一种地磁扰动时段确定方法与流程

本发明涉及地球科学地磁学领域，具体涉及一种地磁扰动时段确定方法。

背景技术：

1、地磁日变改正是磁测数据处理中的一个重要环节，而地磁日变化影响是否消除完全直接影响着磁测成果数据的精度。地磁日变化分为平静变化和扰动变化。为了更好的消除地磁日变影响，需要对不同的日变化采取不同的日变改正方法，通常需要对磁扰发生时段的地磁数据进行数据分离，得到静日变化和地磁扰动，并分别进行改正，因此能否合理区分静日变化和地磁扰动，并确定磁扰发生时间段对于地磁日变改正尤为重要，直接影响着地磁日变改正效果，进而影响磁测成果数据精度。

2、目前国内外对于地磁平静时和扰动时区分方法是基于多种参数判断，而利用地磁指数判断地磁扰动情况是目前较为通用的方法，其中k指数是目前广泛应用的地磁指数之一，它是由bartels等人在1939年设计的，其描述单个地磁台站扰动强度，用0～9分10级描述地磁场不规则变化的扰动程度，通常k>3时认为发生磁扰；后来为了表示全球地磁活动性，由全球地磁台网中13个地磁台站的k指数计算得到kp指数，取值范围从0到9分为28个级别，一般kp>3时认为发生磁扰，同时把kp＝5,6时成为中心地磁暴，kp＝7,8,9称为大地磁暴；将kp指数换成等效幅度的形式，便出现了ap指数，其范围由0到400，值越大，地磁扰动幅度越大；另外还有dst指数，它主要是测量地磁水平分量的强度变化，由4个低纬度地磁台站计算得到，通常认为dst<-30时发生磁扰，且dst值越小，磁扰程度越大，除了以上常用的几个地磁指数外，还有aa、am、f107、au、al、ae等指数，使用时往往是多个参数联合使用，判断磁扰发生时段。除此之外，也有部分学者采用日变幅度值作为判断标准，通常在海洋磁力测量中，将日变幅度大于100nt视为磁扰，卞光浪等人层提出，采用日变幅度、日变幅差、日变标准差、扰动幅度、扰动幅差、扰动标准差6个量化指标联合判断磁扰发生情况，例如认为日变幅度大于50、幅差大于10、标准差大于10、扰动幅度大于20、扰动幅差大于1、扰动标准差大于2时发生扰动。地磁指数判别方法虽然为目前国内外较为常用的方法，但每个指数数值均是由一段时间内地磁数据计算得到，例如kp指数是3小时一个数值，dst指数是1小时一个数值，f107指数则是一天一个数值，其对于时间的分辨程度有限，尤其对于持续时间小于1小时的磁扰，会因为计算时窗偏大的问题被淹没掉，导致无法分辨。而采用日变幅值量化指标判定时，虽然可以根据实际情况控制计算时窗，使得时间分辨率更高，但其由日变幅度对磁扰进行区分，则不够准确，导致一些磁扰因扰动幅度不大而无法被识别出来。针对上述地磁扰动发生时间和幅值两方面问题的存在，行业内急需研究合理适宜的方法对地磁扰动发生时段进行确定。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种能精确确定磁扰发生时段的地磁扰动时段确定方法。

2、本发明的目的通过以下的技术方案实现：

3、一种地磁扰动时段的确定方法包括：获取n个地磁台站数据；n≥2；针对每个地磁台站数据，截取地磁台站数据的滑动时窗；在每一个滑动时窗内，均求取地磁台站数据的二阶导数，并根据二阶导数结果计算对应地磁台站之间的相关系数；判断在同一个滑动时窗内，n个地磁台站数据的相关系数是否大于第一预设阈值；若是，则判定该滑动时窗内发生磁扰；并判断k个连续的滑动时窗内，n个地磁台站数据的相关系数是否大于第一预设阈值；k≥2；若是，则将k个连续的滑动时窗的时间段判定为磁扰发生时段。

4、优选地，第一预设阈值为0.9。

5、优选地，n＝2。

6、优选地，n个地磁台站之间的地理位置小于第一预设范围。

7、优选地，n个地磁台站之间的纬度差不超过5°，经度差不超过50°。

8、优选地，若判断出在同一个滑动时窗内，n个地磁台站数据的相关系数不大于第一预设阈值，则判定该滑动时窗内磁平静。

9、优选地，地磁台站数据为地磁f值。

10、本发明相对于现有技术具有如下优点：

11、本发明参考静日变化和扰动变化的特点差异，通过滑动时窗控制，在每一个滑动时窗内，均求取地磁台站数据的二阶导数，逐点比较两个地磁台站数据变化趋势相关性，通过相关分析判断是否发生地磁扰动，为磁扰发生时段确定提供了新的方法和思路，相较于已有传统方法，该方法时间分辨率更高，对磁扰发生时段确定更为精确。

技术特征：

1.一种地磁扰动时段的确定方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的地磁扰动时段的确定方法，其特征在于，第一预设阈值为0.9。

3.根据权利要求1所述的地磁扰动时段的确定方法，其特征在于，n＝2。

4.根据权利要求1所述的地磁扰动时段的确定方法，其特征在于，n个地磁台站之间的地理位置小于第一预设范围。

5.根据权利要求1所述的地磁扰动时段的确定方法，其特征在于，n个地磁台站之间的纬度差不超过5°，经度差不超过50°。

6.根据权利要求1所述的地磁扰动时段的确定方法，其特征在于，若判断出在同一个滑动时窗内，n个地磁台站数据的相关系数不大于第一预设阈值，则判定该滑动时窗内磁平静。

7.根据权利要求1所述的地磁扰动时段的确定方法，其特征在于，地磁台站数据为地磁f值。

技术总结
本发明公开了一种地磁扰动时段确定方法，该地磁扰动时段的确定方法包括：获取N个地磁台站数据；N≥2；针对每个地磁台站数据，截取地磁台站数据的滑动时窗；在每一个滑动时窗内，均求取地磁台站数据的二阶导数，并根据二阶导数结果计算对应地磁台站之间的相关系数；判断在同一个滑动时窗内，N个地磁台站数据的相关系数是否大于第一预设阈值；若是，则判定该滑动时窗内发生磁扰；并判断K个连续的滑动时窗内，N个地磁台站数据的相关系数是否大于第一预设阈值；K≥2；若是，则将K个连续的滑动时窗的时间段判定为磁扰发生时段。本发明的时间分辨率更高，对磁扰发生时段确定更为精确。

技术研发人员：张向宇,关永贤
受保护的技术使用者：广州海洋地质调查局
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11