地磁场

摘要： 地球之所以能成为宜居性行星的一个关键因素是其具有已存在约35亿年的全球性磁场(Tarduno et al.,2010),它保护着地球上的有机生命体免受太阳和宇宙的有害射线。地磁场是由地心液态金属核的带电对流产生(Buffett,2000),需要持续的能量予以驱动和维持.一般认为,成分对流(chemical/compositional convection)和热对流(thermal convection)是驱动地核对流的两种主要方式.

摘要： 为研究电离层高阶项延迟及其影响,采用IGS提供的实测数据与产品,结合具体实验讨论地磁模型、TEC数据模式、GPS频率及测站分布等对电离层高阶项延迟的影响,分析不同TEC获取方式与地磁模型处理模式下的电离层高阶项延迟对基线的影响。实验表明,利用不同方式获取的TEC是影响电离层高阶项延迟的关键因素,其对载波相位观测值的影响可达10.0 mm,对基线的影响甚至达到cm级;地磁场是电离层高阶项延迟的次要影响因素,对载波相位及基线的影响为mm级;电离层高阶项延迟与测站区域有关,在中纬度区域偏差呈现系统性,而在赤道附近偏差呈现偶然性,其对基线的影响主要与基线距离及方位有关。

摘要： 地球是一个多圈层耦合系统,从内部到表面、大气和空间的相互作用,共同塑造了地球的宜居环境.偶极磁场的产生使地球环境逐渐演变为宜居,正如金星和火星偶极磁场的消失使这两颗行星的环境走向了另一个极端.地球磁场起源于地核发电机过程,而地核热动力学和化学结构的变化则会导致地磁场的显著改变,导致地磁场的减弱甚至极性倒转,削弱对地球系统的保护,造成生物大灭绝(Wei et al.,2014).因此探究地磁场的起源和长期变化一直是地球系统科学的前沿问题,也是难点.地球偶极磁场并不是均匀的,南大西洋异常区(south Atlantic anomaly,SAA)就是一个磁场强度显著负偏离的异常区.

摘要： 地磁室内定位以其成本低、适用范围广、复杂度低的特点而受到广泛关注。然而,它的定位精度不稳定,且指纹采集工作量较大。因此,提出了一种基于磁场信息的邻近点特征,可由指纹数据求得,特征范围是0~1。经实验证明,邻近点特征与定位精度呈正相关关系。邻近点特征越大的测试点定位误差越小,定位准确率越高。邻近点特征均值越大的室内区域定位误差越小。结合邻近点特征与快速构建指纹库的方法,可以实现对室内区域定位精度的预判,为室内区域定位方法的选择提供依据。针对邻近点特征较大的室内区域,提出了使用插值算法以减少指纹库的采集量。在实验中,仅采集原有指纹点的29.6%依然具有较好的定位表现,对定位精度的影响较小。使用邻近点特征可以极大地提高地磁室内定位的效率。

摘要： 针对基于磁梯度张量的磁性目标单点定位方法受地磁场的估计误差影响较大的问题,提出了一种基于正六面体测量阵列的磁性目标定位方法,该方法利用正六面体测量阵列上、下两个平面的磁梯度张量测量信息,建立关于目标位置的方程组,利用地磁场梯度较小的特性,通过对磁场矢量项做差来消除地磁场的干扰,然后利用磁场矢量的差值和磁梯度张量信息求解得到目标的位置坐标。仿真实验结果表明,该方法可以克服现有方法中受地磁场的估计误差影响较大的问题,提高目标的定位精度。

摘要： 海流运动因切割地磁场会生成微弱的电流,从而在海洋及其周围空间中激发感生电场。本文基于海流感应电磁场微分方程及其边界条件,推导了水平地层正弦洋流感应电场表达式。建立海水层、海底沉积层以及地壳绝缘层构成的地电模型,模拟计算正弦洋流感应电场及感应电流密度,分析海水层和海底沉积层中感应电流分布特征,并讨论了影响洋流感应电场的因素。模拟结果表明,对于宽海流,基于地磁场垂直分量的洋流感应水平,电场在垂直剖面上近似均匀分布。由于海底导电沉积层的存在会发生电流“泄漏”,电流穿过海底界面与海水中的电流形成闭合回路。洋流感应电流在海底沉积层中的流通能力取决于其纵向电导。

摘要： 针对目前常规火炮弹丸炮口测速方式中,外测法不能实现自主智能化调控,弹载内测法需要通过测量其他参数间接解算出速度,无法直接测量,过程较为复杂的问题,提出基于身管地磁感应场的弹丸炮口速度测量方法。该方法通过有限元仿真,得到弹丸运动过程中,炮口磁场分布曲线导函数中两特征点间距离固定的分布特征,利用该距离除以磁传感器对应运动时间可实现炮口速度测量。仿真实验结果表明,当地磁矢量方向与射击方向夹角小于70°时,特征点极易识别,可实现炮口速度的直接测量,为未来实际检测提供了理论基础。

摘要： 关于显像管电视机的成像原理,高中物理教材仅关注运动的带电粒子在偏转线圈提供的磁场中的偏转.但在实际生活中,地磁场也会对电视机显像管中运动带电粒子的轨迹产生影响.本文立足于高中生的认知能力,从生活实例出发,分析地磁场对彩色显像管成像的影响,细化建模过程,给出真实参数,凸显科学研究方法在教学中的应用,使教学内容与现代科技和生活实际相联系,从而将培养学生的核心素养落实在日常教学之中.

摘要： 基于地磁逐日比异常期间地磁垂直分量日变化幅度变大或变小的统计结果,发现地磁逐日比高值异常是由异常日的地磁垂直分量日变化幅度变小和异常前一天的日变化幅度变大所致。其中,异常日的日变化幅度变小可能是地磁逐日比异常的主要因素,但异常前一天的日变化幅度变大也是异常成立的重要因素。此外,引用前人感应电流假说,结合统计结果进行了机理解释,研究结论进一步证实了前人对该方法的机理推测。

摘要： 通过野外测试方法,使用G856T质子旋进磁力仪对不同质量铁磁性物质在野外选定点位逐一测量,并使用GM4磁通门磁力仪对相同质量铁磁性物质在野外不同方向各点位测试对地磁场水平东西向D、水平南北向H和垂直向Z的干扰;结合天津区域地磁台站近年来受铁磁性物质干扰的典型实例,研究铁磁性物质对地磁观测的影响。结果表明:①铁磁性物质对地磁观测干扰幅度的实测结果与理论计算值接近,偏差与试验场地地下介质磁性不均匀和铁磁性物质的材料、形状、体积等有关;②铁磁性物质质量越大对地磁观测的影响范围越广,靠近铁磁性物质的磁场梯度大,等值线变密,反之亦然;③铁磁性物质对地磁场D、H和Z的干扰幅度及形态在方向上有一定的规律,可作为判定铁磁性干扰源方位的依据。

摘要： 基于地磁场的定位技术具有精度高、稳定性强、成本低等优势,逐渐成为室内定位研究领域中的热门.本文对基于地磁场的室内定位技术进行综述,介绍了该定位系统的搭建流程.而后阐明了地磁指纹数据库的构建方法,分析了几种不同的地磁定位算法的原理与应用,并对比其优缺点指出目前在室内定位领域中,平均平方差算法和粒子滤波算法得到了较好运用.最后,根据研究现状讨论了基于地磁场的室内定位技术的发展趋势,指出了仍存在的问题与今后发展的方向.

摘要： 地震磁效应已在地震预测预报工作中广泛使用并有深入的研究.其原理为,孕震过程中地球介质电磁参数(如电导率)会发生变化,从而能监测到与地震孕育和发生过程相关联的震磁前兆现象.跟踪地磁数据的变化,提取震磁异常,从而分析变化地磁场异常对地震的调制和触发作用.本文选取分布在新疆南天山西段同一个构造区的喀什、乌什地磁台资料为研究对象，采用地磁垂直分量加卸载响应比方法，对2011-2018年期间的地磁数据进行处理，通过反复分析给出了研究区地磁加卸载响应比形态特征的磁异常判别指标和其周围中强地震的关系。

摘要： 地震电磁学大致可以分为5个研究方向：地震与地电场的关系、地震与地磁场的关系、地震与地球介质电磁参数——电阻率和磁化率的关系、以及变化电磁场对地震的触发作用.基于变化规律和研究方法,地震与地磁场研究大致可以分为4个频段,从长周期到高频分别为：长期变化、日变化、电磁扰动、电磁波.地震地磁日变化预测指标体系建设工作主要涉及地磁低点位移法、地磁加卸载响应比法、地磁逐日比法、地磁垂直分量日变化空间相关法和地磁垂直分量每日一值差分。5个方法是不同时期发展出来的，它们之间的关系一直不十分清楚，有些方法提出的物理机理差异也较大，如加卸载响应比方法是由力学加卸载响应比引申而来。通过此次指标建设工作，统一了5个方法的电磁学机理和预测指标体系，5个方法的电磁学机理一样，5个方法的预测指标体系也有相似性，它们相互验证，这是本项工作的一大进展。

摘要： 2018年1月20日新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市发生MW5.1(43.57°N,87.42°E)地震,发震构造为柴窝铺南缘断裂,断错性质为逆冲类型.利用P波初动方法计算得到本次地震震源机制为走滑型,与发震构造断错性质不一致.地震发生后,乌鲁木齐、昌吉等地区均有强烈震感.在地震孕育过程中,震源场及较大范围的区域应力场的变化可能伴随着地下电导率的某种变化,从而使变化磁场的感应场产生一定的异常并反应到地磁日变化上来.这种日变化在地磁垂直分量Z上反映最为显著.本次地震前,震中周围位于北天山断裂上的乌鲁木齐、克拉玛依台地磁测项出现明显的异常变化,地磁场异常变化主要在地磁垂直分量Z日变幅逐日比、加卸载响应比、低点位移以及日变化空间相关法等地磁分析算法上更为突出.

摘要： 目前,航空磁力测量是快速获取陆地和近海区域高精度高分辨率地磁场信息的非常有效的技术手段.利用试验区的地面磁力测量数据,采用Poisson积分的平面近似公式,将其向上延拓到飞行测线高度上,从而完成了对航空磁力矢量仪初样机的野外飞行试验数据的精度评估,结果表明,飞行测线上的初样机地磁场总强度的测量精度在3～9nT之间.该研究成果可以为航空磁力矢量仪的进一步研制提供一些参考.

摘要： 在地震孕育过程中,随着孕震区应力发生改变,孕震区介质电导率一般随之变化.根据电磁感应理论,地下介质电导率的变化会使地表磁场的感应成分变化,这种变化分别在地磁垂直分量和地磁水平分量上有所表现.基于1970年Schmucker引入的转换函数概念,2004年,冯志生等提出了地磁谐波振幅比概念,认为地下介质电阻率发生改变,其谐波振幅比也将发生变化.2018年2月12日，河北永清发生了4.3级地震，震源深度20 km，京津冀地区均有不同程度震感。本文选取此次地震震中距210 km内的7个地磁台站，对永清4.3级地震前各台10-60 min周期地磁谐波振幅比变化特征进行分析研究，探讨4级中等地震前谐波振幅比变化特征。与5级以上中强地震异常特征一致，表现为与地电阻率异常特征相似的下降一转折一恢复趋势变化，地震一般发生在转折期或恢复上升期。震中距在200 km左右以内时，地磁谐波振幅比可在震前0.5年至2年出现趋势异常，多数异常在震前1年左右开始出现。仅有10 min周期谐波振幅比变化不同步时，震中距较近，约为50-60 km。出现异常变化由长周期向短周期迁移现象时，震中距较大，接近200 km。

摘要： 在地震孕育过程中,随着孕震区应力发生改变,孕震区介质电导率一般随之变化.根据电磁感应理论,地下介质电导率的变化会使地表磁场的感应成分变化,这种变化分别在地磁垂直分量和地磁水平分量上有所表现.基于1970年Schmucker引入的转换函数概念,2004年,冯志生等提出了地磁谐波振幅比概念,认为地下介质电阻率发生改变,其谐波振幅比也将发生变化.2018年2月12日，河北永清发生了4.3级地震，震源深度20 km，京津冀地区均有不同程度震感。本文选取此次地震震中距210 km内的7个地磁台站，对永清4.3级地震前各台10-60 min周期地磁谐波振幅比变化特征进行分析研究，探讨4级中等地震前谐波振幅比变化特征。与5级以上中强地震异常特征一致，表现为与地电阻率异常特征相似的下降一转折一恢复趋势变化，地震一般发生在转折期或恢复上升期。震中距在200 km左右以内时，地磁谐波振幅比可在震前0.5年至2年出现趋势异常，多数异常在震前1年左右开始出现。仅有10 min周期谐波振幅比变化不同步时，震中距较近，约为50-60 km。出现异常变化由长周期向短周期迁移现象时，震中距较大，接近200 km。

摘要： 在地震孕育过程中,随着孕震区应力发生改变,孕震区介质电导率一般随之变化.根据电磁感应理论,地下介质电导率的变化会使地表磁场的感应成分变化,这种变化分别在地磁垂直分量和地磁水平分量上有所表现.基于1970年Schmucker引入的转换函数概念,2004年,冯志生等提出了地磁谐波振幅比概念,认为地下介质电阻率发生改变,其谐波振幅比也将发生变化.2018年2月12日，河北永清发生了4.3级地震，震源深度20 km，京津冀地区均有不同程度震感。本文选取此次地震震中距210 km内的7个地磁台站，对永清4.3级地震前各台10-60 min周期地磁谐波振幅比变化特征进行分析研究，探讨4级中等地震前谐波振幅比变化特征。与5级以上中强地震异常特征一致，表现为与地电阻率异常特征相似的下降一转折一恢复趋势变化，地震一般发生在转折期或恢复上升期。震中距在200 km左右以内时，地磁谐波振幅比可在震前0.5年至2年出现趋势异常，多数异常在震前1年左右开始出现。仅有10 min周期谐波振幅比变化不同步时，震中距较近，约为50-60 km。出现异常变化由长周期向短周期迁移现象时，震中距较大，接近200 km。

摘要： 在地震孕育过程中,随着孕震区应力发生改变,孕震区介质电导率一般随之变化.根据电磁感应理论,地下介质电导率的变化会使地表磁场的感应成分变化,这种变化分别在地磁垂直分量和地磁水平分量上有所表现.基于1970年Schmucker引入的转换函数概念,2004年,冯志生等提出了地磁谐波振幅比概念,认为地下介质电阻率发生改变,其谐波振幅比也将发生变化.2018年2月12日，河北永清发生了4.3级地震，震源深度20 km，京津冀地区均有不同程度震感。本文选取此次地震震中距210 km内的7个地磁台站，对永清4.3级地震前各台10-60 min周期地磁谐波振幅比变化特征进行分析研究，探讨4级中等地震前谐波振幅比变化特征。与5级以上中强地震异常特征一致，表现为与地电阻率异常特征相似的下降一转折一恢复趋势变化，地震一般发生在转折期或恢复上升期。震中距在200 km左右以内时，地磁谐波振幅比可在震前0.5年至2年出现趋势异常，多数异常在震前1年左右开始出现。仅有10 min周期谐波振幅比变化不同步时，震中距较近，约为50-60 km。出现异常变化由长周期向短周期迁移现象时，震中距较大，接近200 km。

摘要： 在地震孕育过程中,随着孕震区应力发生改变,孕震区介质电导率一般随之变化.根据电磁感应理论,地下介质电导率的变化会使地表磁场的感应成分变化,这种变化分别在地磁垂直分量和地磁水平分量上有所表现.基于1970年Schmucker引入的转换函数概念,2004年,冯志生等提出了地磁谐波振幅比概念,认为地下介质电阻率发生改变,其谐波振幅比也将发生变化.2018年2月12日，河北永清发生了4.3级地震，震源深度20 km，京津冀地区均有不同程度震感。本文选取此次地震震中距210 km内的7个地磁台站，对永清4.3级地震前各台10-60 min周期地磁谐波振幅比变化特征进行分析研究，探讨4级中等地震前谐波振幅比变化特征。与5级以上中强地震异常特征一致，表现为与地电阻率异常特征相似的下降一转折一恢复趋势变化，地震一般发生在转折期或恢复上升期。震中距在200 km左右以内时，地磁谐波振幅比可在震前0.5年至2年出现趋势异常，多数异常在震前1年左右开始出现。仅有10 min周期谐波振幅比变化不同步时，震中距较近，约为50-60 km。出现异常变化由长周期向短周期迁移现象时，震中距较大，接近200 km。

摘要： 本发明提供了一种应用于地磁导航中的地磁场模型误差补偿方法，该方法是通过分析地磁导航滤波算法进入收敛期后的地磁场测量数据与地磁模型输出数据之间的误差，找到该误差随地理纬度的变化规律；利用傅里叶变换对误差数据进行频率辨识，然后基于主要频率进行数据拟合，获得地磁模型误差的数学模型；以此数学模型为基础，结合地磁误差数据与地理纬度之间的变化规律，在滤波过程中对地磁场模型误差进行实时预测与补偿，最终实现提高地磁导航精度的目的。

摘要： 一种自扰磁场与水平地磁场相抵安培定则实验器，其核心机制：竖直直导线(1)与方弓形导线(2)端接成的矩形环导线所在平面(28)为停驻在地磁场中的大磁针(16)的N极所直指。套穿设于直导线(1)的中点的水平的观察器(9)上的垂直于平面(28)的中线(18)与圆(11)相交于二重自扰点B、D(19、22)。打开电门(7)，逆时针方向的电流(2)在二重自扰点B、D(19、22)产生的二自扰磁场B

摘要： 本发明公开了一种地磁场分量的测量方法及全参量海洋地磁日变站，全参量海洋地磁日变站包括质子磁力仪、磁通门传感器、倾斜传感器、套筒和定向尾翼，所述定向尾翼通过卡箍与所述套筒连接，所述质子磁力仪、磁通门传感器和倾斜传感器均设置于所述套筒内，所述质子磁力仪用于测量地磁场的总量，所述磁通门传感器与倾斜传感器用于测量地磁场的分量，本发明通过设置有质子磁力仪，能够精确地测量地磁场总量，磁通门传感器结合倾斜传感器能够测量地磁场的分量，此外，在套筒的外部加装定向尾翼，定向尾翼能适当地调整套筒的姿态，使得套筒在海洋里始终处于迎流的状态，有效地减小质子磁力仪测量方向的旋转，从而使质子磁力仪的测量更稳定。

摘要： 本发明提供了一种应用于地磁导航中的地磁场模型误差补偿方法，该方法是通过分析地磁导航滤波算法进入收敛期后的地磁场测量数据与地磁模型输出数据之间的误差，找到该误差随地理纬度的变化规律；利用傅里叶变换对误差数据进行频率辨识，然后基于主要频率进行数据拟合，获得地磁模型误差的数学模型；以此数学模型为基础，结合地磁误差数据与地理纬度之间的变化规律，在滤波过程中对地磁场模型误差进行实时预测与补偿，最终实现提高地磁导航精度的目的。

摘要： 本发明公开了一种用于极低频地磁场扰动监测的感应式磁场传感器，包括磁芯组件，绕制在磁芯组件上的两组感应线圈和一组反馈线圈，两组感应线圈的输出和中间抽头连接到斩波放大电路，斩波放大电路的输出接入放大电路，放大电路的输出接入解调电路，解调电路的输出接入滤波电路，滤波电路的输出分两路，一路经反馈驱动电路接入反馈线圈，另一路接入50Hz陷波电路，50Hz陷波电路的输出接入30Hz低通滤波电路，30Hz低通滤波电路的输出接入驱动电路。本发明所公开用于极低频地磁场扰动监测的感应式磁场传感器，克服了0.1Hz—40Hz感应式磁传感器的频带范围比较窄，幅频响应特性不平坦的问题，解决了现有磁场传感器在极低频频段噪声过大的问题。

摘要： 提供了地磁场中磁体的剩磁与感磁的建模与磁场估计方法及装置。所提供的目标磁体建模方法，包括：建立代表目标磁体的一个或多个虚拟点磁源对，虚拟点磁源对包括2个虚拟点磁源，虚拟点磁源对的2个虚拟点磁源在目标磁体的本体坐标系中相对于Z轴对称；在目标磁体周围空间中设置多个训练测点；测量第一状态与第二状态的目标磁体影响下各训练测点的磁场强度，其中第二状态的目标磁体相对于第一状态的目标磁体绕Z轴旋转了180度；根据目标磁体的状态、各训练测点的磁场强度与训练测点的位置生成训练样本来训练一个或多个神经网络；其中所述一个或多个虚拟点磁源对各自具有对应的一个或多个神经网络，训练同虚拟点磁源对对应的神经网络，使神经网络的输出感磁磁源参数与剩磁磁源参数；用训练好的神经网络的输出得到与其对应的虚拟点磁源对的磁源参数；用所述一个或多个虚拟点磁源对各自的位置与磁源参数作为目标磁体的磁学模型。

摘要： 一种自扰磁场与水平地磁场相抵安培定则实验器，其核心机制：竖直直导线(1)与方弓形导线(2)端接成的矩形环导线所在平面(28)为停驻在地磁场中的大磁针(16)的N极所直指。套穿设于直导线(1)的中点的水平的观察器(9)上的垂直于平面(28)的中线(18)与圆(11)相交于二重自扰点B、D(19、22)。打开电门(7)，逆时针方向的电流(2)在二重自扰点B、D(19、22)产生的二自扰磁场B

摘要： 本发明公开一种模拟自然地磁场的床用磁场发生装置：由长铁棒、导磁铁片、线圈、可调电流源和开关组成，并安装于床下和床头床尾两端。长铁棒直径1～２厘米，其轴向为从床头指向床尾并在床的宽度居中位置贴近床板的下板面安装固定，其长度等于床的长度；导磁铁片为长方形，其厚度为2～3毫米，在长铁棒的两端焊接导磁铁片，或者在长铁棒两端以螺栓螺母方式固定导磁铁片，导磁铁片垂直于长铁棒；线圈以螺旋方式均匀缠绕在长铁棒上，线圈一端依次连接到开关、可调电流源，再到线圈另一端。通过调节电流源的电流大小实现磁场强度的调节，磁场强度的调节范围为0.0001~0.15特斯拉。

摘要： 本发明公开了一种操作性较强且精确度较高的利用智能手机辅助测量地磁场水平分量的装置及方法，装置包括底座、固设在底座上的立柱、固设在立柱顶部的支架以及通过丝线悬挂在支架下方P点的条形磁铁；所述底座的前侧还设置有弧形的导轨，导轨上滑动设置有滑块，滑块的顶部竖直固设有线圈支杆，线圈支杆的顶部设置有卡爪，卡爪中设置有方形的载流线圈；所述条形磁铁的横截面为长方形；所述底座、立柱、支架、导轨、滑块、线圈支杆和卡爪均为塑料材质或者木质。本发明测量简单易行、可操作性较强，非常适用于普通物理实验或者设计性物理实验。

摘要： 本发明公开了一种基于地磁场和重力场感知的姿态角传感装置及监测方法，包括外壳，外壳内设置有三轴磁场传感器、三轴加速度传感器、温度传感器、MCU、CAN收发器和电源模块。本发明所用的姿态角传感装置构造简单、体积小、造价低、安装方便，可以实时输出监测端的姿态角和温度数据，同时装置电路上预留了外接口，可以根据需要添加其它传感器，如湿度传感器、振动传感器等。本发明可以用于隧道变形监测，增加了基于端点水平距离的坐标修正方法，利用激光测距系统测得的两个端点的水平距离进行误差修正，使隧道变形监测得到的数据更为准确，更为精确的对隧道的整体变形情况进行监测和预警。