Изобретение относится к области геомагнитных измерений и может быть использовано при создании приборов-для определения всех элементов магнитного ноля Земли. Известен способ (и устройство для его реализации) измерения угла магнитного наклонения / вектора напряженности магнитного поля Земли Го с помощью ядерно-резонансного датчика, помещенного в ориентированные вертикально или горизонтально но 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 / не позволяет онределять вторую угловую координату вектора TQ - угол магнитного склонения D, т. е. не позволяет фиксировать вектор Т в пространстве. Предложенный способ, также основанный на использовании датчика абсолютного магнитометра 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 мапштного поля колец и Земли, по которым судят о нанравленпн вектора геомагнитного поля в пространстве. После измерения нанряженности магнитного поля Земл измеряют модули сум.марных векторов, образованных полем Земли и полем колец прн прямом и обратном гфопускании тока в двух взаимно ортогональных направлениях, лежащнх в горизонтальной нл;1 вертикальной плоскости, не совпадающей с вектором магннтного поля Земли (в случае вертикальной плоскости одна из осей должна быть горизонтальная). При этом поле колец в каждом из двух иаправлений сохраняется постоянным. По измеренным данным вычисляют углы магннтного склонения и наклонения в прямоугольной системе координат, совпадающей с осями колец, и после привязки последних к местности переходят к географическим координатам. ЕСЛИ поле колец сохранить постоянным при измерениях в обоих направлениях, то для вычисления искомых величин достаточно измерить любые трн модуля из четырех, образуемых полем Земли и колец. Способ поясняется фиг. 1 и 2, где Го - вектор напряженности магнитного поля Земли; и Г - векторы поля колец; Гь Гз, Гз, суммарные векторы, образованные полем Земли и колец; а - угол между вектором Ткд и осью колец; р - угол между вектором Ткд и осью колец, ортогональной первой оси; / - угол магнитного наклонения; D. - угол ма гнитного склонения; DO - угол магнитного склонения в системе координат, совпадающей с осью колец; D - географический азимут одной оси колец. Рассматривая треугольники ГоОГь , ТоОТу, ТоОТ по теореме косинусов, можно записать: Г/ Гк +Т-о- + ЗГоГкСОза, Гз- Гк- + Го- - 2 Го Гк COS а,(1) + Го2-2ГоГкС053, Г; Гк,2 + Го + 2 П г. COS 3(2) Решая попарно эти уравнения относительно а и р, получим: т 2 Т 3 1 - Ч 2Т,/2(.)4Т„ Т 2 Т 2 34 COS Э - W 2Г„1/2(,-)-4Го Следовательно, когда поле колец сохраняется постоянным тоЛЬко при одном положении оси (Тк Гк,), углы аир определяются но пяти измеренным величинам Го, Гь Т2, Гз и Т4. С другой стороны, складывая попарно уравнения (1) и (2), получим: Г,2 + Г2 2(Гк2+Го-2), 7з+Л 2(Гк2 + Г./). к - / KI TI + Т. Гз -f . Зная любые три величины из четырех, входящих в уравнение (5), легко вычислить четвертую. В частности, Г, УТ- + Т,-Т,. Отсюда направляющие косинусы вектора Го, записанные в виде уравнений (3) и (4), примут вид: 79Г о 1 2 COS а 2Го1/2(,2)-4Го О 7 Т 3 Т 2 - - 3 1 2 cos р 2roK2nvTWr Таким образом, для случая Гк Гк утлы аир вычисляются по четырем измеренным величинам (Го, Гь Гг, Гз)63Зная углы а и р из уравнения (3) н (4) ри Гк Тк или из уравнений (6) и (7) при к - Гк, нетрудно перейти к углам магнитного наклонения / и склонения D. Для опредеения угла / используется известное соотноение направляющих косинусов вектора Го прямоугольной системе координат COS -а -f cos-p + 1 Как видно из фиг. 2, Ф 90° - J. Выразив угол через / по уравнению (9), находим: J arc sinF 1 - cos-a -i- cos-p J arc cos 1/cos-a + cosУгол магнитного склонения D, как видно из фиг. 2, равен сумме D и DO, т. е. D D + Do, где DO - угол магнитного склонения в системе коорди ат, совпадающей с осями колец Гельмгольца; D - географический азимут из осей колец, определяемый точной ориентацией прибора на местности. Из прямоугольного треугольника ОЛГо О А Госоз/. Из прямоугольного треугольника ОТоВ ОВ Госозр. Из прямоугольного треугольника ОВА OS cos cos LJf) - -. , -. , О A cosJ или, учитывая уравнение (10), cos p Д, arc cos-. l/cos2a -L cos2p Предмет изобретения Способ измерения вектора геомагнитного поля, основанный на использовании датчика абсолютного значения магнитного поля, помещенного в центре ортогональной колечной системы, смонтированной па теодолитной основе, отличающийся 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 судят о направлении вектора геомагнитного поля в пространстве.
иг.1
О ,0 ,.
