第11代国际地磁参考场

2009年12月,国际地磁学与高空物理学协会(IAGA)发布了第11代国际地磁参考场(IGRF-11)。第11代IGRF包括1900.0—2010.0年代(间隔为5年)共23个地磁模型与2010.0—2015.0年代地磁长期变化的预测模型,其中1900.0—1995.0年代模型的阶次为N=M=10,相应球谐系数的精度为1 nT;2000.0—2010.0年代模型的阶次为N=M=13,其球谐系数的精度为0.1 nT;而2010.0—2015.0年代地磁长期变化预测模型的阶次为N=M=8,其球谐系数的精度为0.1 nT。本文概述了第11代国际地磁参考场及其2010.0年代地磁模型与2010.0—2015.0年代地磁长期变化的预测模型。

IGRF-11描述的2005-2010年中国地区地磁长期变化及其误差分析

第11代国际地磁参考场(IGRF-11)是国际地磁学与高空物理学联合会(IAGA)于2009年12月提出的最新与比较准确的IGRF.根据IGRF-11模型,计算了2005-2010年中国地区地磁长期变化(SVC).IGRF-11所描述的2005-2010年中国地区地磁长期变化与实际观测的地磁长期变化(SVO)是基本一致的,但亦有明显差异.分析比较了在中国地区34个台站上的SVO与SVC之间的差异,并得到了它们之间的差值及其均方误差σ,对于地磁偏角和倾角,σ分别为0.35′/a与0.53′/a;对于地磁总强度、水平分量、北向分量、东向分量与垂直分量,σ分别为5.12nT/a,8.91nT/a,8.89nT/a,3.27nT/a与3.59nT/a.引起IGRF-11所描述的2005-2010年中国地区地磁长期变化的误差原因是:中国地区的区域性与局部性的磁异常、IGRF忽略了外源场与IGRF模型的截断阶数、全球台站与测点的分布不均匀、地磁观测误差等因素.由于中国地磁模型(CGM)优于IGRF模型,并能比较准确地描述中国地区地磁场及其长期变化,故在实际应用中应选用CGM.

IGRF在地磁研究中的应用

IGRF(国际地磁参考场)资料在地磁学的基础研究中得到广泛的应用.利用IGRF国内外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、地球非偶极子磁场以及长期变化场的西向漂移等,研究了IGRF在我国地区的误差以及产生的原因.在研制中国地磁等值图中也得到某些应用.

中国地区地磁长期变化研究

采用2000～2004年中国地区34个台站的地磁日均值数据,计算了通口和静日的平均年变率,以及静日的拟合年变率.应用上述年变率,建立了2000.0～2005.0年代中国地区地磁场长期变化泰勒多项式模型和曲面样条模型.分析讨论了该泰勒多项式模型和曲面样条模型与国际地磁参考场长期变化模型(IGRF-SV)的异同,结果表明,中国地区地磁长期变化的泰勒多项式模型与曲面样条模型的形态与数值是一致的,而且与IGRF-SV长期变化的趋势也是一致的,但中国地区地磁长期变化具有区域特征.

北极地区地磁总强度的测量与分析

2012年7月间,在北极地区布设了3个测区,共有33个地磁测点。在这些测点上,测量了地磁总强度,获得了宝贵的北极地区地磁数据。测量数据显示,地磁总强度最高为54 978.1nT,最低为54 515.8nT;所有测点地磁总强度的平均值为54 750nT。与第11代国际地磁参考场(IGRF-11)定量比较的结果表明,北极地区地磁总强度的测量值与IGRF-11相应计算值比较接近,但有差异;它们之间的差值ΔF,北极地区1号测区ΔF=-185.2nT,其差异大;2号测区ΔF=-58.7nT;3号测区ΔF=9.4nT,其差异小。北极地区地磁总强度与IGRF-11的差异是由IGRF-11的局限性、地磁局部异常与地磁观测误差等因素引起的。

便携卫星天线精确定位研究

便携卫星天线能否迅速准确地对星是便携应急通信系统中的关键技术,传统的方法难于同时解决对星系统的实时性和准确性,提出了以空间坐标变换的理论来求解卫星在天线载体坐标系下的位置角度,并运用基于IGRF和GPS的磁偏角计算方法,来修正天线航向角。实际应用证明,该方法能够提高对星的速度和准确度,具有很好的可行性。

2006—2015年通海地磁台地磁场变化

以通海地磁台2006—2015年地磁观测资料为研究对象,分析通海台地磁场长期变化及地磁场各分量变化规律;研究台站年均值与IGRF模型计算值的一致程度,计算了异常场模量.结果表明,通海地磁台实测值在2011年及2014—2015年变化较快,总体来说2008—2015年期间通海台地磁记录资料可靠性高,与模型值同步变化程度高,磁场变化与模型值变化趋势基本吻合.