磁偏角(磁子午圈同地理子午圈的夹角)
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更新时间:2023-05-18
磁偏角
磁子午圈同地理子午圈的夹角
基本信息
中文名 | 磁偏角 |
提出时间 | 1581年 |
应用学科 | 测绘学 |
提出者 | 罗伯特·诺曼 |
外文名 | Magnetic declination |
最早提出者 | 沈括 |
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介绍
磁偏角
磁偏角是磁场强度矢量的水平投影与正北方向之间的夹角,变即磁子午线与地理子午线之间的夹角。如果磁场强度矢量的指向偏向正北方向以东称东偏,偏向正北方向以西称西偏。磁偏角可以用磁偏测量仪测出来。磁偏角的度数是测量出来的,不是计算出来的。
地磁要素
在一天中磁北极的位置也是不停的变动,它的轨迹大致为一椭圆形,磁北极平均每天向北移40m。磁北极大约于2005年进入俄罗斯境内。在我国,正常情况下,磁偏角最大可达6度,一般情况为2-3度。地图的方向:上北、下南、左西、右东是大多数地图的方向,但这可不是通用原则,如果地图上有方向标,可以通过方向标了解到这些。磁偏角还是不断有规律变化的,地图上的磁偏角只是测图时的磁偏角(磁北比真北偏右,加上磁偏角;磁北比真北偏左,减去磁偏角;在我国一般是减去)。使用地图本身所注的磁偏角要注意出版年限,地图太老误差较大。
计算方法
而每一分又有60秒,每一秒就代表
任意两点距离计算公式为:
其中A点经度,纬度分别为和,B点的经度、纬度分别为和,d为距离。
至于比例尺计算简单地说,也就是
1.不同的地方地磁偏角也不同!
2.正常情况下,我国磁偏角最大可达6度,一般情况为2-3度
3.东经25度地区,磁偏角在1-2度之间;北纬25度以上地区,磁偏角大于2度;若在西经低纬度地区,磁偏角是5-20度;西经45度以上,磁偏角为25-50度,在我国,正常情况下,磁偏角最大可达6度,一般情况为2-3度。
关于分类
磁偏角
各地磁偏角
地名-磁偏角:
漠河11°00' w
齐齐哈尔9°54'w
哈尔滨9°39'w
长春8°53'w
满洲里8°40'w
沈阳7°44'w
旅顺6°35'w
北京5°50'w
天津5°30'w
济南5°01'w
呼和浩特4°36'w
徐州4°27'w
上海4°26'w
太原4°11'w
包头4°03'w
南京4°00'w
合肥3°52'w
郑州3°50'w
杭州3°50'w
许昌3°40'w
九江3°03'w
武汉2°54'w
南昌2°48'w
银川2°35'w
台北2°32'w
西安2°29'w
长沙2°14'w
赣州2°01'w
衡阳1°56'w
厦门1°50'w
兰州1°44'w
重庆1°34'w
遵义1°26'w
西宁1°22'w
桂林1°22'w
贵阳1°17'w
成都1°16'w
广州1°09'w
柳州1°08'w
东沙群岛1°05'w
昆明1°00'w
南宁0°50'w
湛江0°44'w
凭祥0°39'w
海口0°29'w
拉萨0°21'w
珠穆朗玛0°19'w
西沙群岛0°10'w
曾母暗沙0°24'e
南沙群岛0°35'e
乌鲁木齐2°44'e
原理与方法
海岛礁磁偏角测量
研究背景
磁偏角作为重要的海洋地理环境要素,已广泛应用于船载磁罗经、海流计、水下机器人(AUV)、自航式水雷等,是诸多海洋仪器正常发挥效能的基础信息。由于地磁导航具有简便、廉价、可靠、最不易受干扰等特点,是人类应用最早最普遍的定位定向系统,在早期航海史上发挥了极其重要的作用。即使在卫星导航定位技术高度发达的现代,世界各国航空航海领域一直把地磁导航作为必备的导航方法。当前军民航海图上,磁偏角是不可或缺的基本要素,但是,磁偏角测量是我国海洋环境探测领域一项技术空白,军民航海图上标注的磁偏角均不是实地测量值,而是通过低分辨率的外版地磁图转绘生成的。
磁偏角测量主要采用两种方式:一是固定地磁台站的长期连续跟踪观测,二是野外流动测点的不定期测量。由于固定地磁台站选址和基建标准很高,不适宜建设太多,所以少量地磁台站和大量野外测点相结合,是地磁场测量的最佳模式。我国有100多个地磁台,包括30多个仪器配置齐全、观测条件和环境较好的基准地磁观测台站,具有测震、地磁、地电、GPS、重力、形变、井下观测等多种地球物理观测手段。其他台站是以地震预报为主要服务对象的区域性地磁观测台站。由国际地磁学与高空物理学协会(IAGA)主持运行的国际地磁观测台网(INTERMAGNET)包括约133个地磁台站,其中包括我国的北京站、长春站、肇庆站、兰州站、乌鲁木齐站共5个固定台站。海岛礁附近的地磁场由于受海底地形、海底岩石性质、海底地质构造和洋流等影响,往往与正常的地磁场存在较大差异,如何准确高效测定海岛礁附近的磁偏角,是非常重要的基础性海洋测绘工作。
测量原理
图1 磁偏角测量示意图
从式可知,磁偏角测量工作实际上包括两部分:真方位角测量和磁方位角测量,二者缺一不可。其中测定观测基线的真方位α是磁偏角测量的关键环节之一,当前一般通过GPS方法,测定观测基线两端点的坐标,通过软件解算求出观测基线的真方位角。但要求观测基线长度必须大于200m。测定磁方位角α的测量仪器称为地磁经纬仪,因其可同时测定测点附近的磁偏角D和磁倾角I,又称DI仪。
作为专门的磁偏角测量仪器,地磁经纬仪的构成主要包括三部分:
采用地磁经纬仪进行磁偏角测量时,也能同时测定磁倾角。另外为完整了解测点附近的地磁场矢量,一般还需采用总强度磁力仪测定地磁场总强度的标量值。磁偏角D和磁倾角I的计量单位是(°、'、″),总强度的计量单位为纳特(nT)。海岛礁磁偏角测量设备在国内外均能生产,其中国产MDI型地磁经纬仪的度盘最小刻划为1',工作温度-10℃~40℃,G856型质子旋进总强度磁力仪的测量范围为20000~70000nT,分辨率优于0.1nT,绝对精度优于0.5nT,采样周期6s,主机尺寸18cm×27cm×9cm,重量1.6kg,探头尺寸9cm×13cm,探头重量1.2kg。
不同磁力仪存在明显的仪器误差,为把不同磁力仪的测量结果归算到某一共同基准,在每年出测之前和收测之后,需到国家基准地磁台对DI仪和总强度磁力仪进行比测,计算绝对仪器误差和相对仪器误差。如遇仪器故障需及时更换,也需对新仪器进行比测,确定其仪器误差。总强度磁力仪比测时应独立进行2次以上,两次比测得到的仪器绝对误差的互差不得大于0.5nT。地磁经纬仪的构造特点是,在无磁经纬仪的望远镜上固化一个磁通门传感器。该磁通门探头通过严格调校,其轴向与望远镜轴线保持一致。采用地磁经纬仪进行磁方位角测量,实质是通过地磁经纬仪的无磁经纬仪、磁通门磁力仪探头和检零器的相互配合,根据检零器的输出,确定磁子午面的位置。当经纬仪照准部旋转时,磁通门探头与地磁场磁力线夹角随之不断变化,由此导致检零器输出的电压发生相应变化,见图2。显然,当地磁场方向与无磁经纬仪望远镜垂直时,检零器输出为零,据此确立地磁场的方向。
研究结论
国内海岛礁磁偏角测量原理、方法和仪器等主要技术环节均初步引用陆上野外流动地磁测量模式。本文简单介绍了国内当前海岛礁磁偏角测量的原理、作业方法、仪器设备、数据处理和精度要求等实际情况,由此可知,虽然磁偏角测量原理较为简单,但工作过程较为繁琐。特别是高温、高湿、高盐、多雾、多风等海岛礁特殊作业环境,使刚刚起步的我国海岛礁磁偏角测量工作面临许多难以预测的新问题,当前主要是测点勘选比较困难,观测基线距离一般难以满足要求,为此需要在当前模式的基础上,对作业仪器和方法进行大量适用性改进。只有通过不断实践积累,才能形成较完整的海岛礁磁偏角测量技术能力。