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总强度磁异常各阶垂向导数换算新方法
翟国君,,黄谟涛
测绘学报 , 2011,
Abstract: 磁异常垂直导数换算在磁性目标解释推断过程中具有重要意义。分析了总强度磁异常各阶垂向导数频率转换因子的滤波特性,指出常规傅立叶变换法在求解总强度磁异常各阶垂向导数时,观测数据中高频噪声会显著放大,甚至会淹没掉真实信息。从理论上证明了总强度磁异常沿垂直方向的积分和各阶导数均为调和函数,在此基础上,提出联合采用空间域和频率域运算求解其沿垂直方向的各阶导数。该方法的基本思路是利用频率域转换关系,计算平面上总强度磁异常沿垂直方向的积分值;选择三点二阶中心差分或双三次样条曲线函数法计算总强度磁异常垂向积分值沿水平方向的二阶导数;最后将二阶水平导数代入拉普拉斯方程求解出总强度磁异常的垂向一阶导数;以总强度磁异常及其垂向一阶导数沿水平方向的二阶导数为基础,结合拉普拉斯方程,可进一步求解出总强度磁异常任意阶垂向导数。同时,为了研究提出方法的有效性,采用球体磁场模型进行验证,并首次推导了地磁场方向和磁化强度方向不一致时,球体总强度磁异常沿垂直方向的一阶和二阶导数表达式。经研究表明提出的方法换算得到的垂向导数结果精度明显优于常规傅立叶变换法换算结果,且具有较强的抗噪能力,尤其是在计算高阶导数时效果更加明显。
海洋磁力测量中多站地磁日变改正值计算方法研究
边刚,刘雁春,,于波
地球物理学报 , 2009, DOI: 10.3969/j.issn.0001-5733.2009.10.021
Abstract: 研究了海洋磁力测量多站日变改正值的计算方法,采用多站同步实例分析了加权平均法和函数拟合法在海洋磁力测量地磁日变改正中的应用,探讨了适合海洋磁力测量特点的多站日变改正值计算方法.结论表明:加权平均法和函数拟合法是多站日变改正值计算的有效方法.忽略经度效应的影响,采用纬距加权或纬度坐标拟合,可以改善加权平均法或函数拟合法效果.海洋磁力测量日变站大多建在测区附近的沿岸,导致多个日变站网的图形结构较差,建议采用纬距加权平均法.
用最小二乘两步迭代法求解磁性球体几何与磁性参数
,翟国君,范龙,黄贤源
地球物理学报 , 2011, DOI: 10.3969/j.issn.0001-5733.2011.05.027
Abstract: 通过对常规最小二乘法在求解磁性球体参数过程中产生发散解的原因分析表明:非线性方程组中待定参数过多,特别是角度参数,是影响最小二乘法收敛性的主要因素.为此,提出将磁异常三分量作为观测值,用矢量磁矩作为待定参数,以替代磁化强度磁倾角和磁偏角,从而消除了非线性观测方程中的角度参数影响.根据观测值与磁矩的线性关系以及磁性球体中心位置的非线性关系,采用最小二乘两步迭代法对磁性球体几何与磁性参数进行分步求解,使得在利用最小二乘法时仅含有3个未知参数,大大减少了参数的维数.理论模型推导过程中,顾及了地磁背景场影响和多磁性体情况,给出了相应的数据处理方法.通过实测数据验证表明:提出的方法是收敛的,能达到很高的磁性体几何及磁性参数精度.
水下磁性目标探测中磁异常分量换算方法
,翟国君,刘雁春,欧阳永忠
测绘学报 , 2011,
Abstract: 为了更加准确地判断水下磁性目标空间位置及形态,有必要研究由磁场标量信息向矢量信息换算的方法。根据总强度磁异常与磁异常分量傅立叶变换后的频率域关系,推导了由总强度磁异常向磁异常分量换算的公式。利用获取的总强度磁异常,结合测区地磁场方向信息,即可实现标量场向矢量场换算。采用小尺度与大尺度球体以及直立长方体磁场模型对提出方法进行了验证,结论表明换算后垂直分量与理论值存在较小偏差,而水平两个分量与理论值基本吻合;无论剖面测线是否经过磁性目标中心在水平面的投影点,换算的磁异常分量精度差异微小;同时,较小的地磁场方向偏差不会给分量换算精度带来很大影响。
高空飞行器被动段运行轨迹精密解算方法
翟国君,,孙君亮,李连登,项树林,童艳
测绘学报 , 2014, DOI: 10.13485/j.cnki.11-2089.2014.0177
Abstract: 如何精确解算高空飞行器被动段运行轨迹是航天测控领域研究热点与难点问题。在分析空间飞行器受力状况基础上,建立了严密飞行器运动状态方程,采用层次聚类分析方法构建了落点数据质量控制方案。通过仿真试验研究了空气阻力、地球引力和积分迭代步长等要素对飞行器运行轨迹影响,检验了落点预报质量控制方案可行性和有效性。结论表明提出的数学模型能够高精度地解算出飞行器被动段运行轨迹,实现了落点位置自动化预报处理。
应用改进欧拉算法解算磁性目标空间位置参数
,翟国君,刘雁春,黄谟涛,欧阳永忠
测绘学报 , 2011,
Abstract: 指出了目前磁性目标探测中常规欧拉方法存在的局限性,提出在欧拉窗口内视地磁场和其它目标干扰异常联合影响为线性变化,将构造指数作为动态变化参数代入欧拉方程一并求解,并利用多元线性回归方法解决了欧拉方程非线性问题。在质量控制方案中,根据构造指数和目标深度变化规律,给出了离散欧拉解滤波措施;采用层次聚类分析方法对滤波后欧拉解进行分类,其思路为基于距离判断准则,对欧拉解进行了初次分类,用检验法判定各簇是否来源于同一总体,以修正初次分类结果,经过淘汰含欧拉解数目较少的簇后,剩余各簇位置参数的重心则对应磁性目标空间位置。通过球体与长方体仿真试验以及实测数据验证表明给定相关阈值参数后,实现了欧拉方法全自动反演,磁性目标空间位置参数具有很高解算精度,噪声对目标平面位置解算结果基本上没有影响,但对深度解算结果存在一定影响。
海洋磁力测量的垂直空间改正
于波,翟国君,刘雁春,边刚,
大地测量与地球动力学 , 2008,
Abstract: ?针对海洋磁力测量数据处理没有考虑拖鱼位置上下起伏对磁力测量精度的影响,仿真了起伏曲面的球体磁场效应。通过计算分析发现,测点垂直位置的变化对磁力测量精度有较大影响,为此提出了海洋磁力测量垂直空间改正的概念,并采用调和级数法对仿真数据进行垂直空间改正计算。计算结果表明,改正后的交叉点不符值中误差较改正前减小约101nT量级。
磁异常插值残差精度检查线中点评估法
边刚,刘雁春,,于波,肖付民
大地测量与地球动力学 , 2008,
Abstract: ?为提高海洋磁力测量磁异常图的精度,提出采用检查线中点评估磁异常插值残差精度的新方法,并建立了与测线间距的关系。结果表明:检查线中点评估法充分利用了检查线上的磁测信息,更能真实地反映测线间磁异常的插值能力,且磁异常插值残差精度随着测线间距的增加而降低。
基于Laplace法的磁性球体参数确定
,翟国君,刘雁春,黄谟涛
地球物理学报 , 2011, DOI: 10.3969/j.issn.0001-5733.2011.03.019
Abstract: 解析信号法被广泛应用于磁性目标平面位置确定中,然而,数值计算表明:斜磁化情况下,解析信号模极大值与磁性目标中心平面位置之间存在较大的偏差,最大可达探测深度的30%,从而制约了该方法在航空磁测或水深较深区域的应用.从理论上推导了磁性球体磁异常经拉普拉斯算子运算后信号(简称"拉普拉斯信号")表达式,分析了其具有的物理性质,在此基础上,提出采用Laplace法确定磁性目标中心平面位置,当地磁场与磁化强度倾角相同且大于30°时,仿真计算的磁性球体平面位置误差小于深度的4.3%,大大提高了平面位置的计算精度.此外,还给出了磁性目标的深度和磁性参数的计算方法.仿真结果表明,当磁性球体空间位置确定较为准确时,计算出的磁性球体空间位置与磁性参数和实际值较为相符.
顾及地磁背景场的多目标磁异常分量换算方法
,翟国君,黄谟涛,欧阳永忠
武汉大学学报(信息科学版) , 2011,
Abstract: ?采用快速傅立叶变换方法,理论上推导了基于多目标平面总强度磁异常分量换算的公式;根据恒定地磁背景场网格数据傅立叶变换后频率域除原点外处处为零的特点,利用总场强度换算磁异常分量时,可采取频率域原点强制置零方法消除地磁背景场的影响,分析了强制置零在磁异常分量换算中引入的误差以及总强度磁异常一级近似引起的误差。通过以上技术解决了由平面总场强度向磁性目标磁异常分量换算的问题,仿真计算评定了该方法的换算精度。
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