针对目前存在对地磁异常与地震之间相关性的质疑和同震地磁异常研究中各种方法对异常信号的提取效果不同,本文以国内地磁台站记录的地磁秒数据为研究对象,建立了地磁台站国际地磁学与高空大气学协会(International Association of Geomagnetism and Aeronomy,简称IAGA)磁偏角分量的观测数据模型,研究总结出同震地磁异常关联分析法,快速有效提取大地震时磁偏角异常数据并对其进行相关性分析,探索地磁异常信号和大地震的关联性,从而为大地震预测的研究提供一种新的方法。本文分析了地磁场分解模型,地磁场基本磁场的内源场占主要部分,相对稳定,而正常情况下变化磁场包括磁暴在内相对是非常微小的,最大磁暴的强度只占基本磁场强度的百分之几且对磁偏角影响较小;本文研究认为变化磁场的内源场中有一部分为地震前后由地球内部震磁效应引起的异常变化磁场,是在大地震能量释放前后震源区及板块边缘在岩石介质微破裂和膨胀过程中产生新的变化磁场,震前变化量级小,震时随地震波的到来变化量级最大,变化幅度远高于外源场的磁扰,具有多地同时出现的特点,7级以上地震地磁异常可出现于距震中2000公里以上的区域,且不会延迟十几天的时间,而是和震中附近的地点一样。由此建立了地磁台站IAGA地磁数据集、磁偏角分量的观测数据模型,地磁台站磁偏角差值异常相关性分析数据集。本文首先采用一种能够有效处理非震异常数据的算法并通过Python编程实现,以解决地磁数据文件中有空文件和损坏的文件,有些文件中存在残缺数据,存在一些连续相同且数值非常大的非震异常无效数据的问题;本文用滑动最大差值法对磁偏角数据进行统计分析,有效消除背景场的影响;采用磁偏角差值比值及连续阈值法处理秒记录数据,给出了异常文件的条件和记录异常的条件,提取了差值幅度大,持续时间长的磁偏角异常,记录到磁偏角差值异常数据集,重新构造了磁偏角差值异常相关性分析数据集;结合震磁理论和相关性分析,对磁偏角异常和震磁的相关性进行分析,最后归纳总结出同震地磁异常关联分析法。本文以国家地磁台网中心自汶川地震以来国内7级以上5次大地震前后近80个地磁台站的IAGA-2002秒钟值相对观测预处理数据为对象,对同震地磁异常关联分析法进行了验证。结果发现:(1)5次大地震时部分相距较远的地磁台站都记录到地磁异常数据,这些地磁异常很可能是大地震的同震异常;(2)震中在记录到地磁异常数据的地磁台站附近;(3)地磁异常中以磁偏角异常最为明显;(4)磁偏角异常表现为磁偏角差值的相对高幅度、高频和短暂持续性;(5)大地震磁偏角差值异常相关系数均有3个以上台站大于0.9。结果表明,同震地磁异常关联分析法能发现自汶川地震以来国内7级以上5次大地震时的地磁异常,大地震时震级越高,同震异常台站越多,数值越大,越容易观察到地磁异常。同震地磁异常关联分析法将能获取到的所有地磁台站和所有大地震统一纳入相关性分析,克服了常规分析方法通常只针对某一局部区域或某一震例的不足,更容易找到地磁异常和大地震的相关性,从而具有更高的可靠性。如果能实时获得秒记录地磁数据,更进一步地获得异常时的毫秒级或微秒级数据,可望为大地震的预测提供一种新的方法。