原理,指出了其中的难点问题。对地磁场三分量的动态解算方法进行了实验室模拟,结果表明地磁场三分量航海测量具有实施的可行性。

光泵磁共振测量地磁场水平分量

探讨了光泵磁共振实验中用换向法测量地磁场水平分量时,共振信号参考点的选取对实验结果的影响。首先进行理论分析,分别用换向抵消法的扫场法和扫频法对不同的信号参考点进行公式推导,得到地磁场的水平分量;接着进行实验测量,计算出地磁场的水平分量。通过对扫场三角波信号直流分量和交流分量的分析,并利用抽运信号判断当示波器显示三角波的参考点与实际扫场信号的参考点相反时扫场与地磁场水平分量的方向关系,阐述了在实验测量中如何正确选择共振信号对应的参考点。从而提高了测量结果的准确度。

基于中国地磁台网数据的太阳静日期间地磁场Z分量日变化幅度分析

本文应用中国地磁台网完成数字化改造后自2008年以来的地磁场观测数据,分析了过去12年(2008—2019年)中国地区地磁场Z分量的日变化幅度特征.重点研究了地磁场Z分量在太阳活动高低年的月变化、季节变化情况以及对其在云南地区和中国东南部地区同纬度台站之间进行了对比分析.研究表明,Z分量日变化幅度在同一月份或季节随太阳活动的变化主要来自电离层电导率的影响;但在太阳活动高年,电离层中性风的作用可能会使分点月的Z分量日变化幅度大于或等于夏至月;由于云南地区地下电性结构的复杂性,地下电导率可能在分点月和夏至月对云南地区的Z分量日变化幅度起到了放大作用,使其增加了约12%~41%.研究结果为地磁场日变化及地磁异常提取的背景信息选择提供了新的参考.

高斯法测量地磁场水平分量的改进

本文对高斯法测量微弱磁场的不足之处进行了分析和实验改进,提高了实验准确度,并与磁阻传感器法测地磁场水平分量进行比较.

光泵磁共振法测地磁场水平分量的方法

利用光泵磁共振法对弱磁场信号进行检测,用准确测量法和近似测量法测得地磁场水平分量,再与地磁场垂直分量合成,即可测得肇庆地区的地磁场值.

用数字冲击电流计测地磁场水平分量

介绍了用数字冲击电流计测量地磁场水平分量的方法,给出了计算公式,对系统误差进行了讨论,简述了该方法与用正切电流计法测量地磁场水平分量的优点。

光泵磁共振测地磁场垂直分量的改进方法

文章根据垂直方向磁场对光泵磁共振信号的影响,来测定地球磁场的垂直分量的大小。

地磁场水平分量测量方法的探索

文章主要介绍了两种测量地磁场水平分量的方法.利用正切电流计原理和磁针在磁场中受到转动力矩的作用而发生振动,利用其振动周期与电流的关系求出B11.

西宁地区地磁场水平分量的测量

在磁场分布实验的基础上,利用亥姆霍兹线圈,测定了西宁地区地球磁场的水平分量为2.172特斯拉。通过实测操作,加深了学生对地磁场的感性认识,使物理实验教学更具有实际意义。

霍尔效应副效应研究及地磁场水平分量测量

霍尔效应实验中存在多种副效应,一般认为有爱廷豪森效应、能斯脱效应、里纪-勒杜克效应、不等位电势差、焦耳热电势差等副效应.事实上,地磁场也会对霍尔电压产生影响.研究表明上述副效应中,除爱廷豪森效应以外的其他五种副效应可通过对称测量法予以消除.实验结果显示,不等位电势差影响最大,其次是地磁场效应和焦耳热电势差,而能斯脱效应、里纪-勒杜克效应可以忽略.此外,利用霍尔效应实验仪测量出上饶当地地磁场水平分量约为30.6μT.

利用巨磁阻效应测量地磁场水平分量

将四个巨磁效应电阻连成单臂电桥制成传感器,使之固定于亥姆霍兹线圈中心,改变线圈上的励磁电流强度使电桥阻值发生变化,获得电桥输出电压与亥姆霍兹线圈磁感强度的线性关系。在测量系统工作状态下,使测量系统沿水平方向旋转,即改变线圈磁场与地磁场水平分量间的夹角,可观测到传感器输出电压发生变化从而测量地磁场水平分量的值。

旋转坐标系法测量地磁场水平分量

地磁场是一个相对较小的矢量,本文使用两个霍尔传感器,构建二维坐标测量系统,通过旋转坐标系的方法测量地磁场的水平分量,并通过矩阵计算推导出理论结果,实验证明了实验和理论结果是符合的,测量青岛地区地磁场水平分量大小为3.16×10-5T,相对误差0.3%.

地磁场H、D受HVDC输电干扰特征分析

以受宁东线高压直流(HVDC)输电干扰相对严重的11个地磁台站为主要研究对象,以蒙城台为干扰幅度量取的参考台站,研究了地磁场水平分量H、磁偏角D受HVDC输电的干扰特征.发现H和D受HVDC输电干扰具有同步性和偏向性;同一HVDC输电线路两侧H和D干扰幅度具有线性关系,但线性关系明显弱于垂直分量Z干扰幅度的比例关系;接地极附近台站各自的Z、H、D干扰幅度具有线性关系.之后对H和D干扰产生的机理进行了深入的定性分析.根据得到的干扰特征的结论,提出了以红山台Z、H、D为输入的本研究相关台站的Z、H、D为输出的自动计算方法.经过误差分析,本方法平均误差水平低于国家地磁学科中心当前使用算法误差水平,最高降幅达42.9%.

用自旋阀巨磁电阻传感器测量地磁场

介绍了自旋阀巨磁电阻传感器的结构和工作原理,研究了该传感器的特性,并用它准确测量了地磁场的主要参量。由于自旋阀受强磁场干扰能很快恢复其灵敏度,且灵敏度较高,因此,其适合作为弱磁场测量升级替换产品。

用EB-Ⅳ型电子束实验仪测地磁场

采用 EB-IV 型电子束实验仪做"电子束的加速和电偏转"实验,在偏转电压 U为0的情况下将光点调整到坐标原点,在没有外加偏转电压时改变加速电压 u2,发现光点的位置偏离原点。研究发现,光点的偏移位置与实验仪摆放的位置有关。借助罗盘与指南针,找出示波管与地磁场水平分量相平行的方位,再次改变加速电压,发现光点保持在原点,因此地磁场可能是造成光点位置改变的原因之一。下面介绍用电子束实验仪来测地磁场的水平分量。

光泵磁共振中确定地磁水平分量方向的改进方法

讨论了光泵磁共振实验中亥姆霍兹线圈产生的磁场方向与地磁场水平分量方向的一致程度对实验结果的影响,并分析了传统确定方向一致的方法的不足.通过调节光泵磁共振仪的摆放方向,观察共振信号的分开程度来确定仪器摆放方向与地磁场水平分量方向之间的夹角,当分开程度最小时,对应仪器方向与地磁场水平分量方向相互平行.

海洋地磁三分量测量船磁干扰消除改进算法

为了解决三分量海洋环境地磁场测量中的排除船磁干扰的问题,通过对包含船磁干扰的地磁场解算数学模型的研究,发现在模型参数不完全已知的情况下,从磁场测量数据中分离三分量地磁场具有理论可行性。应用该理论建立了卡尔曼滤波迭代算法,对传统解算算法进行了改进。通过计算机仿真分析和实验室验证实验,证明了该算法的可行性。由于算法不需要测量全部地磁场解算的数学模型参数,因此应用该算法进行三分量海洋地磁场测量的工程实践难度将大大降低。

上海深井地震综合观测地磁资料分析

运用崇明长江农场台和浦东张江台新建地震综合深井地磁三分量资料,宋用小波变化方法,研究地磁场井下观测方式、数据质量和噪声特性。结果表明:①深井地磁观测资料日变形态明显,与地面观测资料一致性较好;②深井地磁观测能滤除大部分空间变化磁场产生的扰动;③深井观测的背景噪声幅度小,扰动频段集中。

有限水深海流感应电磁场数值模拟

海水是一种高电导率的流体。不停运动的海水因切割地磁场而产生感应电流,从而产生感应电磁场。本文从麦克斯韦方程出发推导了地磁场三分量作用下一维海流感应磁场表达式,并分析了地磁场水平分量对海流感应电磁场的影响。计算表明地磁场水平分量的影响随纬度变化。在高纬度地区地磁场水平分量对海流感应电磁场影响很小,而在低纬度地区它会对海流感应电磁场产生明显的影响。本文还分析了变化的海水电导率对海流感应电磁场的影响。

Taylor多项式模型在实验教学中的应用

在学生教育中,把理论教学和实践教学有机地融合起来,从而使学生较为轻松有效地学习。《地磁地电观测》实验是地球物理专业的一门实践课程,包括模拟实验及仪器实验部分,而模拟实验主要是将已学的编程语言应用到专业数据处理中,而地磁数据处理是以后学生进行科研的基础。地磁场模型是研究地磁场空间分布与时间变化规律的主要手段,包括全球和局部地区两类模型,Taylor多项式级数法是地磁场模型中在局部磁场分析中广泛采用的方法,该模型的最大优点是计算简单,使用方便。我们设计利用Taylor多项式模型计算中国地区地磁场长期变化的实验,让学生掌握建立地磁场Taylor多项式模型的原理和方法,编程计算中国地区地磁场的长期变化,做出地磁场X,Y和Z分量的长期变化图。