不同型号电磁波仪观测数据对比分析

电磁波CT几种常用成像方法应用效果对比赵威【期刊名称】《《工程地球物理学报》》【年(卷),期】2019(016)005【总页数】6页(P749-754)【关键词】电磁波CT; 岩溶勘察; 吸收系数; 成像效果对比【作者】赵威【作者单位】中铁第四勘察设计院集团有限公司地质路基设计研究处湖北武汉430063【正文语种】中文【中图分类】P631.31 引言地下岩溶一直是困扰西南地区轨道交通建设中的难题，特别是规模溶洞严重威胁着盾构隧道的施工安全。

城市环境因建筑物密集，各种震动、电磁噪声无处不在，传统的物探方法或难以施展，或难以取得理想的数据。

电磁波CT法以其抗干扰能力强，不受地形限制等优势，近年来已经在岩溶勘察中得到了广泛的应用，并取得了较好的效果[1-3]。

在理论方面，目前主要采用的成像方法有四种：代数重建法(Algebraic Reconstruction Technique，简称ART)、联合迭代法(Simultaneous IterativeReconstruction Technique，简称SIRT)、共轭梯度法(Conjugate GradientTechnique，简称CGT)和反投影法(Back Projection Technique，简称BPT)。

李才明等[4]在ART算法中引入阻尼因子，结果表明使用阻尼因子模型的图像重建结果同地质勘探结果吻合得更好，对干扰信号的抑制效果较明显。

黄玉等[5]基于SIRT算法，提出了一种位置磁矩联合迭代修正算法，提高了水下定位和目标识别精度，抑制了磁场模值及梯度测量误差。

高秀鹤等[6]在CGT算法中考虑变加权函数，改善了传统聚焦反演中聚焦因子选取困难的问题，并用理论模型验证了新算法反演结果的有效性和正确性。

刘震等[7]在BPT算法中先用Shepp-logan算法对数据滤波，再由滤波后的数据重建出清晰度较高的CT图像。

基于数学理论提出精度与稳定性的公式，衡量算法的鲁棒性。

２０１４年第２９卷第４期２０１４，２９（４）：１９６６－１９７２地球物理学进展　Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｉｎ　Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃｓｈｔｔｐ／／ｗｗｗ．ｐｒｏｇｅｏｐｈｙｓ．ｃｎＩＳＳＮ　１００４－２９０３ＣＮ　１１－２９８２／Ｐ张　敏，王喜珍，张文来，等．２０１４．感应式磁力仪磁暴数据分析．地球物理学进展，２９（４）：１９６６－１９７２，ｄｏｉ：１０．６０３８／ｐｇ２０１４０４６７．ＺＨＡＮＧ　Ｍｉｎ，ＷＡＮＧ　Ｘｉ－ｚｈｅｎ，ＺＨＡＮＧ　Ｗｅｎ－ｌａｉ，ｅｔ　ａｌ．２０１４．Ｓｔｏｒｍ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｉｎ　ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ　ｍａｇｎｅｔｏｍｅｔｅｒ　ａｎｄ　ｆｌｕｘｇａｔｅ　ｍａｇｎｅｔｏｍｅｔｅｒ．Ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎ　Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃｓ（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ），２９（４）：１９６６－１９７２，ｄｏｉ：１０．６０３８／ｐｇ２０１４０４６７．感应式磁力仪磁暴数据分析Ｓｔｏｒｍ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｉｎ　ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ　ｍａｇｎｅｔｏｍｅｔｅｒ　ａｎｄ　ｆｌｕｘｇａｔｅ　ｍａｇｎｅｔｏｍｅｔｅｒ张　敏１，王喜珍２，张文来１，许秋龙１，刘贤伦１，杨福喜１ＺＨＡＮＧ　Ｍｉｎ１，ＷＡＮＧ　Ｘｉ－ｚｈｅｎ２，ＺＨＡＮＧ　Ｗｅｎ－ｌａｉ　１，ＸＵ　Ｑｉｕ－ｌｏｎｇ１，ＬＩＵ　Ｘｉａｎ－ｌｕｎ１，ＹＡＮＧ　Ｆｕ－ｘｉ　１收稿日期　２０１３－０８－２３；　修回日期　２０１４－０２－１１． 投稿网址　ｈｔｔｐ／／ｗｗｗ．ｐｒｏｇｅｏｐｈｙｓ．ｃｎ作者简介　张　敏，女，１９８６年生，湖北孝感人，硕士，助理工程师，毕业于中国地震局地球物理研究所，目前在新疆地震局前兆台网中心从事前兆数据处理工作．（Ｅ－ｍａｉｌ　ｗｏａｉｎｉ１０２４．ｏｋ＠１６３．ｃｏｍ）１．新疆地震局，乌鲁木齐　８３００１１２．中国地震局地球物理研究所，北京　１００８１１．Ｓｅｉｓｍｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｂｕｒｅａｕ　ｏｆ　Ｘｉｎｊｉａｎｇ，Ｕｒｕｍｑｉ　８３００１１，Ｃｈｉｎａ２．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃｓ，Ｃｈｉｎａ　Ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ　ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８１，Ｃｈｉｎａ摘　要　本文对子午工程感应式磁力仪（ＳＣＭ）与传统磁通门磁力仪（ＧＭ４）记录的磁暴基本特征进行对比分析，ＧＭ４记录的波形不论在磁场平静时还是在磁暴时，各个台站波形相关性很高，ＧＭ４记录到完整的磁暴变化形态，ＳＣＭ记录的磁暴非常规磁暴变化形态．ＳＣＭ在磁场平静时波形相关性很低，磁暴时各个台站波形相关性很高，可能是由于ＳＣＭ分辨率较高，磁场平静时记录到更多的台站背景噪声．ＧＭ４和ＳＣＭ磁暴时，Ｚ分量急始方向都向上，且各个台站一致，ＧＭ４的Ｈ水平分量急始方向向上，而ＳＣＭ的Ｘ分量急始方向朝下，这是因为ＧＭ４的Ｈ分量探头朝向地磁北极，而ＳＣＭ探头方向朝向地理北极．磁暴时，ＧＭ４的Ｈ差分结果与ＳＣＭ的Ｘ分量数据相关性很高，ＧＭ４的Ｚ分量与ＳＣＭ的Ｚ分量差分结果相关性并不高，这可能是因为：（１）磁暴时Ｈ水平分量或者Ｘ分量表现比较明显，而Ｚ分量虽然有变化，但是变化不如Ｈ分量剧烈，（２）ＧＭ４的三分量探头集成在一个探头盒中，且有水平泡等保证水平，正交性较好，而ＳＣＭ的Ｚ分量安装时是安装在一个垂直的坑中，而三分量是否严格正交没有经过检验，可能由于安装方法存在误差，造成ＧＭ４的Ｚ分量差分结果与ＳＣＭ相关性不高．关键词　感应式磁力仪；磁通门磁力仪；磁暴　中图分类号　Ｐ３１８文献标识码　Ａｄｏｉ：１０．６０３８／ｐｇ２０１４０４６７Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｕｓｅ　ｄａｔａ　ｆｒｏｍ　ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ　ｍａｇｎｅｔｏｍｅｔｅｒ　ｉｎＭｅｒｉｄｉａｎ　ｃｈａｉｎ　ｐｒｏｊｅｃｔ（ｃａｌｌｅｄ　ｔｈｅ　Ｍｅｒｉｄｉａｎ　Ｓｐａｃｅ　ＷｅａｔｈｅｒＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　Ｐｒｏｊｅｃｔ）ａｎｄ　ｔｈｅ　ｕｓｕａｌ　ｆｌｕｘｇａｔｅ　ｍａｇｎｅｔｏｍｅｔｅｒ，ａｎａｌｙｓｉｓ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｃ　ｆｅａｔｕｒｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｆ　ｍａｇｎｅｔｉｃ　ｓｔｏｒｍ．Ｔｈｅｗａｖｅ　ｆｏｒｍ　ｏｆ　ＧＭ４ｉｓ　ｖｅｒｙ　ｒｅｌｅｖａｎｔ　ｉｎ　ｅｖｅｒｙ　ｓｔａｔｉｏｎ　ｂｏｔｈ　ｉｎｓｔｏｒｍ　ａｎｄ　ｑｕｉｅｔ；ｗａｖｅ　ｆｏｒｍ　ｏｆ　ＳＣＭ　ｉｓ　ｓｉｍｉｌａｒ　ｉｎ　ｓｔｏｒｍ，ｂｕｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｉｎ　ｑｕｉｅｔ　ｔｉｍｅ，ｂｅｃａｕｓｅ　ｔｈｅ　ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ＳＣＭ　ｉｓ　ｈｉｇｈ，ｉｎ　ｑｕｉｔｅ　ｔｉｍｅ　ｉｔ　ｒｅｃｏｒｄ　ｍａｎｙ　ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ　ｎｏｉｓｅ　ｎｅａｒ　ｓｔａｔｉｏｎｓ，ＧＭ４ｃａｎ　ｒｅｃｅｉｖｅ　ｎｏｒｍａｌ　ｓｔｏｒｍ，Ｂｕｔ　ＳＣＭ　ｃａｎｎｏｔ．Ｉｎ　ｓｔｏｒｍ，ｔｈｅＺ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ｏｆ　ｂｏｔｈ　ＳＣＭ　ａｎｄ　ＧＭ４ｈａｖｅ　ａｎ　ｐｏｓｉｔｉｖｅ　ｐｕｌｓｅ　ｉｎｅｖｅｒｙ　ｓｔａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　Ｈ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ｉｎ　ＧＭ４ｈａｖｅ　ａ　ｐｏｓｉｔｉｖｅ　ｐｕｌｓｅ，Ｘ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ｉｎ　ＳＣＭ　ｈａｖｅ　ａ　ｎｅｇａｔｉｖｅ　ｐｕｌｓｅ，ｂｅｃａｕｓｅ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｅｏｆ　ＧＭ４ｉｓ　ｐａｒａｌｌｅｌ　ｔｏ　Ｍａｇｎｅｔｉｃ　ｎｏｒｔｈ，ｂｕｔ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｅ　ｏｆ　ＳＣＭ　ｉｓｐａｒａｌｌｅｌ　ｔｏ　ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ　ｎｏｒｔｈ　ｐｏｌｅ．Ｉｎ　Ｇｅｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｓｔｏｒｍｓ，ｔｈｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ　ｂｅｔｗｅｅｎ　Ｘ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ｏｆ　ＳＣＭ　ａｎｄ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｆ　Ｈｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ｉｎ　ＧＭ４ｉｓ　ｈｉｇｈ，Ｚ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ｉｎ　ＳＣＭ　ａｎｄ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｏｆ　Ｚ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ｉｎ　ＧＭ４ｉｓ　ｎｏｔ　ｈｉｇｈ，ｉｔ　ｍａｙ　ｂｅ　ｂｅｃａｕｓｅ：（１）ｉｎｇｅｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｓｔｏｒｍ，Ｈ　ｏｒ　Ｘ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ａｎｄ　Ｚ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ｉｓｅｖｉｄｅｎｔ，Ｚ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ｈａｖｅ　ｃｈａｎｇｅｓ，ｂｕｔ　ｔｈｅ　ｃｈａｎｇｅ　ｉｓ　ｎｏｔ　ａｓｔｈｅ　Ｈ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ｖｉｏｌｅｎｔ，（２）ｔｈｒｅｅ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ｐｒｏｂｅ　ｉｎ　ＧＭ４ｉｓ　ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　ｉｎ　ａ　ｐｒｏｂｅ　ｂｏｘ，ａｎｄ　ｈａｖｅ　ａ　ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ　ｂｕｂｂｌｅａｓｓｕｒａｎｃｅ　ｌｅｖｅｌ，ｔｈｅ　ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　ｉｓ　ｂｅｔｔｅｒ，ｗｈｉｌｅ　ｔｈｅ　Ｚｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ｏｆ　ＳＣＭ　ｉｓ　ｉｎｓｔａｌｌｅｄ　ｉｎ　ａ　ｖｅｒｔｉｃａｌ　ｈｏｌｅ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｔｈｒｅｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ｓｔｒｉｃｔｌｙ　ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　ｉｓ　ｗｉｔｈｏｕｔ　ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ，ｍａｙ　ｂｅｄｕｅ　ｔｏ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ，ｃａｕｓｅｄ　ｔｈｅ　ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ　ｂｅｔｗｅｅｎ　Ｚｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ｏｆ　ＧＭ４ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ａｎｄ　ＳＣＭ　ｉｓ　ｎｏｔ　ｈｉｇｈ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ　ｍａｇｎｅｔｏｍｅｔｅｒ；ｆｌｕｘｇａｔｅ　ｍａｇｎｅｔｏｍｅｔｅｒ；ｓｔｏｒｍ０　引　言子午工程（全称为东半球空间环境地基综合监测子午链）建设的沿东经１２０°和北纬３０°的１５个地磁台站非常有利于中低纬度地区地磁场变化的研究，并且它将为我国社会各类用户提供完整、连续、可靠的多学科、多空间层次的空间环境地基综合监测数据（徐文耀，１９９３，１９９７，２００３）．中国地震局地球物理研究所承担其中的地磁、电分系统，主要负责磁通门磁力仪和感应式磁力仪两种仪器的包括数据采集传输、台站管理等任务．对于一些特殊的地磁事件，　２０１４，２９（４）张　敏，等：感应式磁力仪磁暴数据分析　（ｗｗｗ．ｐｒｏｇｅｏｐｈｙｓ．ｃｎ）由于每个研究所的侧重点不同，中科院空间中心一般给出地面以上仪器的响应，而在特殊事件时地面台站的响应如何却鲜少提及，因此了解地面台站在一些特殊事件时的响应如何值得研究．感应式磁力仪为子午工程新投入使用的一种地磁相对观测仪器，它与以往的一些地磁仪器相比具有采样率高、频带宽、精度高等特点，因此这种仪器与以往的地磁相对观测仪器相比在一些特殊的地磁事件时的响应如何，能否为地磁预报地震提供更好的资料是本文研究的重点（刘春节等，１９９７）．众所周知，磁暴期间剧烈变化的磁场会对航空、航天、通讯、导航等地面技术系统造成极大危害，从而在一定程度上影响人类的生产生活．虽然我国处于中低纬度地区，磁暴期间对我国的电网、通讯、油气管道等的影响不如高纬度地区严重，但仍对技术系统造成一定的危害．因此对磁暴的发生发展过程进行研究非常有必要（Ｑｉ　Ｌｉ　ｅｔ　ａｌ，２００５；李棋和高玉芬，２００６）．感应式磁力仪对磁暴的响应如何尚且不知，本文试图给出其响应，并与传统磁通门磁力仪（丁鸿佳和隋厚堂，２００４；胡星星等，２０１０；王晓美等，２０１１）做对比分析．对于磁暴的区域研究，杨少峰等（２００２）等研究了２０００年４月６日磁暴期间磁扰变化在低纬子午链（东经１２０°）的纬度效应，采用统计方法分析了磁暴的初相、主相和恢复相期间磁扰幅度的纬度效应．李棋（２００７）对位于我国东部１２０°Ｅ子午链不同纬度的台站在１９９５～２００４年间记录的磁暴进行统计分析，对不同地方时磁暴幅度的纬度变化进行了统计和对比分析．吴迎燕（２００７）对２０°Ｅ子午链和３０°Ｎ纬圈链台站的Ｈ分量分钟值数据，研究了它的暴时特征，选用３０°Ｎ纬圈链的１０个台站来研究Ｈ分量的地方时变化特征，利用子午链台站研究了Ｈ分量的纬向分布（郭晓燕等２０１０）．对于子午圈区域磁暴的分析，前人的研究主要采用磁通门磁力仪数据，在时域上分析了磁扰的纬度分布和地方时等对磁扰的影响（师恩琦和陈耿雄，１９９９；孙凌峰等，２００９；徐文耀，２００９）．本文首次采用子午工程感应式磁力仪对磁暴的基本特征与传统磁通门磁力仪记录曲线进行对比分析，重点考察两种仪器磁暴时的响应差异，从磁暴急始形态以及各个分量磁暴响应差别，磁通门磁力仪差分结果与感应式磁力仪原始数据进行对比分析（高琴等，２００９；黄朝军等，２００９；朱岗昆等，２００９）．１　使用仪器及数据说明１．１　仪器观测原理感应式磁力仪以高分辨率、低噪声、宽频带等优点捕捉地震电磁异常信息，对探测区域进行南北、东西两个水平分量和一个垂直分量的磁信号监测，特别有利于对地磁场高频脉动的观测，这是因为地磁场变化信号的频率越高时，输出的感应电压也越大，而在天然地磁脉动中，频率每增加一倍，脉动振幅就会减小４～５ｄＢ，由于脉动频率的增加不会使感应电压的幅度减小（朱岗昆等，１９８２）．感应式磁力仪的工作原理是基于法拉第电磁感应原理，它利用探头的感应线圈在地磁场变化时产生感应电动势，通过测量感应电动势的变化来测量地磁场的变化率．磁传感器是在经过高温处理过的高导磁率软磁铁棒的铁芯上缠绕多匝线圈形成的，当通过线圈的磁场变化时，则在线圈两端产生的感应电压为Ｖ＝ＮＳμｔｄＢｄｔ，（１）式中，Ｖ为磁传感器记录的感应电压，Ｎ为线圈匝数，Ｓ为线圈截面积，μｔ为磁芯材料有效导磁率，只要记录到感应电压的变化就能得到磁场的变化率ｄＢｄｔ．条状磁芯的有效导磁率为μｔ＝μ１＋λμ－１，（２）其中μ为磁芯材料的固有导磁率，λ为退磁因子，与磁芯的几何尺寸有关，与材料的导磁率无关．假设将条状磁芯近似看做椭球状，则有：λ＝１ｍ２［Ｉｎ（２　ｍ－１）］，（３）其中，ｍ为椭球长轴与短轴（Ｌ／Ｄ）之比，可以近似看做磁芯材料的长径比．当磁芯材料的固有导磁率μ＞＞１时，磁芯的有效导磁率μｔ≈１λ，这样测得感应电压之后就能得到磁场变化率．台站安装的感应式磁力仪由３根磁传感器、１台数据采集器和１台主机组成．磁通门磁力仪和感应式磁力仪的性能见表１．表１　磁通门磁力仪和感应式磁力仪性能Ｔａｂｌｅ　１　ｆｌｕｘｇａｔｅ　ａｎｄ　ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ　ｍａｇｎｅｔｏｍｅｔｅｒ性能磁通门磁力仪感应式磁力仪测量分量Ｈ、Ｚ、Ｄ、Ｔ　Ｘ、Ｙ、Ｚ测量范围０～６２５００ｎＴ　０～２００ｎＴ分辨率０．１ｎＴ　１ｐＴ频带宽度０～０．３Ｈｚ　０．００１～３０Ｈｚ采样率１Ｈｚ　３２Ｈｚ仪器简称ＧＭ４ＳＣＭ１．２　数据说明本文采用的观测数据来自子午工程观测台站，每个台站信息见表２．表２　台站基本信息Ｔａｂｌｅ　２　Ｔｈｅ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｔａｔｉｏｎｓ编号台站名称台站代码地理经度（Ｅ／度）地理纬度（Ｎ／度）１２３４５６７８９１０内蒙满洲里长春农安台山东马陵山成都郫县台武汉九峰台浙江杭州台拉萨台湖南邵阳台广东肇庆台海南琼中台ＭＺＬＮＡＴＭＬＳＰＸＴＪＦＴＨＺＴＬＡＴＳＹＴＺＱＴＱＺＴ１１７．４５１２５．１８１１８．３５１０３．８８１１４．５１２０．１１９１．１３１１１．４７１１２．４７１０９．８３４９．５８４４．４３３４．６２３０．８２３０．５３０．２５２９．６５２７．２５２３．０５１９．０３注：台站代码为子午工程台站代码，与中国地震局的台站代码有所不同７６９１地球物理学进展　ｗｗｗ．ｐｒｏｇｅｏｐｈｙｓ．ｃｎ　２０１４，２９（４）图１　ＧＭ４平静日Ｈ分量波形Ｆｉｇ．１　ＧＭ４ｑｕｉｔｅ　ｄａｙ　Ｈ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ｗａｖｅ图３　ＧＭ４磁通门磁力仪磁暴时Ｈ水平分量波形Ｆｉｇ．３　ＧＭ４ｓｔｏｒｍ　ｄａｙ　Ｈ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ｗａｖｅ本文使用的Ｄｓｔ指数和每月最平静以及扰动最大的时间段从地磁世界数据中心（ｈｔｔｐ：／／ｗｄｃ．ｋｕｇｉ．ｋｙｏｔｏ－ｕ．ａｃ．ｊｐ／ｄｓｔ＿ｒｅａｌｔｉｍｅ／２０１１１０／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ）下载得到．１．３　数据预处理数据预处理主要包括数据的格式转化．感应式磁力仪输出为二进制文件，用ｍａｔｌａｂ软件编程将其转换为ＡＳＣＩＩ码文件．磁通门磁力仪的数据为ＡＳＣＩＩ码文件，但所有观测值以１整行存储，在应用时需将其转换为４列，分别为Ｈ、Ｚ、Ｄ和温度Ｔ四个分量．考虑到子午工程数据记录的完整性和磁暴特点，研究中选用发生在２０１１年１０月２４日的磁暴，该磁暴为ＳＣ类型，本次磁暴的起始时间为２０１１年１０月２４日１８：３１，结束时间为２０１１年１０月２６日４时．期间子午工程１０个台站的磁通门磁力仪运行正常，记录完整．武汉九峰台、拉萨台、长春农安台、广州肇庆台的感应式磁力仪记录完整，纬度最高的满洲里台２５日２时之后没有记录数据，杭州台１０月２４日当天没有记录，邵阳台２６日１２时之后没有记录，琼中台２４日１１～２４时没有记录．２　仪器记录磁暴对比分析２．１　平静期差异为了更好的了解子午工程感应式磁力仪和磁通门磁力仪记录磁暴在形态上的差异，先选择２０１１年１０月２８日、２９日两天的数据，这两天地磁活动处于平静期．因为磁暴是一种非常剧烈的全球性范围内的地磁扰动现象，磁暴发生时，所有的地磁要素都发生剧烈的变化，其中，水平分量Ｈ（或北向分量Ｘ）变化最大，也最能代表磁暴的发生发展过程．磁暴期间Ｈ分量的变化在中低纬度地区表现的最为明显，因此本文的分析都是以水平分量为主（徐文耀，２００３）．图１给出了磁通门磁力仪Ｈ分量的原始记录波形．图２给出了感应式磁力仪Ｘ分量的原始记录波形．从图１台站记录到的ＧＭ４数据波形可以看出，有完整的日变，且形态基本一致．从图２可以看出，在地磁活动较为平静时段，感应式磁力仪的原始波形记录并不平滑，有很多尖峰脉冲，这些脉冲在各个台站出现的时间、表现形态并不一致，说明感应式磁力仪记录更易受到台站周围环境的影响．对部分台站的观测数据做相关分析，杭州台跟邵阳台的相关系数只有０．２４７９，拉萨台跟邵阳台的相关系数为０．５５９８，进一步说明在磁静日，感应式磁力仪也易受台站周８６９１　２０１４，２９（４）张　敏，等：感应式磁力仪磁暴数据分析　（ｗｗｗ．ｐｒｏｇｅｏｐｈｙｓ．ｃｎ）图２　感应式２０１１年１０月２８日Ｘ分量磁场平静一天数据Ｆｉｇ．２　ＳＣＭ　ｑｕｉｔｅ　ｄａｙ　Ｘ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ｏｆ　２０１１，１０，２８图４　感应式磁力仪Ｚ分量磁暴２０１１年１０月２４日１８时数据Ｆｉｇ．４　ＳＣＭ　２０１１，１０，２４，１８ｈｏｕｒ　Ｚｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ｄａｔａ　ｏｆ　ｓｔｏｒｍ　ｄａｙ图５　感应式磁力仪Ｘ分量２０１１年１０月２４日１８时记录曲线Ｆｉｇ．５　ＳＣＭ　Ｘ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ｄａｔａ围环境的影响．２．２　暴时记录差异发生在２０１１年１０月２４日的磁暴持续２天，磁通门磁力仪的原始记录波形见图３．从图３可以看出，磁通门磁力仪在磁暴时各台站的记录波形非常一致．磁暴急始、磁暴最低点等磁暴特征明显，磁暴发展形态清晰，只是扰动幅度各台站有所不同．采用相关分析得到，满洲里台跟农安台相关系数为０．９９５３，九峰台跟杭州台相关系数为０．９９８４，满洲里台跟杭州台相关系数为０．９５１２．由此可以说明，磁通门磁力仪在磁暴时的记录主要来自源场，周围环境的影响较小．满洲里台、农安台、九峰台和杭州台同为东经１２０°子午链附近，满洲里台跟农安台纬度相差５°左右，九峰台跟杭州台纬度相差不到１°，而满洲里台跟杭州台纬度却相差１９°，而此时纬度差最小的九峰台跟杭９６９１地球物理学进展　ｗｗｗ．ｐｒｏｇｅｏｐｈｙｓ．ｃｎ　２０１４，２９（４）图６　磁暴期间两种仪器响应图Ｆｉｇ．６　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｐｌｏｔ　ｏｆ　ｔｗｏ　ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ　ｉｎ　ｓｔｏｒｍ　ｄａｙ图７　满洲里台ＧＭ４的Ｈ分量差分结果与ＳＣＭ原始Ｘ分量数据对比Ｆｉｇ．７　ｃｏｎｔｒａｓｔ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ＭＺＬ　ＧＭ４ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　ｒｅｓｕｌｔｏｆ　Ｈ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ａｎｄ　ＳＣＭ　Ｘ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ｄａｔａ图８　满洲里台ＧＭ４差分数据与ＳＣＭ原始Ｚ分量数据Ｆｉｇ．８　Ｚ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｆ　ＭＺＬ　ｉｎ　ＧＭ４ａｎｄ　ＳＣＭ　Ｚ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ｄａｔａ州台数据相关性最大，而纬度差最大的满洲里台跟杭州台数据的相关性最小，表明磁暴时记录的波形在一定程度上受纬度影响．图４给出感应式磁力仪Ｚ分量磁暴时的１８时数据．从图４可以看出，感应式磁力仪磁暴时Ｚ分量也有响应，且图４中两个台站磁暴急始时都有一个向上的脉冲，这与磁通门磁力仪磁暴急始时表现一致，这主要是因为磁通门磁力仪和感应式磁力仪Ｚ分量传感器探头都指向下，因此它们在磁暴急始时方向应该一致，而且各个台站磁暴时形态基本一致．从图５可以看到，感应式磁力仪对于磁暴急始非常敏感，并且各个台站记录的磁暴急始开始时间相同且扰动变化形态非常一致，只是扰动变化幅度有所差别．我们通过定量分析得到，满洲里台跟农安台的相关系数达到０．９６０４，拉萨台跟邵阳台的相关系数达到０．９６３９，满洲里台跟邵阳台的相关系数也达到了０．９０６４．在磁场平静时相关系数很小的台站在磁暴这种剧烈的扰动时期相关系数增大．说明感应式磁力仪在磁场扰动时记录更多的是磁场的变化，环境变化此时相对磁暴幅度非常小，同时也说明了磁暴的全球同步性好．从上面计算出来的相关系数我们可以看到，满洲里台跟农安台纬度差５°，拉萨台跟邵阳台纬度差３°，满洲里台跟邵阳台纬度差１２°，可以看到纬度差最小的拉萨台跟邵阳台相关系数最大，而纬度差最大的满洲里跟邵阳台相关系数最小，这跟前面磁通门磁力仪记录的数据受纬度影响较大相一致．而拉萨跟邵阳台他们的经度相差２０°，相关系数却非常高，说明在磁暴时记录的波形受纬度影响较大而几乎不受经度差影响．从图５还可以看出感应式磁力仪记录的磁暴形态似乎跟传统的磁暴发展过程差别很大，此次磁暴用磁通门磁力仪记录到的Ｈ分量磁暴急始为有一个向上的正脉冲，而从图５可以看到四个台站感应式磁力仪Ｘ分量却在急始时有一个０７９１　２０１４，２９（４）张　敏，等：感应式磁力仪磁暴数据分析　（ｗｗｗ．ｐｒｏｇｅｏｐｈｙｓ．ｃｎ）突然减小即有一个向下的负脉冲．这与磁通门磁力仪跟感应式磁力仪的探头安装方向有关．磁通门磁力仪Ｈ分量探头传感器朝向地磁北极，而感应式磁力仪Ｘ分量探头朝向地理北极，不考虑地磁北极跟地理南极之间有一个１１°左右的夹角，地磁北极跟地理北极角度相差大约１８０°，相差一个负号．所以磁通门磁力仪记录的磁暴急始方向向上，而感应式磁力仪记录的磁暴急始向下．图６给出两种仪器在整个磁暴期间三天的响应．前一个箭头表示磁暴开始时刻，可以看到两个仪器开始时刻一致，都是平静记录突然有一个急始脉冲，后一个箭头表示磁暴主相最低点，可以看到，在磁暴主相期间ＧＭ４变化剧烈，ＳＣＭ幅度变化相对应其他时刻也很大，主相之后为磁暴恢复相，磁场缓慢变化到平静水平，ＳＣＭ也是相应的变化较小，幅度没有剧烈变化．ＧＭ４记录到完整的磁暴变化形态，ＳＣＭ记录的磁暴非常规磁暴变化形态．磁通门磁力仪跟感应式磁力仪虽然同为地磁相对记录仪器，但是两种仪器原理不同，频带宽度也不同．首先从原理上的差别对它们进行分析．感应式磁力仪记录的感应电压与磁场的变化率成正比，而磁通门磁力仪记录的感应电压与磁场的大小成正比，经补偿电路补偿之后的输出反映的是地磁场的变化，磁通门磁力仪记录的相对值需要加上基线值之后再做差分才能得到磁场的变化率，但是考虑基线值在短时间内的变化幅度很小，因此直接对磁通门磁力仪记录的相对值做差分也近似看做磁场的变化率．它们之间存在一个近似的差分或者积分关系．用磁通门磁力仪的Ｈ分量乘以磁偏角的余弦即得到Ｘ分量，再对Ｘ分量进行差分处理，在理论上，这样处理之后，磁通门磁力仪跟感应式磁力仪记录的数据应该近似相同．因为磁通门磁力仪输出数据中磁偏角的单位为纳特，要转换成角度单位度分秒需要用到水平分量的绝对值，而子午工程磁通门磁力仪没有配置测量基线值的ＤＩ仪，而不同磁通门磁力仪基线值存在差别，不能随便相加．因此我们采用简化处理即直接对磁通门磁力仪秒采样数据Ｈ水平分量进行差分处理，再与感应式磁力仪Ｘ分量数据进行对比分析．根据各个台站每天两种仪器的数据到达情况，选取内蒙古满洲里台２０１１年１０月２４日ＧＭ４与感应式数据．原始数据和一阶差分结果对比图如图７．从图７可以看到，ＧＭ４差分之后的波形与感应式磁力仪波形非常相似，ＧＭ４数据取得极大值的时候ＳＣＭ数据取得极小值，这种情况称为反相关．但这只是一种定性分析，还需要对数据进行定量分析．由于ＧＭ４采样率为１赫兹ＳＣＭ采样率为３２赫兹，因此把ＳＣＭ数据取每秒的平均值再与ＧＭ４差分结果做对比．进行平滑处理后ＳＣＭ数据中虽然部分高频成分可能被剔除，但是整体的变化趋势仍然没有很大变化．对ＧＭ４数据进行差分处理，对ＳＣＭ数据进行平滑，算出两种数据波形的相关系数为－０．８７６６，可以看出处理之后的两种数据不仅波形反对称，并且通过定量分析得出的相关系数也表示它们的反相关程度很高．而两种数据不会完全反相关是因为磁场水平分量Ｈ跟南北分量Ｘ之间的转换也应乘以磁偏角的余弦，而本文却直接把ＧＭ４的Ｈ分量差分的结果与ＳＣＭ的Ｘ分量做对比，而且文中对ＳＣＭ进行的平滑操作也较为粗糙可能对结果有一定的影响，正是这些原因造成ＧＭ４差分后的数据与ＳＣＭ数据负相关，但是负相关系数并不为一．ＧＭ４跟ＳＣＭ都记录磁场Ｚ分量，图８给出２０１１年１０月２４日满洲里台Ｚ分量的差分结果．由于ＧＭ４的Ｚ分量与ＳＣＭ的Ｚ分量虽然一个为变化量，一个为变化率，但是它们探头的安装方向一致，从原始数据中可以看到磁暴时急始方向一致，都为向上的正脉冲．从理论上来讲，它们都为地磁Ｚ垂直分量，一个为地磁相对变化，一个为地磁变化率，对ＧＭ４数据进行差分处理，两者的波形相关系数应该很高，但是从差分数据波形，以及得到的相关系数来看（差分结果与平滑结果的相关系数为０．０９３１），两种数据相关度不是很高，这可能是由于：首先磁暴时在水平分量Ｈ或者Ｘ分量表现比较大，幅度表现明显，而Ｚ分量虽然也有反应但是幅度变化较小，不如Ｈ水平分量或者Ｘ分量，其次感应式磁力仪的Ｚ分量探头传感器在安装时是向下挖一个垂直的坑，再把探头放进去，安装可能存在较大误差．而磁通门磁力仪三个分量的探头都集成在一个探头盒里，在且有水平调节泡来保证水平分量水平，正交性比较好．很有可能因为传感器的安装等因素导致造成两者波形相差很大．３　结　论３．１　对于磁暴的研究，ＧＭ４记录的波形不论在磁场平静时还是在磁暴时，各个台站波形相关性很高，ＳＣＭ在磁场平静时波形相关性很低，磁暴时各个台站波形相关性很高．ＧＭ４记录到完整的磁暴变化形态，ＳＣＭ记录的磁暴非常规磁暴变化形态．３．２　ＧＭ４和ＳＣＭ磁暴时，Ｚ分量急始方向都向上，且各个台站一致，这主要与两种仪器的安装方向有关，Ｚ分量探头都朝下．ＧＭ４的Ｈ水平分量急始方向向上，而ＳＣＭ的Ｘ分量急始方向朝下，这是因为ＧＭ４的Ｈ分量探头朝向地磁北极，而ＳＣＭ探头方向朝向地理北极，不考虑它们之间１１．５°的夹角，二者几乎相差１８０°，相差一个负号．３．３　磁暴时，ＧＭ４的Ｈ差分结果与ＳＣＭ的Ｘ分量数据相关性很高，这里采用简化处理，本应采用Ｈ绝对值的差分，但是考虑基线值在短时间内变化较小，而且子午工程台站并没有配置测量基线值的仪器，所以直接用ＧＭ４记录的水平分量做差分，而Ｈ水平分量转换为Ｘ分量时应乘以磁偏角的余弦，而磁偏角在ＧＭ４输出时单位为纳特，转换为度分秒单位需要用到台站Ｈ水平分量绝对值，因此这些简化处理可能对ＧＭ４的Ｈ分量差分结果与ＳＣＭ的Ｘ分量平滑结果有一定影响，但是它们的相关系数仍高达０．８７６６．３．４　ＧＭ４的Ｚ分量与ＳＣＭ的Ｚ分量差分结果相关性并不高，这可能是因为：（１）磁暴时Ｈ水平分量或者Ｘ分量表现比较明显，而Ｚ分量虽然有变化，但是变化不如Ｈ分量剧烈；（２）ＧＭ４的三分量探头集成在一个探头盒中，且有水平泡等保证水平，正交性较好，而ＳＣＭ的Ｚ分量安装时是安装在一个垂直的坑中，而三分量是否严格正交没有经过检验，可能由于安装方法存在误差，因为造成ＧＭ４的Ｚ分量差分结果与ＳＣＭ相关性不高．致　谢　感谢中国地震局地球物理研究所王喜珍副研究员１７９１地球物理学进展　ｗｗｗ．ｐｒｏｇｅｏｐｈｙｓ．ｃｎ　２０１４，２９（４）　在本文撰写及数据分析过程中提供的宝贵意见，感谢新疆地震局前兆台网中心全体同仁对本工作的支持，感谢子午工程提供的宝贵数据．ＲｅｆｅｒｅｎｃｅｓＤｉｎｇ　Ｈ　Ｊ，Ｓｕｉ　Ｈ　Ｔ．２００４．Ｔｈｅ　ｒｅｃｅｎｔ　ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＦｌｕｘｇａｔｅＭａｇｎｅｔｏｍｅｔｅｒ　ａｎｄ　ｓｅｎｓｏｒ［Ｊ］．Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｉｎ　Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃｓ（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ），１９（４）：７４３－７４５．Ｇａｏ　Ｑ，Ｌｉｕ　Ｌ　Ｂ，Ｚｈａｏ　Ｂ　Ｑ，ｅｔ　ａｌ．２００９．Ａ　ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒｍｉｄｌａｔｉｔｕｄｅ　ｉｏｎｏｓｐｈｅｒｉｃ　ｓｔｏｒｍｓ　ａｔ　ａ　ｓｉｎｇｌｅ　ｓｔａｔｉｏｎ　ｂａｓｅｄ　ｏｎｍｏｄｉｆｉｅｄ　Ｋ＿ｐ［Ｊ］．Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｉｎ　Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃｓ（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ），２４（６）：１９４３－１９５０．Ｇｕｏ　Ｘ　Ｙ，Ｊｉａ　Ｌ　Ｈ，Ｗａｎｇ　Ｙ．２０１０．Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ　ｏｆ　ｄａｉｌｙ　ｖａｒｉａｔｉｏｎｆｏｒ　ｔｈｅ　ｇｅｏｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｚ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ａｔ　Ｄａｌｉａｎ　Ｓｅｉｓｍｉｃ　Ｓｔａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｓｅｉｓｍｏｌｏｇｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｇｅｏｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ），３１（５）：６１－６４．Ｈｕ　Ｘ　Ｘ，Ｔｅｎｇ　Ｙ　Ｔ，Ｘｉｅ　Ｆ，ｅｔ　ａｌ．２０１０．Ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ　ｍａｇｎｅｔｉｃ　ｆｉｅｌｄａｕｔｏ－ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｆｌｕｘｇａｔｅ　ｍａｇｎｅｔｍｅｔｅｒ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ　Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ），３１（４）：９５６－９６０．Ｈｕａｎｇ　Ｃ　Ｊ，Ｘｕ　Ｔ，Ｗｕ　Ｊ，ｅｔ　ａｌ．２００９．Ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ　ｐｅｒｉｏｄｉｃｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ　ｏｆ　ｇｅｏｍａｇｎｅｔｉｃ　Ａｐ　ｉｎｄｅｘ　ｕｓｉｎｇ　ＥＭＤ　ｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］．Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｉｎ　Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃｓ（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ），２４（６）：１９６８－１９７４．Ｌｉ　Ｑ，Ｇａｏ　Ｙ　Ｆ．２００６．Ｏｎ　ｔｈｅ　Ｏｃｔｏｂｅｒ／Ｎｏｖｅｍｂｅｒ　２００３ｇｉａｎｔ　ｓｔｏｒｍｓ［Ｊ］．Ｓｅｉｓｍｏｌｏｇｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｇｅｏｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ），２７（２）：４３－４７．Ｌｉ　Ｑ，Ｇａｏ　Ｙ　Ｆ，Ｈａｎ　Ｄ　Ｓ．２００５．Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　ｍａｇｎｅｔｉｃ　ｓｔｏｒｍｓｒｅｐｏｒｔｅｄ　ｂｙ　Ｂｅｉｊｉｎｇ　ｏｂｓｅｒｖａｔｏｒｙ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ　ａｎｄＳｏｌａｒ－Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ　Ｐｈｙｓｉｃｓ，６７（１０）：８５３－８６１．Ｌｉｕ　Ｃ　Ｊ，Ｌｉｕ　Ｃ　Ｆ，Ｃｈｅｎ　Ｂ　Ｓ，ｅｔ　ａｌ．１９９７．Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｒｅｓｅａｒｃｈｏｆ　Ｚｈｏｎｇｓｈａｎ　ｇｅｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｏｂｓｅｒｖａｔｏｒｙ［Ｊ］．Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｉｎＧｅｏｐｈｙｓｉｃｓ（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ），１２（３）：２７－３４．Ｓｈｉ　Ｅ　Ｑ，Ｃｈｅｎ　Ｇ　Ｘ．１９９９．Ｔｈｅ　ｈｉｇｈ　ｌａｔｉｔｕｄｅ　ｇｅｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｆｉｅｌｄｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｈｅｌｅｓｐｈｅｒｉｃ　ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ　ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎ　Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃｓ（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ），１４（３）：１２２－１２７．Ｓｕｎ　Ｌ　Ｆ，Ｍａｏ　Ｔ，Ｗａｎ　Ｗ　Ｘ，ｅｔ　ａｌ．２００９．Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅｉｏｎｏｓｐｈｅｒｉｃ　ｓｔｏｒｍ　ｄｕｒｉｎｇ　１９～２２Ｍａｒｃｈ　２００１［Ｊ］．Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｉｎＧｅｏｐｈｙｓｉｃｓ（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ），２４（５）：１５５４－１５６０．Ｔａｎｇ　Ｃ　Ｌ，Ｌｉ　Ｚ　Ｙ，Ｌｕ　Ｌ．２００９．Ｃｌｕｓｔｅｒ　ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｕｓｋ－ｓｉｄｅ　ｍａｇｎｅｔｏｓｈｅａｔｈ　ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｔｏｒｍ　ｍａｉｎ　ｐｈａｓｅ　ｏｎ　２０Ｎｏｖｅｍｂｅｒ　２００３［Ｊ］．Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｉｎ　Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃｓ（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ），２４（３）：８４２－８４７．Ｗａｎｇ　Ｘ　Ｍ，Ｔｅｎｇ　Ｙ　Ｔ，Ｗａｎｇ　Ｃ，ｅｔ　ａｌ．２０１１．Ａ　ｌｏｗ　ｎｏｉｓｅ　ｆｌｕｘｇａｔｅｍａｇｎｅｔｏｍｅｔｅｒ　ｆｏｒ　ｇｅｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ｓｅｎｓｏｒｓ　ａｎｄ　ａｃｔｕａｔｏｒｓ（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ），２４（８）：１１５８－１１６２．Ｗｕ　Ｙ　Ｙ．２００７．Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ　ｏｆ　Ｍｉｄｄｌｅ　ａｎｄ　ｌｏｗ　ｌａｔｉｔｕｄｅ　ｖａｒｉａｂｌｅｍａｇｎｅｔｉｃ　ｆｉｅｌｄ　ｉｎ　ｓｔｏｒｍ（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）［Ｄ］［Ｐｈ．Ｄ．ｔｈｅｓｉｓ］．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｇｅｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃｓ，Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆｓｃｉｅｎｃｅｓ．Ｘｕ　Ｗ　Ｙ．１９９３．Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｓｔｕｄｉｅｓ　ｏｆ　ｇｅｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｓｔａｔｉｏｎｃｈａｉｎｓ［Ｊ］．Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｉｎ　Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃｓ（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ），８（１）：３４－５９．Ｘｕ　Ｗ　Ｙ．１９９７．Ｔｈｅ　ｐｌａｎ　ｏｆ　ｇｅｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｉｎｔｅｒｍａｇｎｅｔ［Ｊ］．Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｉｎ　Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃｓ（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ），１２（３）：１５－２１．Ｘｕ　Ｗ　Ｙ．２００３．Ｇｅｏｍａｇｎｅｔｉｓｍ（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）［Ｍ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｓｅｉｓｍｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｐｒｅｓｓ，２２１－２８７．Ｘｕ　Ｗ　Ｙ．２００９．Ｙｅｓｔｅｒｄａｙ，ｔｏｄａｙ　ａｎｄ　ｔｏｍｏｒｒｏｗ　ｏｆ　ｇｅｏｍａｇｎｅｔｉｃｉｎｄｉｃｅｓ［Ｊ］．Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｉｎ　Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃｓ（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ），２４（３）：８３０－８４１．Ｙａｎｇ　Ｓ　Ｆ．１９９２．Ｌｏｗ　Ｌａｔｉｔｕｄｅ　ｐｕｌｓａｔｉｏｎ　ｄｕｒｉｎｇ　ｓｃ　ｓｔｏｒｍ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ），３５（２）：１３３－１４１．Ｙａｎｇ　Ｓ　Ｆ，Ｄｕ　Ａ　Ｍ，Ｇａｏ　Ｙ　Ｆ，ｅｔ　ａｌ．２００２．Ｌａｔｉｔｕｄｉａｎａｌ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆｍａｇｎｅｔｉｃ　ｓｔｏｒｍ　ｏｎ　Ａｐｒｉｌ　６，２０００ａｔ　ｌｏｗ－ｌａｔｉｔｕｄｅ　ｍｅｒｉｄｉａｎ　ｃｈａｉｎ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ），４５（４）：４６１－４６９．Ｚｈａｎｇ　Ｍ．２０１２．Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ　ｏｆ　Ｇｅｏｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｐｕｌｓａｔｉｏｎａｎｄ　Ｇｅｏｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｓｔｏｒｍ　ｉｎ　Ｍｅｒｉｄｉａｎ　Ｒｅｇｉｏｎ（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）［Ｄ］［Ｍａｓｔｅｒ　ｔｈｅｓｉｓ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　ｇｅｏｐｈｙｓｉｃｓ，ＣｈｉｎａＥａｒｔｈｑｕａｋｅ　Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ．Ｚｈａｎｇ　Ｍ，Ｗａｎｇ　Ｘ　Ｚ，Ｔｅｎｇ　Ｙ　Ｔ，ｅｔ　ａｌ．２０１２．Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｗａｖｅｌｅｔｔｈｒｅｓｈｏｌｄ　ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ　ｂａｓｅｓ　ｏｎ　ｅｍｐｉｒｉｃａｌ　ｍｏｄｅ　ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｔｏｄｅｎｏｉｓｅ　ｔｈｅ　ｇｅｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｄａｔａ［Ｊ］．Ｓｅｉｓｍｏｌｏｇｉｃａｌ　ａｎｄＧｅｏｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ），３３（３）：１７１－１７５．Ｚｈｕ　Ｇ　Ｋ，Ｓｕｎ　Ｗ，Ｚｈａｎｇ　Ｊ　Ｘ，ｅｔ　ａｌ．１９８２．Ａｎ　ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆｏｐｔｉｃａｌｌｙ　ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ　ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ　ｍａｇｎｅｔｏｍｅｔｅｒ　ｆｏｒ　ｍｉｃｒｏｐｕｌｓａｔｉｏｎｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ），２５（５）：４０５－４１３．Ｚｈｕ　Ｇ　Ｋ，Ｗｕ　Ｙ　Ｙ，Ｄｕ　Ａ　Ｍ，ｅｔ　ａｌ．２００９．Ｒｅｖｉｅｗ　ｏｎ　ｓｏｌａｒ－ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ　ａｃｔｉｖｉｔｙ　ａｎｄ　ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ　ｉｎｄｉｃｅｓ［Ｊ］．Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｉｎＧｅｏｐｈｙｓｉｃｓ（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ），２４（４）：１１６７－１１７５．附中文参考文献丁鸿佳，隋厚堂．２００４．磁通门磁力仪和探头研制的最新进展［Ｊ］．地球物理学进展，１９（４）：７４３－７４５．高琴，刘立波，赵必强，等．２００９．基于修正Ｋ＿ｐ指数的中纬区单站电离层暴预报方法研究［Ｊ］．地球物理学进展，２４（６）：１９４３－１９５０．郭晓燕，贾丽华，王岩．２０１０．大连地震台地磁Ｚ分量日变化特征初步分析［Ｊ］．地震地磁观测与研究，３１（５）：６１－６４．胡星星，滕云田，谢凡，等．２０１０．磁通门磁力仪背景磁场的自动补偿设计［Ｊ］．仪器仪表学报，３１（４）：９５６－９６０．黄朝军，徐彤，吴建，等．２００９．利用ＥＭＤ方法提取地磁Ａｐ指数周期分量［Ｊ］．地球物理学进展，２４（６）：１９６８－１９７４．李琪，高玉芬．２００６．２００３年１０月至１１月的大磁暴［Ｊ］．地震地磁观测与研究，２７（２）：４３－４７．刘春节，刘长发，陈宝生，等．１９９７．南极中山站地磁台的建设与观测研究［Ｊ］．地球物理学进展，１２（３）：２７－３４．师恩琦，陈耿雄．１９９９．日球层扰动变化的高纬地磁场响应［Ｊ］．地球物理学进展，１４（３）：１２２－１２７．孙凌峰，毛田，万卫星，等．２００９．２００１年３月１９日至２２日期间电离层暴分析［Ｊ］．地球物理学进展，２４（５）：１５５４－１５６０．汤朝灵，李中元，路立．２００９．２００３年１月２０日磁暴主相期间磁鞘的观测研究［Ｊ］．地球物理学进展，２４（３）：８４２－８４７．王晓美，腾云田，王晨，等．２０１１．地磁相对记录用低噪声磁通门磁力仪［Ｊ］．传感技术学报，４（８）：１１５８－１１６２．吴迎燕．２００７．中低纬度变化磁场的暴时特征［Ｄ］［博士论文］．中国科学院地质与地球物理研究所．徐文耀．１９９３．地磁台链的观测与研究［Ｊ］．地球物理学进展，８（１）：３４－５９．徐文耀．１９９７．国际地磁台网计划ＩＮＴＥＲＭＡＧＮＥＴ［Ｊ］．地球物理学进展．１２（３）：１５－２１．徐文耀．２００３．地磁学［Ｍ］．北京：地震出版社，２２１－２８７．徐文耀．２００９．地磁活动指数的过去、现在和未来［Ｊ］．地球物理学进展，２４（３）：８３０－８４１．杨少峰．１９９２．急始磁暴期间的地磁脉动［Ｊ］．地球物理学报．３５（２）：１３３－１４１．杨少峰，杜爱民，高玉芬，等．２００２．２０００年４月６日磁暴期间磁扰变化在低纬子午链的纬度效应［Ｊ］．地球物理学报，４５（４）：４６１－４６９．张敏．２０１２．子午圈地磁脉动和磁暴特征研究［Ｄ］［硕士论文］．北京：中国地震局地球物理研究所．张敏，王喜珍，滕云田，等．２０１２．基于ＥＭＤ小波阈值滤波的地磁数据去噪分析［Ｊ］．地震地磁观测与研究，３３（３）：１７１－１７５．朱岗昆，孙炜，张景秀，等．１９８２．８１型照相记录感应式地磁脉动观测系统［Ｊ］．地球物理学报，２５（５）：４０５－４１３．朱岗昆，吴迎燕，杜爱民，等．２００９．关于日地关系主要元素与各种指数—综述及展望［Ｊ］．地球物理学进展，２４（４）：１１６７－１１７５．２７９１。

三种雨量观测仪观测降水的差异对比分析本文根据一些降雨数据资料，对比分析了称重式雨量传感器、翻斗式雨量传感器以及人工观测雨量传感器三种雨量观测仪器的数据差异，并对引起差异的原因做了分析。

标签：雨量观测仪；差异；分析对于雨量的观测，可以对旱情检测、防汛抗洪工作以及农作物生产都能起到很大的帮助作用。

一般传统的观测降水方法都是人工的，而随着科技的不断进步，对于降水量检测数据的准确性要求越来越严格，逐渐产生了自动型观测仪器。

本文对三种仪器的测量数据进行了比较分析。

一、称重式雨量传感器与翻斗式雨量传感器观测降水对比本文选用水文局观测场的3种降水观测仪器得出的资料进行分析，从而找到产生误差的原因，提高降水量资料的准确性。

如图一，是称重式雨量传感器与翻斗式雨量传感器得出的有效降水观测资料对比图。

从图中我们可以得到，称重式雨量传感器比翻斗式雨量传感器得到的数值相对偏低，但平均差值也不是很大，在可以接受的范围之内。

二、三种雨量观测仪器整点雨量值分析对三种雨量观测仪器在同一时间得到的数据进行分析，可以使结论更具有科学性与合理性。

如图二，是三种雨量观测仪器在同一时间得到的数据对比图。

从图中我们可以得到，称重式雨量传感器得到的数据一般比人工观测雨量传感器得到的数据偏小，而翻斗式雨量传感器得到的数据一般比人工观测雨量传感器得到的数据偏大。

相对而言，翻斗式雨量传感器与人工观测雨量传感器得到的数据偏差较小，更为接近。

三、三种雨量观测仪器出现误差的原因分析以下分别论述称重式雨量传感器、人工观测雨量传感器、翻斗式雨量傳感器产生误差的原因以及针对这些产生误差的原因提出一些维护措施，希望在今后的观测中这三种观测设备得到的数据更加精确。

1、称重式雨量传感器误差分析称重式雨量传感器是一种可以自动测量雨量的设备，它既可以作为自动观测仪进行单独使用，也可以接在自动水文站上使用。

由于它的测量原理是通过质量变化的快速响应来测量降水量的，因此存在多种因素可能导致数据存在偏差，包括露、霜、灰尘等，都会影响测量的精确性。

基于三种测波方法的实测数据对比分析周庆伟;封哲;汪小勇;蔡晓晴;齐占辉;白杨【摘要】近海海洋工程波浪观测中较为广泛使用的测波方法主要包括压力式测波、声学测波和重力式测波等.三种观测方法各有优势,需根据历史资料、地理环境和任务目的设计合理的观测形式,可以选择一种或多种形式组合的形式,以达到最佳的观测效果.使用GPS测波浮标、AWAC声学海流/波浪测量仪和TWR-2050压力式波潮仪的实测资料进行了对比分析,结果显示,测波浮标与AWAC所测数据相关性较一致;TWR压力波潮仪与AWAC测量的波高趋势基本一致,但周期短、波高小的海域和时间段测量准确度较差.【期刊名称】《海洋技术》【年(卷),期】2017(036)003【总页数】5页(P45-49)【关键词】GPS测波浮标;压力测波;声学海流/波浪测量仪;波浪观测【作者】周庆伟;封哲;汪小勇;蔡晓晴;齐占辉;白杨【作者单位】国家海洋技术中心,天津300112;河北省环境监测中心站,河北石家庄050030;国家海洋技术中心,天津300112;国家海洋技术中心,天津300112;国家海洋技术中心,天津300112;国家海洋技术中心,天津300112【正文语种】中文【中图分类】P714随着全球气候的变化、沿海城市的防灾减灾需求和海洋开发利用形势，海浪的监测自20世纪40年代起受到广泛重视，波高、波周期、波传播的方向等参数是海洋工程、海洋预报、防灾减灾和航海安全等领域重要的输入参数之一。

近海波浪观测一般主要针对风浪和涌浪，按照观测方法可以分为：人工观测法、仪器测量法和遥感反演法。

人工观测法可分为人工目测法和光学测波仪观测法；仪器测量法可分为测杆测波法、压力式测波法、声学式测波法、重力式测波法和激光式测波法；遥感反演法可分为雷达测波、卫星测波和摄影照相测波，或是分为X波段雷达测波、高频地波雷达测波、合成孔径（SAR）雷达测波、卫星高度计测波和摄影照相测波等[1]。

极低频电磁观测天然源的数据分析与运维管理池国民 赵银刚* 刘海林 柴光斌 马娟 吴婧（山东省地震局潍坊地震监测中心站，山东 潍坊 261000）摘要：山东安丘极低频电磁观测系统建成以来，产出了大量天然源观测数据资料。

数据分析结果表明，天然源电磁场具有明显的周期性变化特征。

日常观测中主要有磁暴、雷电、高压直流输电、降雨及农田灌溉和仪器同场地观测等干扰，日常运维中常见的故障点有网络、JAVA运行环境、SSH服务、MYSQL数据库、服务器时间等问题。

文章系统分析极低频观测正常变化及各类典型干扰的变化特征，总结日常运维及故障处置经验，对提升观测数据质量和故障处置时效具有重要意义。

关键词：极低频；正常变化；典型干扰；故障处置中图分类号：P631.3文献标识码：A文章编号：2096-1936（2023）11-0036-04DOI：10.19301/ki.zncs.2023.11.011极低频通常是指3~3 000 Hz频段之间的电磁波，能够穿透较深的地层和较深的海水，在地质结构探测、海底矿产勘探、地震灾害预测等领域有广阔应用前景。

极低频电磁观测是一项新兴技术，参考大地电磁测探法（MT）开展布置和观测，主要观测天然电磁场，逐渐成为探索地球深部电性的重要方法[1]。

极低频探地（WEM）工程地震预测分系统是国家重大科技项目，在地震活动较强烈的川滇地区和地震重点监视区首都圈地区共建设了15个极低频观测台站[2]，其中山东地区共布设了无棣、莱阳、莒县、安丘等4个台站。

该站网实现对地震空间电磁场异常和震源区周围地下电性结构变化的监测，对于及时捕捉川滇和首都圈地区中强地震电磁异常情况、提升地震预测预报能力，具有重要价值。

安丘地震监测站（以下简称安丘站）隶属潍坊地震监测中心站，位于山东省潍坊安丘市金冢子镇冯家坊子村西北。

本文主要研究极低频观测天然电磁场的数据正常变化及典型干扰的变化特征，分享日常运维实践经验。

1　仪器简介及数据处理1.1 仪器简介安丘极低频电磁观测仪器采用ADU-07e型电磁观测仪，产地德国，观测正交方向的电磁场。

V8、GDP-32Ⅱ、GMS-07多功能仪与VCT成像仪天然场大地电磁法仪主要功能指标比较寇伟在诸多勘探地球物理方法中电磁法当属是一种应用领域广泛、分支众多的重要的物探方法。

在我国最先应用电磁法的领域金属矿产勘探，随着经济的不断发展，电磁法的应用领域已经拓展到地下水勘探、工程勘探、海洋资源勘探等众多领域。

电磁法种类繁多，按其勘探方式可分为电磁测深法和电磁剖面法，而电磁测深法又包括时间域方法和频率域方法。

而应用最广泛、发展最快的是频率域电磁测深法。

电磁法发展历史：1）20世纪50年代，法国的Cagniard和前苏联的Tikhonov提出了大地电磁法（MT）；2）20世纪60年代的Berdichevski等（1969），提出了音频大地电磁法（AMT）；3）1971年和1978年，Goldstein和Strangberg提出了可控源音频大地电磁法（CSAMT）。

传统大地电磁场源原理认为，大地电磁（MT）测深的实质是由于太阳风或太阳黑子活动及赤道区的闪电雷击在地球表面产生的各种频率的水平电场和水平磁场，然后通过阻抗与电阻率的关系计算视电阻率，从而了解地下电性结构。

而VCT大地电磁场成像法的大地电磁场源理论则认为，我们在地面上探测到的大地电磁（MT）信号是来自于地幔层运动切割地磁场产生含有各种频率的电磁波信号，不同频率的电磁波向地面辐射过程中带有相应深度介质层对于电磁波能量产生吸收效应后的结果，由此反映地下各深度层介质结构信息。

虽然两种场源理论有着天上与地下之别、与之相应的解析反演方法大相径庭，但是均属于天然场源大地电磁法、具有共同的优势：天然场源信号相对稳定，不存在人工场源受电源强弱、电极置放环境和条件影响效果差别较大的问题；电磁波辐射信号穿透能力强，不存在人工场源发电受地下高阻层或低阻层屏蔽不能穿透的问题；由于不需要对地发射电磁信号、只要接收天然电磁场信息，探测仪器体积小，探测施工对于场地和环境条件要求不高。

国外GDP-32Ⅱ、V8、GMS-07多功能电法仪主要功能指标介绍寇伟在诸多勘探地球物理方法中电磁法当属是一种应用领域广泛、分支众多的重要的物探方法。

在我国最先应用电磁法的领域金属矿产勘探，随着经济的不断发展，电磁法的应用领域已经拓展到地下水勘探、工程勘探、海洋资源勘探等众多领域。

电磁法种类繁多，按其勘探方式可分为电磁测深法和电磁剖面法，而电磁测深法又包括时间域方法和频率域方法。

而应用最广泛，发展最快的是频率域电磁测深法。

电磁法发展历史：1、20世纪50年代，法国的Cagniard和前苏联的Tikhonov提出了大地电磁法（MT）；2、20世纪60年代的Berdichevski等（1969），提出了音频大地电磁法（AMT）；3、1971年和1978年，Goldstein和Strangberg提出了可控源音频大地电磁法（CSAMT）。

从原理上来讲，大地电磁（MT）和可控源音频大地电磁（AMT）测深的实质测量由于太阳风或太阳黑子活动及赤道区的闪电雷击在地球表面产生的各种频率的水平电场和水平磁场，然后通过阻抗与电阻率的关系计算视电阻率从而了解地下电性结构。

大地电磁法的优点是采用天然场源，不受高阻屏蔽的影响，设备轻便，勘探深度能达到数百公里；其缺点是场源不可控制并且信号微弱，易受自然环境的影响，尤其是在矿山、城区附近很难开展工作，随着电子技术的不断发展和软件处理技术的不断提高，这些问题已经基本得以解决。

可控源音频大地电磁（CSAMT）测深，通过人工发射电磁波解决了场源微弱和多变性问题，增强了信噪比，但同时也引入了场源的影响，电磁场不满足无源区齐次方程，且带有庞大电源的发射机，明显增加了野外工作的难度。

国际市场上的电磁测深仪器有很多，在此仅介绍三种目前技术较为先进、具有综合探测功能的电磁法仪：美国ZONGE公司的GDP-32Ⅱ多功能电法仪，加拿大凤凰公司（phoenix）的V-8电磁系统，德国Metronix公司的GMS-07（ADU-07）综合电磁法仪。

一.遥感数据根底知识：太阳辐射经过大气层到达地面，一局部与地面发生作用后反射，再次经过大气层，到达传感器。

传感器将这局部能量记录下来，传回地面，即为遥感数据。

目前用于遥感的电磁波段有紫外线、可见光、红外线和微波。

航空与航天飞行器运行快、周期短，可获得多时相数据。

以美国陆地卫星5号〔Landsat 5 〕为例，Landsat 5每天环绕地球14.5圈，覆盖地球一遍所需时间仅16天，而气象卫星的周期更短〔1天或半天〕。

由于探测距离远，传感器所获得的地面影像覆盖的空间范围较大。

它距离地表的高度是705.3 km，对地球外表的扫描宽度是185 km，一幅TM 图像可以全部覆盖我国海南岛大小的面积。

不同的卫星传感器获得的同一地区的数据以及同一传感器在不同时间获得的同一地区的数据，均具有可比性.〔1〕遥感平台遥感平台是装载传感器的运载工具,按高度分为：地面平台：为航空和航天遥感作校准和辅助工作。

航空平台：80 km以下的平台，包括飞机和气球。

航天平台：80 km以上的平台，包括高空探测火箭、人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机。

人造地球卫星的类型：低高度、短寿命卫星：150～350 km，用于军事。

中高度、长寿命卫星：350～1800 km，地球资源。

高高度、长寿命卫星：约3600 km，通信和气象。

〔2〕遥感数据类型按平台分地面遥感、航空遥感、航天遥感数据。

按电磁波段分可见光遥感、红外遥感、微波遥感、紫外遥感数据等。

按传感器的工作方式分主动遥感、被动遥感数据。

〔3〕遥感数据获取原理;〔4〕传感器a.传感器定义：传感器是收集、探测、记录地物电磁波辐射信息的工具。

它的性能决定遥感的能力，即传感器对电磁波段的响应能力、传感器的空间分辨率及图像的几何特征、传感器获取地物信息量的大小和可靠程度。

b.传感器的分类按工作方式分为：主动方式传感器：侧视雷达、激光雷达、微波辐射计。

被动方式传感器：航空摄影机、多光谱扫描仪〔MSS〕、TM、ETM(1,2)、HRV、红外扫描仪等。

电磁波辐射监测仪器在天文观测中的应用研究概述天文观测是人类认识宇宙的重要手段之一。

在过去的几十年中，随着科学技术的发展和仪器设备的改进，天文学家们能够观测到越来越多的天体现象和数据。

在天文观测中，电磁波辐射监测仪器扮演着至关重要的角色。

本文将探讨电磁波辐射监测仪器在天文观测中的应用研究，并介绍其在不同波段观测中的技术与应用。

一、电磁波辐射监测仪器的发展与应用1. 背景与发展电磁波辐射监测仪器的发展可以追溯到20世纪初叶。

最初，天文学家们使用光学望远镜进行天文观测，但随着科学技术的不断进步，必要时使用电磁波辐射监测仪器对更广泛的波段进行观测已成为必然趋势。

这些仪器可以探测到不同频率的电磁波，如射电波、红外线、紫外线、X射线和伽马射线等，从而能够观测到更多天体现象和数据。

2. 应用领域与重要性电磁波辐射监测仪器在天文观测中的应用十分广泛。

它们被用于观测天体的光度、温度、频谱分布以及某些无法用其他手段观测到的天体现象，如脉冲星、宇宙射线等。

通过监测和分析这些电磁波辐射，天文学家们可以更深入地了解宇宙的起源、演化和结构，从而推动天文学的发展。

二、电磁波辐射监测仪器在不同波段观测中的技术与应用1. 射电波段观测射电波段观测是电磁波辐射监测仪器的一个重要应用领域。

射电望远镜可以接收并解读来自宇宙的射电波，从而观测和研究星系、星云、星團、类星体等。

射电望远镜的灵敏度和角分辨率的提高，使得天文学家们能够发现更多以前无法观测到的天体现象，如脉冲星和宇宙微波背景辐射等。

2. 可见光与红外线观测可见光与红外线观测是天文学中另一个重要的观测手段。

电磁波辐射监测仪器在这两个波段的应用主要集中在光学望远镜和红外望远镜上。

通过观测可见光和红外线辐射，天文学家们能够研究恒星、行星、星云、黑洞、星系等天体的性质和变化。

尤其是红外线观测，能够穿透星际尘埃，从而揭示宇宙的一些不可见的现象和结构。

3. X射线和伽马射线观测X射线和伽马射线观测是电磁波辐射监测仪器最高频率的应用领域。

电磁辐射测量仪对测量结果的影响分析李群岭;王拓;王建忠【摘要】目前国内外对环境电磁波的测量仪器主要分为两类,分别是选频式和非选频式.选频式仪器由各类测量接收机或频谱分析仪和接收天线组成,其不适于非周期信号测量.非选频式仪器由各类全向型探头和主机组成,适用于周期和非周期信号的环境电磁波测量,但这类仪器动态范围不高.本文采用了两种不同的测量仪器,分别以单频连续波和调制脉冲为激励信号进行比较分析.结果表明:随着测量信号电平增加,两种仪器测量结果数据趋于一致.而在用两种标准的不同方法计算某一频段的复合场强时,其数值有较大差异.%Now measuring detectors of Electromagnetic radiation used home and abroad include two types, frequency selective type and non-frequency selective type. The former consists of EMI receiver or spectrum analyzer and receiving antennas, which is not applicable for nonperiodic signal. The latter consists of different types of omnidirectional probes and mainframe, which is applicable to measure environmental electromagnetic waves for both periodic and nonperiodic signals, but their dynamic range is low. In this paper, measuring two types of detector were used for comparative analysis of monochromatic continuous wave and modulated pulse signal. The results showed that with the increase of the signal level the measured results of the two types of signal converged. Meanwhile when two different standard methods were adopted to calculate the intensity of composite field at a band, results with big difference were obtained.【期刊名称】《四川环境》【年(卷),期】2011(030)003【总页数】4页(P74-77)【关键词】电磁辐射仪器;复合场强;防护标准;误差【作者】李群岭;王拓;王建忠【作者单位】中国工程物理研究院研究生部,北京100088;中国工程物理研究院计测中心,四川绵阳621900;中国工程物理研究院计测中心,四川绵阳621900【正文语种】中文【中图分类】X8371 引言早在上个世纪50年代开始，以美国和前苏联为代表的许多国家首先开始了对电磁辐射的研究工作，并制订电磁辐射防护标准［1］。