地磁学实验报告

指导老师：

姓名：

学号：

实验一

实验目的：测量地磁场，绘制成图，并观测其变化。初步了解质子旋进磁力仪的工作原理和方法；初步掌握仪器的使用；了解仪器的使用时的注意事项；

实验要求：对实验场地进行测量，并记录数据导入电脑，做出成果图；

实验仪器：质子旋进磁力仪

实验场地：砚胡旁马路

实验点数：共68点

实验要求：在做实验测量数据时，实验员身上不能有带磁性或者可被磁化的金属制品。测量时周围尽量不要聚集人，不能有较多的人员走动或车辆的往来。

实验数据:

测线一（宽）：

分析：从图中，可以看出曲线大体上，还是较为平缓的，但是在测点4,和测点34的时候有较大的异常，分析出现该种异常的原因是测线旁有路灯，路灯是金属材料，因埋地时间较久，可能出来漏电现象，产生较大的磁场，从而影响实验数据；实验同学身上的钥匙手机等也会影像数据的准确性。

测线二（长）：

分析：因地下有管道，管道同样也是金属的，影响实验数据，所以变化差异较大

实验二

实验目的：掌握球体的磁场分布特征

实验要求：绘制A=45°时不同I值对应的磁场等值线图和剖面折线图。

C程序：

#include

#include

void main()

{

FILE *fp1;

fp1=fopen("t10.txt","w");

FILE *fp2;

fp2=fopen("t20.txt","w");

int x,y;

double i,a;

double t;

double M=10;

double r=30;

// scanf("%f",&i);

//scanf("%f",&a);

i=0;

a=45;

i=double(3.1415*i/180);

a=double(3.1415*a/180);

for(y=-50;y<51;y++)

{

for(x=-50;x<51;x++)

{

t=M*(

(2*r*r-x*x-y*y)*sin(i)*sin(i)+

(2*x*x-y*y-r*r)*cos(i)*cos(i)*cos(a)*cos(a)+

(2*y*y-x*x-r*r)*cos(i)*cos(i)*sin(a)*sin(a)-

3*x*r*sin(2*i)*cos(a)+

3*x*y*cos(i)*cos(i)*sin(2*a)-

3*y*r*sin(2*i)*sin(a)

)

/sqrt(pow(x*x+y*y+r*r,5));

fprintf(fp1,"%d\t%d\t%f\n",x,y,t);

if(y==0)

fprintf(fp2,"%f\t%f\n",x,t);

}

}

}

实验结果：

图1 I=0°，a=45° 图2 I=45°；a=45°

图3 I=90°；a=45° 图4 I=120°；a=45°

图5 I=180°；a=45°

实验三

实验目的：了解实际数据的特点，并选择适当的方法进行数据处理和解释

实验内容：对实际数据进行填补，圆滑；再对实际数据进行上延；并选择适当反演方法（切线法）求出磁性体埋深

实验要求：原始资料、圆滑及向上延拓计算后的剖面曲线图，反演结果

C程序：

#include "stdio.h"

#include "math.h"

#define N 48 //数据个数

#define pi 3.141596

int main()

{

//从文件中读取数据保存到数组data中

FILE *fj1=fopen("实验数据.dat","r");

FILE *fj2=fopen("插值后的数据.dat","w");

FILE *fj3=fopen("圆滑后的数据.dat","w");

FILE *fj4=fopen("向上延拓后的数据.dat","w");

int i,j;

double k,t,p,data[N],data1[N];//data[N]是圆滑数据，data1[N]是延拓数据

p=0;

if(fj1==NULL)

{

printf("\n无法打开此文件！确保文件“实验数据.dat”在目录下\n\n");

exit(0);

}

for(i=0;i

fscanf(fj1,"%lf",&data[i]);

for(i=0;i

printf("%f\n",data[i]);

printf("\n已导入数组!");

//线性插值

k=(data[41]-data[37])/3;

for(i=38;i<=40;i++)

data[i]=data[i-1]+k;

for(i=0;i

fprintf(fj2,"%f\n",data[i]);

printf("\n已插值!\n");

//圆滑 五点二次圆滑

for(i=2;i

{

data[i]=(17*data[i]

+12*(data[i+1]+data[i-1])

-3*(data[i+2]-data[i-2])

)/35;

}

for(i=0;i

fprintf(fj3,"%f\n",data[i]);

printf("数据已圆滑!\n");

//向上延拓

for(i=0;i

{

data1[i]=0;

}

for(i=0;i

{ t=0;

for(j=0;j

{

p=atan(4/(4*j*j+3.0))/pi; //一倍h

// p=atan(8/(4*j*j+15.0))/pi; //二倍h

if((i-j>=0)&&(i+j

t+=(data[i+j]+data[i-j])*p;

else

{ if(i+j>=N)

t+=data[i-j]*p;

else

t+=data[i+j]*p;

}

}

data1[i]=t;

}

for(i=0;i

fprintf(fj4,"%f\n",data1[i]);

printf("数据已延拓!\n\n");

}

实验结果：

图一：源数据折线图

图二：差值后的折线图

图三：圆滑后的折线图

图四：向上延拓h的折线图

图五：向上延拓2h后的折线图

解释：通过利用线性差值的方法，得到了图二的结果。由于测量的偶然误差和近地表不均匀磁性体产生的干扰，使实测磁场表现出不规则的起伏。在对异常进行处理时往往要先进行圆滑，以消除这些干扰，突出主体异常，得到图三。为了忽略浅部的异常，突出深部异常，则进行向上延拓处理，得图四，五。通过手绘后，得到埋深大概在20~30米.

实验心得：

通过地磁学实验课，我对地磁学仪器有了一定的了解，熟悉了野外地磁测量工作的过程以及数据资料的处理，整理及对出现的异常原因有了一定的了解。此外，通过编程，绘制了球体的磁场分布特征图，并通过改变倾角的方法，我能直观的看到各种情况下的地磁分布情况，这对我们以后的反演工作有一定的帮助。最后，在实验三中，学习了用线性拟合的方法对缺失的数据进行了填补，以及对圆滑处理和切线法有一定的了解。不足之处在于，数据经过线性拟合后，用切线法反演出地下地质体时，效果不是很理想，可通过手绘的方法，来直接画出来，这也是我现在能想到的求解过程。

成都理工大学地磁学实验报告