[发明专利]一种考虑海岸效应的磁暴感应地电场计算方法和装置

权利要求书

1.一种考虑海岸效应的磁暴感应地电场计算方法，其特征在于，所述磁暴感应地电场计算方法包括：

确定大地电导率模型并采集原始磁暴数据，根据所述大地电导率模型以及所述原始磁暴数据确定地电场基值；

确定大地电导率模型的传输线特性参数，基于所述大地电导率模型，根据所述地电场基值以及传输线特性参数确定畸变电场负电位梯度；

根据所述地电场基值以及畸变电场负电位梯度确定磁暴感应地电场。

2.如权利要求1所述的磁暴感应地电场计算方法，其特征在于，所述根据所述大地电导率模型以及所述原始磁暴数据确定地电场基值，包括：

根据所述原始磁暴数据确定频域磁场分量；

所述大地电导率模型为一维分层模型，根据所述大地电导率模型确定地表波阻抗；

根据所述频域磁场分量以及地表波阻抗，基于麦克斯韦方程确定所述地电场基值。

3.如权利要求2所述的磁暴感应地电场计算方法，其特征在于，所述大地电导率模型为一维分层模型，根据所述大地电导率模型确定地表波阻抗；根据所述频域磁场分量以及地表波阻抗，基于麦克斯韦方程确定所述地电场基值，包括：

根据下式确定底层波阻抗：

其中，S_N为大地电导率模型中的底层波阻抗，μ₀为真空中的磁导率值，k_N为大地电导率模型中底层的传播常数，σ_N为底层无限大半空间的电导率；

根据底层波阻抗，利用递推关系基于下式确定地表波阻抗：

其中，Sn为大地电导率模型中第n层的波阻抗，μ₀为真空中的磁导率值，kn为大地电导率模型中第n层的传播常数，hn为大地电导率模型中第n层的厚度，r_n为大地电导率模型中第n层的反射系数；σ为电导率。

基于麦克斯韦方程，根据下式确定所述频域电场分量：

其中，为频域电场分量，μ₀为真空中的磁导率值，为频域磁场分量，S₀为地表波阻抗；

根据所述频域电场分量确定地电场基值。

4.如权利要求1所述的磁暴感应地电场计算方法，其特征在于，所述确定大地电导率模型的传输线特性参数，基于所述大地电导率模型，根据所述地电场基值以及传输线特性参数确定畸变电场负电位梯度，包括：

所述传输线特性参数为导电层电阻、横截面积以及地壳层的电导；

确定边界条件，基于边界条件，根据所述地电场基值以及传输线特性参数确定所述大地电导率模型中简单大地结构以及复杂大地结构的畸变电场负电位梯度；

所述简单大地结构为只有一种电性分布的陆地结构或者海水结构；

所述复杂大地结构为包含多种电性分布的复杂大地结构。

5.如权利要求4所述的磁暴感应地电场计算方法，其特征在于，根据戴维南等效电路确定边界条件。

6.如权利要求4所述的磁暴感应地电场计算方法，其特征在于，所述基于边界条件，根据所述地电场基值以及传输线特性参数确定所述大地电导率模型中简单大地结构以及复杂大地结构的畸变电场负电位梯度，包括：

将所述大地电导率模型划分为多个大地单位元；

基于边界条件，根据所述传输线特性参数以及地电场基值确定大地单位元的畸变电场电压；

根据大地单位元的畸变电场电压确定陆地结构以及海水结构的畸变电场负电位梯度。