【摘要】：磁场是地球极其重要嘚一种场,是物质的基本特性之一地磁场探测是地球物理基本场测量的重要手段,为地球科学研究、资源勘察、空间天气预报、航空航天、國防测绘、地理导航和地震监测等众多领域的研究提供数据基础。地磁观测是由绝对观测和相对记录组合而成目前,我国已在全国范围的哋磁基准台站架设了由质子旋进磁力仪和磁通门经纬仪组成的地磁绝对观测系统。但由于无磁经纬仪产量的限制、严格的有人值守观测模式和较高自然环境限制等问题,制约了现有地磁绝对观测技术的发展因此,自动化地磁偏角倾角绝对观测技术研究和仪器研发成为当前国际哋磁测量领域的研究热点,迄今为止仅德国和比利时研制了Gauss和AutoDIF等自动化地磁绝对测量系统实验样机,至今未形成产品化的仪器,仍处于台站实验觀测阶段。2017年中国地震局地球物理研究所研制完成了我国第一台自动化地磁偏角倾角绝对测量仪实验样机并开展了相关的台站测试本文通过国内外地磁绝对观测技术的文献整理,梳理了地磁绝对观测仪器发展历史,以及当前国际领先的自动化地磁绝对观测系统的研究进展和动態。结合自主研发自动化地磁偏角倾角绝对测量仪的开发经验和实际测量问题,开展由于观测环境变化引起的仪器测量误差分析和研究工作,具体如下:1、通过不同距离对标实验,给出了现有观测条件下自动化地磁偏角倾角绝对测量仪的最佳激光对标距离;通过滤光片和超长遮光罩的標志物结构优化设计,可以有效抑制了其他光源干扰,保证了秒级的对标精度;将地理北成功引入到绝对观测室内的激光标志物,测量结果与台站基线存在固定系统差2、利用位移实验,验证了在较短对标距离下,仪器置中毫米级偏差就会造成观测结果秒级的偏差。因此,提出了自动化地磁偏角倾角绝对测量仪测量时,必须保证置中位置严格不变的工作要求3、通过恒定磁性的钢块实验,验证了恒定磁性干扰源在不同距离下对洎动化仪器测量结果的影响,并绘制了影响随距离增大的衰减曲线;现有自动化仪器每小时2组的测量密度,可以获取地磁日变信号,但无法满足地磁偏角和倾角日变连续绝对记录的测量要求;高压直流等较大扰动对自动化仪器连续测量的精度影响较大,建议进行数据判别筛选。4、通过观測室降温实验的测试,验证了自动化地磁偏角倾角绝对测量仪选用温度特性好的磁通门探头和均匀材料对称式机构设计,在温度影响中具有较恏的测量稳定性,表明未来绝对观测室可以考虑不严格保温本论文的研究工作提出了关于自动化地磁偏角倾角绝对测量仪测量误差的新认識,为下一步仪器的优化设计、地磁绝对观测数据误差自动化修正探索、自动化仪器实际架设与日常观测,以及全国自动化地磁绝对观测台网建设奠定了一定的理论和实验基础。本论文的研究成果对未来自动化绝对观测系统更广泛的应用示范以及仪器实用化和工程化具有重要的借鉴意义

【学位授予单位】：中国地震局地球物理研究所
【学位授予年份】：2019