Способ измерения вектора геол1агнитного поля

36857 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИяК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Соеетскив Социалистичеокыа РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 20,17,1970 ( 1430386,26-2с присоединением заявки-М. Кл. Ст 01 ч 3/00 Комитет оо делам изооретений и открыти ори Соеете Влиннстров СССРиорите УДК 550.838(088,8) Опубликовано 26.1.1973. Бюллетень9 Дата опубликования описания 16 Л 1.1973 А-,+ т,и,. . г Авторыизобретени П. Пак и В. П. Трипольский захский филиал Всесоюзного научно-исследовательскразведочной геофизики институт Заявитель СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕКТОРА ГЕОМАГНИТНОГО ПОЛЯ сохранить постоянным их направлениях, то для еличин достаточно измеля из четырех, образуеЕсли поле колец при измерениях в обо вычисления искомых в рить любые три мод мых полем Земли ц ко Способ поясняется тор напряженности ма30 7; и Т - векторы по фиг. 1 и 2, где То - векгнитного поля Земли;ля колец; ТТ Тз, Т 4 -Изобретение относится к области геомагнитных измерений и может быть использовано при создании приборов для определения всех элементов мапгитцого поля Земли.Известен способ (и устройство для его реализации) измерения угла магнитного наклонения У вектора напряженности магнитного поля Земли Т, с помощью ядерно-резонансного датчика, помещенного в ориентированные вертикально или горизонтально по магнитному меридиану кольца Гельмгольца, через которые пропускают электрический ток одинаковой величины вначале в прямом, а затем в обратном направлении.Известный способ измерения модуля Т и угла его магнитного наклонения У не позволяет определять вторую угловую координату вектора Т, - угол магнитного склонения О, т. е. не позволяет фиксировать вектор Т, в пространстве.Предложенный способ, также основанный ца использовании датчика абсолютного магнцтометра и вспомогательных колец, обеспечивает определение всех элементов вектора Т.Отличие предложенного способа от известного заключается в том, что оси колец располагают в горизонтальной (вертикальной) плоскости, привязывают направление одной горизонтальной оси колец к географическому азимуту местности и измеряют модули векторов суммарного мап:,цгцого поля колец и Земли, по которым судят о направлении вектора геомагнцтного поля в пространстве.После измерения напряженности мапгптцого поля Земли измеряют модулц суммарных векторов, образованных полем Земли и полем колец прц прямом и обратном пропусканиц тока в двух взаимно ортогоцальных направлениях, лежащих в горизонтальной 10 илц вертикальной плоскости, це совпадающей с вектором магнитного поля Земли (в случае вертикальной плоскости одна цз осей должна быть горизонтальная). Прц этом поле колец в каждом из двух направлений 15 сохраняется постоянным. По измереннымданным вычисляют углы магнитцого склонения и наклонения в прямоугольной системе координат, совпадающей с осями колец, и после привязки последних к местности переходят к географическим координатам.368571 Зная углы с 4 и 13 из уравнения (3) и (4) при Тк+ Т, или нз уравнешй (6) и (7) при Т, - Т, нетрудно перейти к углам магнитного наклонения У и склонения О. Для определения угла У используется известное соотношение направляющих косинусов вектора Т, в прямоугольной системе координат соз -й+ соз"3+ соз = 1(8) 1(ак видно из фиг. 2,(9) 4 = - 90" - У. Выразив уголчерез У по уравнению (9),находим: Т, = Тк," + То - 2 тот, соз 3,Т= Т+ Т,. + 2 ТоТ,соз 8 (2) или20 Угол магнитного склонения В, как видноиз фиг. 2, равен сумме 0 и бо, т, е.0=+Р,где Оо - угол магнитного склонения в системе координат, совпадающей с осями колец Гельмгольца; 0 - географический азимут одной из осей колец, определяемый точной ориентацией прибора на местности.Из прямоугольного треутольника ОАТ,ОА = ТосозУ.Из прямоугольного треугольника ОТ,ВОВ = Тосоз 3.Из прямоугольного треугольника ОВА Т,+ Т, =2(Тк+ Т,.),т;-+ т= 2(т,. + Т).).Тк - Тк 4тр+ тр = т,-+ т,-. 40 ОВ соз РОА соз УПри или, учитывая уравнение (10),45(Ж Спосоо измерения вектора геомагнитного поля, основанный ца использовании датчика абсолютного значения магнитного поля, помещенного в центре ортогональной колечной спстемы, смонтированной на теодолитной основе, от гичаюигийся тем, что, с целью повышения точности и ускорения процесса измерения, оси колец располагают в горизонтальной (вертикальной) плоскости, привязывают направление одной горизонтальной оси колец к географическому азимуту местности и измеряют модули векторов суммарного магнитного поля колец и Земли, по которым судяг о направлении вектора геомагнитного поля в пространстве,т, =1 Т,-+ тр - т,суммарные векторы, образованные полемЗемли и колец;а - угол между вектором Т, и осью колец;- угол между вектором Тко и осью колец,ортогональной первой осп;У - угол магнитного наклонения;.О, - угол магнитного склонения в системекоординат, совпадающей с осью колец;.0 - географический азимут одной оси колец.Рассматривая треугольники ТоОТ Т,ОТ;,ТоОТ Т,ОТ 4 по теореме косинусов, можнозаписать:Т, = Т. + Т+ 2 то тк соз а,15 Т, = Т + Т;- - 2 Т,Т,созе, (1) Решая попарно эти уравнения относительно а и 3, получим: Т,-- Т,2 тд 12(т,+ т. ) - 4 Тт. - т,соз 3 3 4 2 Т,)/2(т, + Т 4") - 4 Т, Следовательно, когда поле колец сохраняется постоянным только при одном положении оси (Т, Т), углы ц и р определяются по пяти измеренным величинам То, Ть Т 2, Тли Т 4,35С другой стороны, складывая попарно уравнения (1) и (2), получим: Зная любые три величины из четырех, входящих в уравнение (5), легко вычислить четвертую. В частности,50 Отсюда направляющие косинусы вектора Уо, записанные в виде уравнений (3) и (4), примут вид:Т,- " - Т.,- 2 то 2(Т," + т-) - 4 Т,2 Тз - Т, - Т, 60соз,(7)2 ТоР 2( Т,- - Т.,-) - 4 T о Таким образом, для случая Т, = Т углы а и р вычисляются по четырем измерешгым величинам (То, ТТ 2, Т 3)368571Составитель Л. Байдакова Редактор Т. Орловская Текред Т, Курилко Корректор Н. ПрокуратоваЗаказ 190/683 Изд.221 Тираж 755 Подписно ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений ц открытий при Совете Министров ССС Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5рьк Фил пред. Патент