磁测载体对局域地磁测量的影响

论文摘要

地球上任意一点的地磁场具有一定的强度与方向,而且地磁场是随时间不断变化的。根据特定时刻地面各点各地磁要素的数值,可画出各个地磁要素在地面上的分布图一地磁图。地磁模型与地磁图是了解研究地磁场的空间分布与时间变化规律及其场源特征与变化的基础。本文建立了一个磁偶极子模型,用以表示磁测载体-—机器人对周围磁场的影响,用Mathematica软件进行仿真,作出磁偶极子磁场周围磁力线的分布图。并利用质子磁力仪进行了小范围、不同高度、测点密集的地磁测量,通过克里金插值法,利用Surfer软件制备了高精度的地磁图。本文重点进行了机器人通断电时磁场变化的实验测量研究。利用铯光泵磁力仪对机器人周围的总磁场强度进行测量：在不通电的情况下进行测量,利用插值法绘制出等值线图；然后连接电缆,对机器人通以交流电,进行相同的测量,同样绘制出等值线图。将断电时机器人周围的磁场作为正常场,分析了对机器人通电后的磁场变化,得出电流产生的异常场的等值线图。通过观察,发现此等值线图与圆电流周围磁场的分布图基本符合,建立简单的圆电流模型,计算其周围空间的磁场线方程,并用软件仿真其磁场的空间分布,得以验证在机器人内部有圆电流的存在。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 地磁场的概述
• 1.2 地磁场基本应用
• 1.2.1 磁法勘探
• 1.2.2 地磁导航
• 1.3 地磁测量的研究现状及意义
• 1.4 课题的主要研究内容
• 第2章 地磁场的基本理论
• 2.1 地磁场的起源与构成
• 2.1.1 地磁场的起源
• 2.1.2 地磁场的构成
• 2.2 地磁场高斯理论
• 2.2.1 磁势函数
• 2.2.2 基本磁场的高斯表达式
• 2.3 地磁场的描述
• 2.3.1 地磁要素
• 2.3.2 地磁图
• 2.4 本章小结
• 第3章 机器人对地磁场的影响
• 3.1 地磁场测量
• 3.1.1 地磁测量实验设备简介
• 3.1.2 无机器人的磁场测量方案
• 3.1.3 有机器人的磁场测量方案
• 3.2 质子磁力仪工作原理
• 3.2.1 质子旋进
• 3.2.2 测量原理
• 3.2.3 质子旋进信号
• 3.2.4 质子磁力仪构成及应用特点
• 3.3 克里金插值法
• 3.4 磁偶极子近场模型的建立
• 3.5 数据处理
• 3.5.1 无机器人的地磁图
• 3.5.2 有机器人的地磁图
• 3.5.3 机器人对地磁场的影响
• 3.6 本章小结
• 第4章 机器人通断电的影响
• 4.1 机器人通电及断电时对周围磁场的测量方案
• 4.2 铯（Cs）光泵磁力仪
• 4.2.1 铯原子的能级
• 4.2.2 工作过程与原理
• 4.3 数据处理
• 4.4 圆电流附近的磁场分布
• 4.4.1 圆电流的磁感线方程
• 4.4.2 圆电流磁感线的分布图
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢