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地磁场在导航定位系统中的应用 被引量:37
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作者 杨云涛 石志勇 +1 位作者 关贞珍 李豫泽 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2007年第6期686-692,共7页
阐述了地磁匹配导航的基本原理及相关地磁场理论,介绍了国内外应用地磁导航的动向及发展现状,提出了地磁导航系统中三个方面的关键技术:一是导航区域地磁数据库的建立;二是载体上磁力仪的实时测量;三是地磁匹配算法。同时,结合有关地磁... 阐述了地磁匹配导航的基本原理及相关地磁场理论,介绍了国内外应用地磁导航的动向及发展现状,提出了地磁导航系统中三个方面的关键技术:一是导航区域地磁数据库的建立;二是载体上磁力仪的实时测量;三是地磁匹配算法。同时,结合有关地磁建模方法、地磁测量补偿算法及地磁匹配导航定位算法,分析了地磁导航存在的主要问题,指出了发展地磁导航应采取的必要措施,为下一步地磁导航的深入研究明确了方向。 展开更多
关键词 地磁场 地磁导航 地磁模型 地磁测量 地磁匹配
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地球主磁场模型 被引量:41
2
作者 白春华 徐文耀 康国发 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2008年第4期1045-1057,共13页
主磁场建模是一项综合性的研究工作,它涉及主磁场理论、磁场测量、数据同化、模型表达、模型解释以及模型运用等多方面的研究.本文综述了近五十年来德国、丹麦和美英各国研究者提出的数十个地球主磁场模型,回顾了主磁场模型研究方面的进... 主磁场建模是一项综合性的研究工作,它涉及主磁场理论、磁场测量、数据同化、模型表达、模型解释以及模型运用等多方面的研究.本文综述了近五十年来德国、丹麦和美英各国研究者提出的数十个地球主磁场模型,回顾了主磁场模型研究方面的进展,概述了模型的描述以及建模的理论基础和方法. 展开更多
关键词 主磁场 地磁场模型 建模
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惯性/地磁组合导航技术研究 被引量:25
3
作者 晏登洋 任建新 宋永军 《机械与电子》 2007年第1期19-22,共4页
针对此前地磁导航系统完全采用图匹配方式的精度问题,改进了惯性/地磁匹配组合方案,提出了一种新的匹配方法.该方法以磁偏角和磁倾角作为匹配参数进行图匹配,获取粗位置信息.以地磁场模型解算地磁场强度的方式来得到精确位置信息.辅以... 针对此前地磁导航系统完全采用图匹配方式的精度问题,改进了惯性/地磁匹配组合方案,提出了一种新的匹配方法.该方法以磁偏角和磁倾角作为匹配参数进行图匹配,获取粗位置信息.以地磁场模型解算地磁场强度的方式来得到精确位置信息.辅以精确计时进而获得速度信息.以地磁系统获取的速度、位置信息与惯导系统输出的速度、位置信息的差值作为量测值,经过卡尔曼滤波,估计导航系统的误差,然后对惯导系统进行校正.在Matlab环境下的仿真证实了该方案可以达到较高精度. 展开更多
关键词 地磁场模型 地磁导航系统 磁偏角 磁倾角
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中国及邻近地区CHAMP卫星磁异常的分布特征 被引量:24
4
作者 康国发 高国明 +2 位作者 白春华 王军 邵丹 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期895-903,共9页
本文利用CHAMP卫星磁测资料建立的新一代高阶地磁场模型POMME-4.2S,计算中国及邻区400 km高度的卫星磁异常及其垂直梯度,给出7个磁场分量的分布图,比较了截断水平对磁异常分布的影响,初步分析了磁异常与岩石圈构造的关系.主要结果表明,... 本文利用CHAMP卫星磁测资料建立的新一代高阶地磁场模型POMME-4.2S,计算中国及邻区400 km高度的卫星磁异常及其垂直梯度,给出7个磁场分量的分布图,比较了截断水平对磁异常分布的影响,初步分析了磁异常与岩石圈构造的关系.主要结果表明,在四川盆地、塔里木盆地和松辽盆地等主要磁异常区,△Z异常中心的南北两边出现△X的异常中心,东西两边出现△Y的异常中心.在球谐模型为90阶时,磁异常分布的基本形态已经确定,更高的模型阶数对磁异常只有微小调整.在磁异常较强的地区,磁异常及其垂直梯度同步变化.卫星磁异常与地形变化、断裂带分布、莫霍面深度和岩石圈厚度没有直接的对应关系,而与居里等温面深度、磁性层厚度有明显的相关性.居里等温面深、磁性层较厚的地区显示正磁异常,居里等温面浅、磁性层较薄的地区显示负磁异常. 展开更多
关键词 CHAMP卫星 地磁场模型 岩石圈磁场 空间分布 中国地区
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国际地磁参考场及其计算 被引量:16
5
作者 高德章 《海洋石油》 CAS 1999年第3期34-42,共9页
国际地磁参考场是正常地磁场的一种表达模式,简称IGRF,它可用于地球物理勘探、航海、国防等领域。本文列出了1990-1995的球谐系数并详细叙述了计算的公式、步骤与技术。
关键词 地磁场模式 国际地磁参考场 地磁场
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1980.0年东亚地区地磁场的勒让德多项式模型 被引量:18
6
作者 安振昌 谭东海 《地球物理学报》 SCIE EI CSCD 北大核心 1995年第2期227-233,共7页
根据中国、原苏联等地区的地磁复测点和地磁台资料,利用勒让德多项式方法,计算出1980.0年东亚地区的地磁场模型,绘制出总强度(F)、磁偏角(D)和磁倾角(I)地磁图.地磁场模型的均方偏差分别为:总强度144.6nT,... 根据中国、原苏联等地区的地磁复测点和地磁台资料,利用勒让德多项式方法,计算出1980.0年东亚地区的地磁场模型,绘制出总强度(F)、磁偏角(D)和磁倾角(I)地磁图.地磁场模型的均方偏差分别为:总强度144.6nT,磁偏角19.1′,磁倾角8.5′.将勒让德多项式模型与DGRF1980进行了比较,并绘制出总强度的差值分布图.本文计算出来的地磁场勒让德多项式模型能较好地表示东亚地区地磁场的分布. 展开更多
关键词 地磁场 勒让德多项式 地磁场模型
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惯性/地磁组合导航系统自适应卡尔曼滤波算法研究 被引量:13
7
作者 晏登洋 任建新 牛尔卓 《电光与控制》 北大核心 2007年第6期74-77,共4页
针对惯性/地磁组合导航中遇到的滤波的发散问题,采用自适应卡尔曼滤波估计导航系统的误差。该算法通过实时估计和修正系统噪声以及观测噪声的统计特性达到降低模型误差、抑制滤波发散的目的。在Matlab环境下的仿真证实了该方案可以防止... 针对惯性/地磁组合导航中遇到的滤波的发散问题,采用自适应卡尔曼滤波估计导航系统的误差。该算法通过实时估计和修正系统噪声以及观测噪声的统计特性达到降低模型误差、抑制滤波发散的目的。在Matlab环境下的仿真证实了该方案可以防止滤波器发散,缩小滤波误差,提高滤波精度。 展开更多
关键词 组合导航 惯性导航 地磁场模型 地磁导航 磁偏角 磁倾角
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地磁导航技术研究现状综述 被引量:15
8
作者 踪华 刘嬿 杨业 《航天控制》 CSCD 北大核心 2018年第3期93-98,共6页
地磁导航具有全区域、全天候、抗干扰能力强及无积累误差的优点,是一种重要的辅助性导航方式,在多个领域得到了研究和应用。针对不同的应用载体,本文对地磁导航技术的研究和发展现状进行了综述,探讨了地磁导航方法选取的准则,为国内地... 地磁导航具有全区域、全天候、抗干扰能力强及无积累误差的优点,是一种重要的辅助性导航方式,在多个领域得到了研究和应用。针对不同的应用载体,本文对地磁导航技术的研究和发展现状进行了综述,探讨了地磁导航方法选取的准则,为国内地磁导航技术的发展应用提供了一定参考。 展开更多
关键词 地磁匹配 地磁场模型 地磁导航
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基于地磁场的自主导航研究 被引量:15
9
作者 王向磊 田颜锋 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期2724-2731,共8页
研究了基于地磁场的自主导航,建立了以卫星轨道动力学方程为基础的系统状态方程,并详细推导了以地磁场大小和地磁场矢量为观测量时的观测方程.由于系统的非线性,传统的卡尔曼滤波无能为力,为了解决系统的非线性问题把常用来解决非线性... 研究了基于地磁场的自主导航,建立了以卫星轨道动力学方程为基础的系统状态方程,并详细推导了以地磁场大小和地磁场矢量为观测量时的观测方程.由于系统的非线性,传统的卡尔曼滤波无能为力,为了解决系统的非线性问题把常用来解决非线性问题的EKF引入到基于地磁场的自主导航系统中.最后用Matlab对基于地磁场的自主导航系统进行了仿真,仿真结果表明EKF有很好的收敛性和稳定性,以地磁场矢量为观测量的导航精度要远高于以地磁场大小为观测量的导航精度. 展开更多
关键词 地磁导航 自主导航 扩展卡尔曼滤波 地磁场模型
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地磁场模型和冠谐分析 被引量:12
10
作者 安振昌 《地球物理学进展》 CSCD 1992年第3期73-80,共8页
地磁场是由内源场(地核场和地壳场)和外源场(电离层场和磁层场)组成的,地磁场模型是表示地磁场时空分布的数学表达式.本文简述了地磁场全球模型和区域模型的计算方法和应用;评述了冠谐分析方法及其在地磁学中的应用;介绍了地磁场模型误... 地磁场是由内源场(地核场和地壳场)和外源场(电离层场和磁层场)组成的,地磁场模型是表示地磁场时空分布的数学表达式.本文简述了地磁场全球模型和区域模型的计算方法和应用;评述了冠谐分析方法及其在地磁学中的应用;介绍了地磁场模型误差的主要来源. 展开更多
关键词 冠谐分析 地磁场模型 地磁场 长期变化 磁异常
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1950~1990年中国地磁剩余场冠谐分析 被引量:11
11
作者 安振昌 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期767-771,共5页
根据中国 195 0、196 0、1970、1980年和 1990年地磁三分量绝对测量资料 ,使用球冠谐和分析方法 ,分别计算 195 0~ 1990年各个年代中国地磁剩余场冠谐模型 .球冠极点位于 36°N和 10 4°E ,球冠半角为 30° ,冠谐模型的截... 根据中国 195 0、196 0、1970、1980年和 1990年地磁三分量绝对测量资料 ,使用球冠谐和分析方法 ,分别计算 195 0~ 1990年各个年代中国地磁剩余场冠谐模型 .球冠极点位于 36°N和 10 4°E ,球冠半角为 30° ,冠谐模型的截断阶数为 8.地磁剩余场冠谐模型的均方偏差分别为 :对于X分量 ,195 0年为 93.1nT ,196 0年为 12 8.9nT ,1970年为 10 7.2nT ,1980年为 10 7.6nT ,1990年为 95 .2nT ;对于Y分量 ,195 0~ 1990年依次为 74 .8nT ,98.1nT ,89.2nT ,89.9nT和 84 .0nT ;对于Z分量 ,分别为 12 2 .2nT(195 0年 ) ,135 .0nT(196 0年 ) ,137.7nT(1970年 ) ,110 .1nT(1980年 )和 10 7.5nT(1990年 ) .根据中国地磁剩余场冠谐模型和全球地磁场DGRF模型 ,得到中国地磁场的冠谐模型 ,并对冠谐模型的边界效应进行了分析和讨论 . 展开更多
关键词 地磁剩余场 地磁场 冠谐分析 模型 中国
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适于地磁导航的高精度区域地磁场建模研究 被引量:11
12
作者 杨云涛 石志勇 +1 位作者 吕建刚 关贞珍 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期380-384,共5页
从地磁匹配导航的原理出发,分析并提出了开发地磁匹配导航需要解决的关键技术问题。针对现有地磁场模型精度偏低、模型边界效应等问题,深入分析了传统补充国际地磁参考场值的缺陷。提出了采用边界插值约束的Taylor多项式拟合法,建立适... 从地磁匹配导航的原理出发,分析并提出了开发地磁匹配导航需要解决的关键技术问题。针对现有地磁场模型精度偏低、模型边界效应等问题,深入分析了传统补充国际地磁参考场值的缺陷。提出了采用边界插值约束的Taylor多项式拟合法,建立适合地磁匹配导航的高精度地磁场模型,为匹配算法提供可靠的参考依据;并提出了多项式最佳插值截断阶数的算法;最后,进行了仿真试验。试验证明:该技术具有优于补充国际地磁参考场值建立高分辨率模型的方法,可以提高模型的分辨率,改善建模过程中存在的边界效应问题。 展开更多
关键词 飞行器控制、导航技术 地磁导航 地磁场模型 边界效应 Taylor多项式 边界插值约束
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喜马拉雅东构造结周边地区地壳磁异常分布特征研究 被引量:11
13
作者 康国发 高国明 +3 位作者 白春华 王天媛 王一咪 朱腾 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期3877-3886,共10页
根据波茨坦地磁场模型(POMME6.2),研究喜马拉雅东构造结周围地区地壳磁异常的空间分布、磁异常随高度的衰减特征.利用二维小波变换方法对地表磁异常进行分解,分析小波细节组合和逼近信号的异常特点.讨论磁异常与地质构造的联系.结果表明... 根据波茨坦地磁场模型(POMME6.2),研究喜马拉雅东构造结周围地区地壳磁异常的空间分布、磁异常随高度的衰减特征.利用二维小波变换方法对地表磁异常进行分解,分析小波细节组合和逼近信号的异常特点.讨论磁异常与地质构造的联系.结果表明,研究区内地壳磁异常分布相当不均匀.喜马拉雅—东构造结—龙门山—大巴山地区分布着较强的负磁异常;四川盆地为正磁异常,其他地区磁异常较弱.东构造结对周围地区磁异常有重要影响,它及其周围地区的地壳磁异常都是在负磁或弱磁异常背景上,叠加着中短波长的正负磁异常.这些中小尺度磁异常由中、上层地壳磁性物质产生,走向与地质构造基本一致.沿金沙江、红河断裂带分布着清晰的弱磁异常带.龙门山断裂带、丽江—小金河断裂带和红河断裂带是磁异常强弱过渡带.青蒇高原中部东西向的磁异常,在东构造结弧顶地区呈弧形分布.青藏高原中部和滇中地块带状、团状磁异常具有相同的衰减规律. 展开更多
关键词 地磁场模型 地壳磁异常 小波分解 东构造结地区
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张衡一号电磁卫星在轨情况及主要的科学成果 被引量:6
14
作者 泽仁志玛 刘大鹏 +19 位作者 孙晓英 杨艳艳 赵庶凡 颜蕊 张振霞 黄河 杨德贺 王婕 楚伟 王桥 许嵩 胡云鹏 林剑 谭巧 黄建平 鲁恒新 郭峰 周娜 李文静 申旭辉 《地球与行星物理论评(中英文)》 2023年第4期455-465,共11页
张衡一号电磁卫星是中国地震立体观测体系的天基观测平台,其科学目标是获取全球电磁场、电离层等离子体、高能粒子数据,对中国及其周边开展电离层动态实时监测和地震前兆跟踪,弥补地面观测的不足,探索地震监测预测新途径.张衡一号电磁... 张衡一号电磁卫星是中国地震立体观测体系的天基观测平台,其科学目标是获取全球电磁场、电离层等离子体、高能粒子数据,对中国及其周边开展电离层动态实时监测和地震前兆跟踪,弥补地面观测的不足,探索地震监测预测新途径.张衡一号电磁卫星系列的第一颗试验卫星于2018年2月成功发射,现已在轨稳定运行4年多;第二颗同类电磁卫星将于2023年6月左右发射.在轨测试、交叉定标工作表明张衡一号电磁卫星具备良好数据质量.在科学产出方面,张衡一号卫星全球地磁场参考模型是全球地磁场参考模型(IGRF)构建一个多世纪以来,唯一由中国科学家牵头且唯一采用中国数据制作的全球地磁场参考模型;基于张衡一号的电离层电子密度3D模型很好地重现了电离层结构特征;张衡一号电磁卫星在地震等自然灾害、空间天气事件监测方面显示出了良好的响应能力;在圈层耦合机理方面,关于地震电磁波跨圈层传播全波计算方法能够计算出岩石圈-电离层波导及电离层中的电磁场变化,证实了张衡一号卫星电磁场载荷探测地震低频电磁异常的能力.张衡一号卫星能够反映岩石圈的地震、甚低频发射站、岩石圈磁异常、大气层的闪电等活动.科学研究结果表明张衡一号电磁卫星与其它观测结果一致,具备良好的数据质量,将为地球物理、空间物理等相关领域持续提供数据支撑. 展开更多
关键词 张衡一号 电磁卫星 在轨状态 数据质量 地球物理场模型 地震空间电磁异常 空间天气事件 岩石圈-大气层-电离层耦合机理
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低轨卫星磁测及全球地磁场建模 被引量:1
15
作者 杨艳艳 王婕 +5 位作者 泽仁志玛 申旭辉 周斌 袁仕耿 苗元青 徐玥 《地球与行星物理论评(中英文)》 2024年第6期652-667,共16页
低轨卫星磁测因其覆盖范围广、精度高、无疆域限制等优点,已逐步成为全球高精度地磁探测和全球地磁场模型更新的主要手段.本文首先对国内外低轨卫星磁测发展历史、主要特征、测量精度、发展趋势等做了总结和回顾.其次介绍了低轨卫星磁... 低轨卫星磁测因其覆盖范围广、精度高、无疆域限制等优点,已逐步成为全球高精度地磁探测和全球地磁场模型更新的主要手段.本文首先对国内外低轨卫星磁测发展历史、主要特征、测量精度、发展趋势等做了总结和回顾.其次介绍了低轨卫星磁测的在轨定标流程和方法,详细描述了作为重点和难点的矢量磁场在轨正交校正和坐标转换算法,并展示了主要磁测卫星在轨定标结果.文章最后介绍了全球地磁场建模理论,并对主要的全球地磁场模型、空间分辨率等进行了总结,展示了主磁场、不同分辨率岩石圈磁场、磁层和电离层电流体系外源场的全球分布形态和主要特征.得益于低轨卫星磁测技术,全球地磁场建模得到了快速发展,并在科学研究、资源探测、通讯导航、自然灾害防治等领域得到了广泛应用,但目前仍然面临时空分辨率有限等问题,解决这一问题需要融合近地表观测数据,并不断优化场源描述能力和建模技术. 展开更多
关键词 地磁场 卫星磁测 在轨定标 地磁场模型 主磁场 磁异常 外源场
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基于多面函数的局域地磁场建模方法研究 被引量:7
16
作者 赵建虎 刘辉 +1 位作者 张彦昌 王胜平 《海洋通报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期89-96,共8页
基于多面函数,研究了局域海洋地磁场建模的理论和方法,并对建模中数据质量的控制问题、适用于地磁场建模的核函数的选择问题、平滑因子的选择以及建模数据的选择等关键问题进行了研究,并根据地磁数据变化剧烈的特点和多面函数的特性,提... 基于多面函数,研究了局域海洋地磁场建模的理论和方法,并对建模中数据质量的控制问题、适用于地磁场建模的核函数的选择问题、平滑因子的选择以及建模数据的选择等关键问题进行了研究,并根据地磁数据变化剧烈的特点和多面函数的特性,提出了分区建模的设想。将该方法与传统的Taylor多项式、Legendre多项式和曲面函数建模方法进行了比较,表明该方法具有较高的精度和可靠性。 展开更多
关键词 地磁场模型 多面函数地磁场模型 核函数 分区建模
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地磁导航关键技术研究进展综述 被引量:8
17
作者 陈卓 田风勋 孙建军 《测绘与空间地理信息》 2016年第1期16-18,共3页
地磁导航是一种根据地磁场磁要素信息进行匹配制导的重要导航方式,由于地磁场信息丰富、敏感,利于匹配,且没有累积误差等优势,目前,地磁导航正受到越来越多的关注。本文简要介绍了地磁导航的基本原理,结合国内外导航研究现状,重点介绍... 地磁导航是一种根据地磁场磁要素信息进行匹配制导的重要导航方式,由于地磁场信息丰富、敏感,利于匹配,且没有累积误差等优势,目前,地磁导航正受到越来越多的关注。本文简要介绍了地磁导航的基本原理,结合国内外导航研究现状,重点介绍了地磁导航的多项关键技术研究进展情况,最后对地磁导航在未来国防建设发展中的应用进行了展望。 展开更多
关键词 地磁匹配导航 地磁场模型 匹配算法 惯性导航系统
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基于PDR和地磁融合的室内定位算法 被引量:7
18
作者 于鹏 韦照川 +1 位作者 蔡成林 王亚娜 《桂林电子科技大学学报》 2018年第4期273-278,共6页
为了提高室内定位精度,在分析PDR和地磁融合各自特点的基础上,提出了基于PDR和地磁融合的室内定位算法。为了快速排除非匹配区,缩小匹配区域,利用PDR短期精度高的特点,以PDR定位结果的2个步长作为地磁搜索区域,再利用相关地磁匹配算法... 为了提高室内定位精度,在分析PDR和地磁融合各自特点的基础上,提出了基于PDR和地磁融合的室内定位算法。为了快速排除非匹配区,缩小匹配区域,利用PDR短期精度高的特点,以PDR定位结果的2个步长作为地磁搜索区域,再利用相关地磁匹配算法求解最佳匹配点。实验结果表明,基于PDR和地磁融合算法可实时动态补偿PDR的定位误差,系统能够获得较高的定位精度。 展开更多
关键词 室内定位 地磁匹配 地磁导航 地磁模型
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基于Swarm卫星磁测数据的全球多场源地磁场建模 被引量:1
19
作者 杨艳艳 泽仁志玛 +4 位作者 申旭辉 王婕 黄建平 王桥 鲁恒新 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1881-1890,共10页
全球多场源地磁场模型因其可同时描述场源多、使用方便等优点在很多行业中得到了应用.本文基于高精度磁测卫星Swarm A自发射以来的九年标量和矢量观测数据,利用球谐分析方法,同时实现主磁场及其变化、岩石圈磁场和磁层外源场模型系数的... 全球多场源地磁场模型因其可同时描述场源多、使用方便等优点在很多行业中得到了应用.本文基于高精度磁测卫星Swarm A自发射以来的九年标量和矢量观测数据,利用球谐分析方法,同时实现主磁场及其变化、岩石圈磁场和磁层外源场模型系数的反演.其中内源场球谐截止阶数70阶,对应空间分辨率为571 km;主磁场变化求解至13阶,采用6阶B样条函数描述,可实现主磁场长期变化、长期加速度等的计算;外源场球谐截止阶数2阶.统计结果表明最终模型拟合rms为3.29 nT.为了对模型结果开展评估,先后利用综合场模型CM6和CHAOS-7对功率谱以及各场源全球分布开展了对比,结果表明该模型与CM6和CHAOS-7模型结果在趋势和量值上均十分接近,其中主磁场、岩石圈磁场和磁层外源场与CHAOS-7模型典型残差分别在5 nT、1 nT和2 nT以内.此外,基于Swarm A卫星模型,我们还分析了2014和2023年的全球主磁场变化特征,对全球岩石圈磁异常和外源场分布规律进行了展示和总结.通过本项工作可以实现多场源模型系数的同步解算,为相关行业应用提供技术支撑. 展开更多
关键词 卫星磁测 地磁场模型 主磁场 岩石圈磁场 外源场
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全球地磁场模型研究进展
20
作者 赵俊 田源 《测绘技术装备》 2024年第2期38-43,共6页
地磁场模型主要用于描述全球地磁场的分布特征,已广泛应用于民用导航、资源勘探和地震与火山预警等相关领域。本文详细介绍了新一代全球地磁场模型的发展现状,给出了部分模型计算值的分布图,并概述了不同场源条件下相关地磁场元素值及... 地磁场模型主要用于描述全球地磁场的分布特征,已广泛应用于民用导航、资源勘探和地震与火山预警等相关领域。本文详细介绍了新一代全球地磁场模型的发展现状,给出了部分模型计算值的分布图,并概述了不同场源条件下相关地磁场元素值及年变率的计算原理。 展开更多
关键词 地磁场模型 地磁图 地磁元素
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