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磁偏角
磁子午圈同地理子午圈的夾角
磁偏角是指地球表面任一點(diǎn)的磁子午圈同地理子午圈的夾角。因指南針、磁羅盤(pán)是測定磁偏角最簡(jiǎn)單的裝置，所以磁偏角的發(fā)現和測定的歷史也很早。1702年，英國埃德蒙多·哈雷發(fā)表了第一幅大西洋磁偏角等值線(xiàn)圖。根據規定，磁針指北極N向東偏則磁偏角為正，向西偏則磁偏角為負。磁偏角'是指磁針靜止時(shí)，所指 的北方與真正北方的夾角。我國北宋學(xué)者沈括在《夢(mèng)溪筆談》中，記載了地磁的南北極與地理的南北極并不完全重合，存在磁偏角。
基本信息
| 中文名 | 磁偏角 |
| 提出時(shí)間 | 1581年 |
| 應用學(xué)科 | 測繪學(xué) |
| 提出者 | 羅伯特·諾曼 |
| 外文名 | Magnetic declination |
| 最早提出者 | 沈括 |
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介紹
磁偏角
磁偏角是磁場(chǎng)強度矢量的水平投影與正北方向之間的夾角，變即磁子午線(xiàn)與地理子午線(xiàn)之間的夾角。如果磁場(chǎng)強度矢量的指向偏向正北方向以東稱(chēng)東偏，偏向正北方向以西稱(chēng)西偏。磁偏角可以用磁偏測量?jì)x測出來(lái)。磁偏角的度數是測量出來(lái)的，不是計算出來(lái)的。
地磁要素
在一天中磁北極的位置也是不停的變動(dòng)，它的軌跡大致為一橢圓形，磁北極平均每天向北移40m。磁北極大約于2005年進(jìn)入俄羅斯境內。在我國，正常情況下，磁偏角最大可達6度，一般情況為2-3度。地圖的方向：上北、下南、左西、右東是大多數地圖的方向，但這可不是通用原則，如果地圖上有方向標，可以通過(guò)方向標了解到這些。磁偏角還是不斷有規律變化的，地圖上的磁偏角只是測圖時(shí)的磁偏角（磁北比真北偏右，加上磁偏角；磁北比真北偏左，減去磁偏角；在我國一般是減去）。使用地圖本身所注的磁偏角要注意出版年限，地圖太老誤差較大。
計算方法
而每一分又有60秒，每一秒就代表
任意兩點(diǎn)距離計算公式為：
其中A點(diǎn)經(jīng)度，緯度分別為
和
，B點(diǎn)的經(jīng)度、緯度分別為
和
，d為距離。
至于比例尺計算簡(jiǎn)單地說(shuō)，也就是
1.不同的地方地磁偏角也不同！
2.正常情況下，我國磁偏角最大可達6度，一般情況為2-3度
3.東經(jīng)25度地區，磁偏角在1-2度之間；北緯25度以上地區，磁偏角大于2度；若在西經(jīng)低緯度地區，磁偏角是5-20度；西經(jīng)45度以上，磁偏角為25-50度，在我國，正常情況下，磁偏角最大可達6度，一般情況為2-3度。
地球磁場(chǎng)是在不斷變化的。它有長(cháng)期變化和短期變化。地球磁場(chǎng)的短期變化部分，即上述的地球變化磁場(chǎng)；除去短期變化部分，便是地球基本磁場(chǎng)，即上述的偶極磁場(chǎng)。地磁要素的長(cháng)期變化，來(lái)源于地球內部的物質(zhì)運動(dòng)。它首先表現為地磁場(chǎng)的向西漂移。例如，0°磁偏線(xiàn)與赤道的交點(diǎn)，近400年來(lái)已西移95°。其次，磁場(chǎng)強度有穩定的衰減，近百年來(lái)，基本磁場(chǎng)強度衰減了5%。如果照此速度繼續衰減下去，那么，基本磁場(chǎng)將會(huì )在2千年后消失。另外，磁極也在移動(dòng)，如地磁北極的緯度逐年遞增0.004°；其經(jīng)度每年向西增加0.007°。
關(guān)于分類(lèi)
磁偏角
各地磁偏角
地名-磁偏角：
漠河11°00' w
齊齊哈爾9°54'w
哈爾濱9°39'w
長(cháng)春8°53'w
滿(mǎn)洲里8°40'w
沈陽(yáng)7°44'w
旅順6°35'w
北京5°50'w
天津5°30'w
濟南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
包頭4°03'w
南京4°00'w
合肥3°52'w
鄭州3°50'w
杭州3°50'w
許昌3°40'w
九江3°03'w
武漢2°54'w
南昌2°48'w
銀川2°35'w
臺北2°32'w
西安2°29'w
長(cháng)沙2°14'w
贛州2°01'w
衡陽(yáng)1°56'w
廈門(mén)1°50'w
蘭州1°44'w
重慶1°34'w
遵義1°26'w
西寧1°22'w
桂林1°22'w
貴陽(yáng)1°17'w
成都1°16'w
廣州1°09'w
柳州1°08'w
東沙群島1°05'w
昆明1°00'w
南寧0°50'w
湛江0°44'w
憑祥0°39'w
海口0°29'w
拉薩0°21'w
珠穆朗瑪0°19'w
西沙群島0°10'w
曾母暗沙0°24'e
南沙群島0°35'e
烏魯木齊2°44'e
原理與方法
海島礁磁偏角測量
研究背景
磁偏角作為重要的海洋地理環(huán)境要素，已廣泛應用于船載磁羅經(jīng)、海流計、水下機器人(AUV)、自航式水雷等，是諸多海洋儀器正常發(fā)揮效能的基礎信息。由于地磁導航具有簡(jiǎn)便、廉價(jià)、可靠、最不易受干擾等特點(diǎn)，是人類(lèi)應用最早最普遍的定位定向系統，在早期航海史上發(fā)揮了極其重要的作用。即使在衛星導航定位技術(shù)高度發(fā)達的現代，世界各國航空航海領(lǐng)域一直把地磁導航作為必備的導航方法。當前軍民航海圖上，磁偏角是不可或缺的基本要素，但是，磁偏角測量是我國海洋環(huán)境探測領(lǐng)域一項技術(shù)空白，軍民航海圖上標注的磁偏角均不是實(shí)地測量值，而是通過(guò)低分辨率的外版地磁圖轉繪生成的。
磁偏角測量主要采用兩種方式：一是固定地磁臺站的長(cháng)期連續跟蹤觀(guān)測，二是野外流動(dòng)測點(diǎn)的不定期測量。由于固定地磁臺站選址和基建標準很高，不適宜建設太多，所以少量地磁臺站和大量野外測點(diǎn)相結合，是地磁場(chǎng)測量的最佳模式。我國有100多個(gè)地磁臺，包括30多個(gè)儀器配置齊全、觀(guān)測條件和環(huán)境較好的基準地磁觀(guān)測臺站，具有測震、地磁、地電、GPS、重力、形變、井下觀(guān)測等多種地球物理觀(guān)測手段。其他臺站是以地震預報為主要服務(wù)對象的區域性地磁觀(guān)測臺站。由國際地磁學(xué)與高空物理學(xué)協(xié)會(huì )(IAGA)主持運行的國際地磁觀(guān)測臺網(wǎng)(INTERMAGNET)包括約133個(gè)地磁臺站，其中包括我國的北京站、長(cháng)春站、肇慶站、蘭州站、烏魯木齊站共5個(gè)固定臺站。海島礁附近的地磁場(chǎng)由于受海底地形、海底巖石性質(zhì)、海底地質(zhì)構造和洋流等影響，往往與正常的地磁場(chǎng)存在較大差異，如何準確高效測定海島礁附近的磁偏角，是非常重要的基礎性海洋測繪工作。
測量原理
圖1 磁偏角測量示意圖
作為專(zhuān)門(mén)的磁偏角測量?jì)x器，地磁經(jīng)緯儀的構成主要包括三部分：
(3)檢零器：與磁通門(mén)探頭連接，用于檢測磁通門(mén)探頭的輸出電壓，當檢零器上的輸出電壓值為零時(shí)，標志磁通門(mén)探頭軸線(xiàn)垂直于地磁場(chǎng)方向，據此確定地磁場(chǎng)方向的位置。
采用地磁經(jīng)緯儀進(jìn)行磁偏角測量時(shí)，也能同時(shí)測定磁傾角。另外為完整了解測點(diǎn)附近的地磁場(chǎng)矢量，一般還需采用總強度磁力儀測定地磁場(chǎng)總強度的標量值。磁偏角D和磁傾角I的計量單位是(°、'、″)，總強度的計量單位為納特(nT)。海島礁磁偏角測量設備在國內外均能生產(chǎn)，其中國產(chǎn)MDI型地磁經(jīng)緯儀的度盤(pán)最小刻劃為1'，工作溫度－10℃～40℃，G856型質(zhì)子旋進(jìn)總強度磁力儀的測量范圍為20000～70000nT，分辨率優(yōu)于0.1nT，絕對精度優(yōu)于0.5nT，采樣周期6s，主機尺寸18cm×27cm×9cm，重量1.6kg，探頭尺寸9cm×13cm，探頭重量1.2kg。
不同磁力儀存在明顯的儀器誤差，為把不同磁力儀的測量結果歸算到某一共同基準，在每年出測之前和收測之后，需到國家基準地磁臺對DI儀和總強度磁力儀進(jìn)行比測，計算絕對儀器誤差和相對儀器誤差。如遇儀器故障需及時(shí)更換，也需對新儀器進(jìn)行比測，確定其儀器誤差。總強度磁力儀比測時(shí)應獨立進(jìn)行2次以上，兩次比測得到的儀器絕對誤差的互差不得大于0.5nT。地磁經(jīng)緯儀的構造特點(diǎn)是，在無(wú)磁經(jīng)緯儀的望遠鏡上固化一個(gè)磁通門(mén)傳感器。該磁通門(mén)探頭通過(guò)嚴格調校，其軸向與望遠鏡軸線(xiàn)保持一致。采用地磁經(jīng)緯儀進(jìn)行磁方位角測量，實(shí)質(zhì)是通過(guò)地磁經(jīng)緯儀的無(wú)磁經(jīng)緯儀、磁通門(mén)磁力儀探頭和檢零器的相互配合，根據檢零器的輸出，確定磁子午面的位置。當經(jīng)緯儀照準部旋轉時(shí)，磁通門(mén)探頭與地磁場(chǎng)磁力線(xiàn)夾角隨之不斷變化，由此導致檢零器輸出的電壓發(fā)生相應變化，見(jiàn)圖2。顯然，當地磁場(chǎng)方向與無(wú)磁經(jīng)緯儀望遠鏡垂直時(shí)，檢零器輸出為零，據此確立地磁場(chǎng)的方向。
圖2 檢零器電壓輸出曲線(xiàn)
研究結論
國內海島礁磁偏角測量原理、方法和儀器等主要技術(shù)環(huán)節均初步引用陸上野外流動(dòng)地磁測量模式。本文簡(jiǎn)單介紹了國內當前海島礁磁偏角測量的原理、作業(yè)方法、儀器設備、數據處理和精度要求等實(shí)際情況，由此可知，雖然磁偏角測量原理較為簡(jiǎn)單，但工作過(guò)程較為繁瑣。特別是高溫、高濕、高鹽、多霧、多風(fēng)等海島礁特殊作業(yè)環(huán)境，使剛剛起步的我國海島礁磁偏角測量工作面臨許多難以預測的新問(wèn)題，當前主要是測點(diǎn)勘選比較困難，觀(guān)測基線(xiàn)距離一般難以滿(mǎn)足要求，為此需要在當前模式的基礎上，對作業(yè)儀器和方法進(jìn)行大量適用性改進(jìn)。只有通過(guò)不斷實(shí)踐積累，才能形成較完整的海島礁磁偏角測量技術(shù)能力。
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尚可名片
這家伙太懶了，什么都沒(méi)寫(xiě)！
作者
