基于磁阻传感器的航姿测量系统罗差补偿技术研究

针对磁阻航姿测量系统在实际应用中易受到周围环境中的软硬铁效应引起的罗差干扰导致其航向角精度较低的问题,本文在分析航姿测量系统罗差产生机理的基础上,建立了对应的罗差修正模型,同时在已知当地磁倾角和由捷联于测量系统中的加速度计提取的载体姿态信息的基础上,提出了采用超定线性方程组求最小二乘解的方法推导出罗差系数的标定补偿算法。最后利用设计的算法对系统进行误差补偿对比试验。结果表明,该罗差补偿算法是正确有效的,三轴软硬铁效应得到了有效的补偿并且航向角解算精度得到了显著提高。该补偿方法为后续的载体误差分析和补偿提供了理论参考,具有一定的工程应用价值。     

浅谈钻井测斜仪

回顾了我国钻井测斜仪的研制过程,讨论了磁性测斜仪的组成及工作原理,说明了相关技术的现状,并提出了推广应用等方面应重视的问题。     

任意磁性体磁化强度方向的确定

任意磁性体其磁异常分量随磁化强度倾角或偏角变化的极坐标图形是一个圆。据此,任意给定某一磁化方向,利用由实测磁异常转换的不同磁化方向的三分量异常,作圆曲线求得磁异常体的真实磁化方向。     

BHA轴向磁干扰对方位测量误差的影响——基于人工磁场模拟方法

井下钻具组合（BHA）磁化形成的轴向磁场干扰是定向组件磁方位测量的一个重要的误差因素。为了对该误差因素进行独立分析，建立了大型三轴亥姆霍兹线圈人工磁场系统作为研究环境，使用不同磁通量的多个磁化组件作为干扰源研究在理想环境中轴向干扰磁场对定向组件的影响，并在此基础上提出了一种估算磁化组件磁极强度和校正轴向干扰的方法，通过改变空间姿态和三轴亥姆霍兹线圈磁场强度，分析了在不同井斜角、方位角和磁倾角的井眼轨迹中，轴向磁干扰对定向组件方位测量误差的影响，最后证明了校正磁性组件的轴向干扰方法，可以有效地提升BHA定向组件的方位测量精度。     

磁化电离层等离子体异常吸收效应研究

研究了电离层加热中的异常吸收效应.采用动力学理论,从弗拉索夫方程出发,结合磁化等离子体中电波色散关系与地磁场中泵波电场作用于电子与离子形成的位移电流,详细推导了加热形成的沿磁场分布电子密度不均匀体扰动所引起的电波幅度异常吸收系数.利用异常吸收系数解析表达式模拟计算了吸收系数随地磁倾角的变化,结果表明:随着地磁倾角的增加,异常吸收系数增大,在地磁倾角约70°以后缓慢下降;在考虑了地磁场对高频电导率影响后,异常吸收系数降低,而且地磁倾角越大系数下降越明显.     

电子磁罗盘航向角误差推导及分析

在不考虑罗差影响的前提下,针对产生磁罗盘航向角误差的因素以及各因素的影响程度进行了计算及分析.首先介绍了磁罗盘的工作原理,在此基础上推导了磁航向角误差的计算式,该式表明磁航向角误差与当地磁倾角、载体俯仰角、载体航向角、水平姿态误差有关.基于该式对一般环境下磁航向角误差的仿真结果表明:当磁倾角为45°、水平姿态误差均不超过±0.5°时,磁航向角误差不超过±1°.进一步分别对各误差因素的影响进行了仿真分析,结果表明在高纬度地区或载体具有运动加速度时使用磁罗盘容易造成较大的磁航向角误差.车载实验结果验证了所推导公式的有效性.     

新型磁阻传感器在地磁场测量中的应用

简要介绍了一种新型高灵敏度磁阻传感器的工作原理和使用方法，并利用它测量了地磁场的主要参量，实验结果表明，用该磁阻传感器测量地磁场，测量方法实用性强，精确度较高。     

惯性/地磁组合导航技术研究

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.     

地磁观测技术的原理与应用

本文对地磁观测技术的原理进行了概述,分析总结了我国地磁观测技术的应用情况,对关键的观测技术进行探讨,为我国地磁观测技术提供科学指南。     

Phyphox定制实验案例：磁倾角测量

Phyphox是一款利用智能手机传感器进行物理实验的手机应用,它支持远程访问、可视化数据分析和自定义实验设计,并预置了丰富的物理实验,在辅助物理教学和实验演示方面获得了众多用户的认可。但许多新用户由于不熟悉Phyphox实验编辑器,通常只利用了Phyphox的预置实验。本文以磁倾角测量为例,简要介绍如何利用Phyphox实验编辑器自定义实验,并就缓冲区设置、视图元素数据分析及同一图像中多组数据可视化提出相关建议。以期新用户可以快速掌握Phyphox实验编辑器,能够根据实际需求创建定制实验,深化Phyphox在物理教学和探究实验中的作用。