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地磁观测是地磁学研究和发展的基础,它的任务是连续完整、准确可靠地记录地磁场随时间变化和空间分布规律。由于实际获取的地磁观测数据容易受到多种因素的干扰和影响,因此要完成对地磁场时空分布规律的精确记录,就必须在提高现有观测仪器灵敏度、带宽等技术指标,引入新型地磁场观测传感器的同时,利用恰当可靠的数字信号处理算法,提高观测数据的质量。因此本文以地磁相对记录的典型设备磁通门磁力仪为例,对地磁观测数据质量和校正技术进行分析和研究。 本文首先对磁通门磁力仪观测数据质量、数据不一致现状以及观测数据的校正技术进行了分析,分析发现影响磁通门磁力仪观测数据质量的因素主要有三个方面:一是仪器本身性能,如仪器三个测量轴难以保证绝对正交,仪器格值、零点等存在漂移;二是仪器架设姿态不一致,包括仪器定向方位角和底座水平度等;三是观测环境影响,主要是环境温度变化、台站供电系统不稳定等,对于环境影响可以通过改善台站环境来排除,对于数据中引入无法排除的误差,则试图采用数据处理的方法对数据进行校正。其次,本文通过磁通门磁力仪传递函数的推导与测定以及仪器整机性能的实验室测试确定了仪器在无干扰正常运行状态下的各项性能以及运行情况,再根据实际记录曲线分析仪器实际观测数据的质量,从而确定了实际观测过程中各因素对磁通门磁力仪观测质量的影响规律。 然后,针对目前多个台站存在的两套磁通门磁力仪记录曲线不一致问题,本文在分析了各因素对实际观测数据的影响规律的基础上,提出了基于遗传算法的一致性校正方法。考虑观测数据中引入了仪器安装方位角和格值偏差的影响,依据各因素影响规律,构建相应的校正模型,并采用遗传算法进行求解,通过矢量归算完成对不一致数据的校正,并进行了数值模拟和台站实验验证。实验结果表明利用本文提出的校正算法解算的格值精度优于0.002,姿态角精度优于0.15°,且可以完成测量坐标系下三分量磁通门磁力仪记录数据向标准坐标系下的矢量归算,归算误差不超过0.5nT。在此基础上将这一校正算法集成进地磁数据处理软件平台,为各台站对存在观测数据不一致问题的校正提供实用工具。