應(yīng)允翔+汪繼林+張明明+劉紅飛

摘 要：通過對(duì)蒙城臺(tái)2015年全年的地磁觀測(cè)數(shù)據(jù)DB、HB、ZB，利用回歸分析方法分析基線值變化的原因，通過計(jì)算臺(tái)站觀測(cè)系統(tǒng)的溫度系數(shù)、滑動(dòng)系數(shù)以及年剩余均方差，通過3個(gè)指標(biāo)的結(jié)果，給出觀測(cè)系統(tǒng)受這3個(gè)因素影響的程度，把各種因素的影響區(qū)別開來，定量分析，為蒙城臺(tái)地磁數(shù)據(jù)提供質(zhì)量保障，同時(shí)，能夠?qū)ε_(tái)站基線值的合理選用提供幫助。

關(guān)鍵詞：地磁觀測(cè) 基線值 回歸分析

中圖分類號(hào)：P315 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）07（b）-0032-03

基線值的觀測(cè)質(zhì)量是綜合評(píng)價(jià)地磁臺(tái)觀測(cè)資料質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，是溝通相對(duì)記錄與絕對(duì)觀測(cè)的橋梁。理論上，基線是一條不變的直線（ZB=ZT-ZD，其中ZT為地磁物理量的絕對(duì)值；ZD為相對(duì)記錄的變化量；ZB為基線值），但在實(shí)際觀測(cè)中基線為一條曲線，具有不穩(wěn)定性，因?yàn)樗艽磐ㄩT磁力儀線圈、溫度補(bǔ)償線路、觀測(cè)和記錄墩的穩(wěn)定性、材料磁性、儀器定向、操作方法、人為誤差等多方面因素影響，對(duì)基線值的正確分析有利于我們有效控制地磁觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量。

1 多元逐步回歸方法設(shè)計(jì)思路

設(shè)隨機(jī)因變量隨著n個(gè)自變量，的變化而變化，在考慮的全部自變量中按其對(duì)的作用大小，顯著程度大小，由大到小地逐個(gè)引入回歸方程，而對(duì)那些作用不顯著的變量可能始終不被引人回歸方程，最終建立“最優(yōu)”回歸方程。

公式（1）稱為線性回歸方程，其中…為回歸系數(shù)，為剩余誤差（或殘差），是中無法用…表示的各種復(fù)雜隨機(jī)因素構(gòu)成的誤差。

回歸方程的主要問題就是根據(jù)…和的組數(shù)據(jù)給出回歸系數(shù)…的估計(jì)值，同時(shí)對(duì)給出的估計(jì)值做統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，以便給出這些估計(jì)值的可靠程度，決定自變量的取舍。

該文主要分析溫度和滑動(dòng)（時(shí)間）兩項(xiàng)影響，并建立線性回歸方程：

公式（2）中N 代表某次觀測(cè)某要素的基線值，為某次記錄的溫度；為時(shí)間，βi為某次觀測(cè)計(jì)算的殘差；為觀測(cè)次數(shù)。根據(jù)臺(tái)站的組觀測(cè)值和相應(yīng)觀測(cè)日期記錄室的溫度和距離2015年1月1日的時(shí)間，利用逐步回歸方法計(jì)算出的估計(jì)值，通過統(tǒng)計(jì)F檢驗(yàn)（F檢驗(yàn)中P值在[0.01，0.05]區(qū)間具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，即可?。_定方程中溫度和滑動(dòng)的取舍。

2 數(shù)據(jù)分析

對(duì)2015年蒙城臺(tái)全年地磁絕對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)的提取，并做描述性分析（見表1）。

分析地磁偏角、水平分量、豎直分量基線值的頻率直方圖如圖1、圖2、圖3所示，從中可以看出，三分量的基線值基本呈正態(tài)分布，可以建立線性回歸方程。

3 擬合結(jié)果

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，得出各地磁要素計(jì)算參數(shù)如表2所示。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，取得三分量的回歸方程如下：

比較分析觀測(cè)值與擬合值及殘差數(shù)據(jù)如表3所示。

4 擬合值與實(shí)測(cè)值結(jié)果比較

對(duì)儀器基線值的影響若如前面所述影響基線值變化的因素主要為溫度和滑動(dòng)（時(shí)間），那么擬合值與實(shí)測(cè)值的殘差即為觀測(cè)和日常操作中的誤差（見圖4、圖5、圖6）。

5 應(yīng)對(duì)措施

通過對(duì)蒙城臺(tái)2015年的地磁絕對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)的基線值的分析，得出各分量的滑動(dòng)系數(shù)和溫度系數(shù)，并可以看出溫度系數(shù)較大，滑動(dòng)系數(shù)較小，從而可以得出溫度對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)影響較大，為此我們可以采取以下措施，改善或消除這種影響。

（1）臺(tái)站可以對(duì)觀測(cè)室的溫度采取一定的保溫措施，使用保溫材料，減小溫度變化。

（2）臺(tái)站在做數(shù)據(jù)處理時(shí)通過對(duì)擬合數(shù)據(jù)的參考，對(duì)采用的基線值給予一定的修正，從而進(jìn)一步消除溫度和滑動(dòng)對(duì)其的干擾。

6 結(jié)果討論

通過以上分析可以看出：

（1）影響基線值的原因很多，某些時(shí)段的擬合數(shù)據(jù)和實(shí)測(cè)值的殘差很大，但溫度或溫度和滑動(dòng)的交互作用對(duì)基線值的影響不容忽視。

（2）利用回歸方法建立回歸方程可以有效地判斷溫度及滑動(dòng)對(duì)數(shù)據(jù)的影響，為工作人員選定基線值提供判定依據(jù)并進(jìn)行定量分析。

（3）提高觀測(cè)技術(shù)、改進(jìn)觀測(cè)方法，盡量減小殘差，對(duì)基線值數(shù)據(jù)質(zhì)量提高有很大幫助。

參考文獻(xiàn)

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