GM5型磁通门磁力仪是中国地震局地球物理研究所研制的新一代高精度地磁矢量观测仪器。于2022年通过中国地震台网中心的定型，满足入网协议，技术成果被各省地震局、中国科学院等单位及国家重点研发计划、子午工程等国家重大项目广泛采用。
图1 GM5磁通门磁力仪
成果介绍
GM5型磁通门磁力仪是在中国地震局地球物理研究所二十多年技术积累的基础上，结合现代先进电子技术和精密加工技术的发展，研发了高精度信号解调技术、基于微处理器的高精度信号激励和调相信号方法的产生、背景磁场补偿的自动计算等系列技术成果，获得了多项国内/国际技术发明专利。
图2 发明专利和研究论文
技术优势
GM5磁通门磁力仪结合长期台站观测实践进行研发，具有以下技术特点：
1、具有0～±65000nT的大动态测量范围。不用进行背景磁场补偿的具有大动态测量范围的磁通门磁力仪是当今国际上的主流仪器。能反映磁场的分量准绝对观测值，可以提供更为精确的基线参考值。此外还可以避免在仪器重启时观测曲线出现不连续的“台阶”，同时也更适合无人值守台站，或野外流动观测，使用更为便捷；
2、仪器噪声低至小于0.02nT，能够实现高精度观测，识别更为微小的信号，获得高质量低噪声观测数据；
3、采用自主研发的高精度信号解调和控制电路，温漂小工作稳定，可以降低对观测环境要求，从而降低台站建设成本，也更加适合野外地埋或井下等观测方式；
4、主机采用高稳定低功耗的arm嵌入式控制处理器，数据存储器采用能够擦写10万次以上的高可靠的SD-NAND，而普通的SD/TF卡擦写寿命在3000次左右；
5、采用高度实时的硬件中断技术进行GNSS（兼容GPS和北斗）校时，秒数据无校时误差；
6、实现了自动背景磁场补偿功能（仪器可以不用进行背景磁场补偿）。通过远程控制命令，控制处理器自动计算并补偿背景磁场，并具有速度快、精度高（可补偿至零场±3nT以内）；
7、具有IP地址重置功能。在忘记仪器IP地址时，通过仪器主机后面板上的IP地址重置按键，设置回仪器出厂默认IP地址；
8、同时接交流220V和直流12V电源时，内部电路自动转换，并具有电源反接保护；
9、从传感器、32位高精度AD转换器、ARM嵌入式控制处理器、高稳定可靠的SD-NAND数据存储器等核心部件均采用国产器件，技术可控。
性能指标
GM5磁通门磁力仪主要性能指标如下：
u 测量分量：正交地磁三分量和温度T
u 测量范围：±65000nT
u 自噪声：不大于0.02nT
u 采样率：1SPS
u 最大允许误差：≤±(0.5%读数+0.5)nT
u 温度系数：小于1nT/℃
u 校时：GNSS
u 通信接口：RJ45
u A/D模数转换：32位
u 通信协议：符合《中国地震前兆台网技术规程》
观测实例
图3 台站对比观测秒数据和一阶差分（自噪声）
获得授权专利
1 Xingxing Hu, Yuntian Teng, Caihua Li, Yixiang Tang, Xiaoyong Fan, Gang Hu, Zhaobo He, Xiaoyu Shen. Method for generating fluxgate excitation signal and fluxgate excitation circuit based on single chip microcomputer[P]. GB2607684. Intellectual Property Office. 2023.5.31.
2 胡星星，滕云田，李彩华，汤一翔，范晓勇，胡刚，何朝博，沈晓宇. 基于单片机的磁通门激励信号产生方法及磁通门激励电路[P]. 发明专利ZL202110629661.0, 中国, 2023.7.25.
3 胡星星，滕云田，范晓勇，李彩华，张旸，汤一翔，王喆. 一种磁通门磁力仪的信号检测电路及该磁通门磁力仪[P]. 发明专利ZL201611048265.4, 中国, 2019.2.19.
4 滕云田，胡星星，张炼，马洁美，张旸. 一种磁通门磁力仪背景场的自动补偿装置[P]. 实用新型专利ZL201020681961.0, 中国, 2011.6.29.
