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信号是信息的载体。信号处理的过程是认识、分析和处理信号的过程。本文根据该信号处理基本流程对长周期大地电磁数据进行分析与处理。在处理过程中引入多种信号处理方法,分别从信号特征、信号去噪和信号谱分析实现对长周期大地电磁数据的分析处理。
本文在对长周期大地电磁数据进行后期去噪和谱分析时,首先对长周期大地电磁信号的特征进行分析。首先,引入高阶统计量通过分析长周期大地电磁信号高阶累积量来研究它的高斯性,其结果表明长周期大地电磁信号是一种典型的非高斯信号;其次,通过相干系数的有关定义研究长周期大地电磁信号的线性性,结果表明长周期大地电磁信号是非线性的;最后,根据信号系统对最小相位和零极点的定义表明实测长周期大地电磁信号是非最小相位的。
长周期大地电磁信号特征研究的表明长周期大地电磁信号和长周期大地电磁信号都是类似的、典型的非平稳信号。本文结合小波分析原理和阈值函数,使用db5小波对实测资料进行分解,然后将小波分解后的高频分量选择Garrote阈值函数进行滤波去噪,最后将去噪后的分量重构得到去噪后的信号。并根据去噪前后多种物理量的分析对比,论证了小波阈值去噪方法良好的时域信号去噪效果。
在谱分析中结合了离散傅里叶变换和长周期大地电磁信号自身特征,使用前向差分和余弦窗函数减小数据趋势影响和DFT变换截断窗函数影响;并通过线性内插法将仪器标定文件中的相位和幅值权重系数用于校正DFT计算的谱值;根据长周期大地电磁数据量大的特征,使用多窗叠加的方法可以有效的解决数据稳定性问题;在对多窗计算的结果中,通过对各窗权重系数归一化处理,最大化使用稳定性高的数据,使得各窗之间数据得到有效拼接;针对长周期大地电磁数据可计算的最低频率点达到10-4Hz,而低频部分数据的叠加次数较低而计算数据量大,使用数据重采样使得数据利用率、计算速度和数据结果的稳定性都得到进一步提高。通过计算的自功率谱和互功率谱估算出的视电阻率曲线和俄罗斯Ivan软件结果基本一致,也证明本文方法的有效性。而且,本文方法在计算时注重对数据处理速度的优化,最终使得处理速度也和Ivan软件相近。
本文通过对长周期大地电磁数据处理整个流程的分析,研究了一套针对长周期大地电磁数据独有特征的数据处理流程算法实现。该算法可以在后期通过软件的进一步的开发集成,可以为后期作为生产软件奠定基础。
本文在对长周期大地电磁数据进行后期去噪和谱分析时,首先对长周期大地电磁信号的特征进行分析。首先,引入高阶统计量通过分析长周期大地电磁信号高阶累积量来研究它的高斯性,其结果表明长周期大地电磁信号是一种典型的非高斯信号;其次,通过相干系数的有关定义研究长周期大地电磁信号的线性性,结果表明长周期大地电磁信号是非线性的;最后,根据信号系统对最小相位和零极点的定义表明实测长周期大地电磁信号是非最小相位的。
长周期大地电磁信号特征研究的表明长周期大地电磁信号和长周期大地电磁信号都是类似的、典型的非平稳信号。本文结合小波分析原理和阈值函数,使用db5小波对实测资料进行分解,然后将小波分解后的高频分量选择Garrote阈值函数进行滤波去噪,最后将去噪后的分量重构得到去噪后的信号。并根据去噪前后多种物理量的分析对比,论证了小波阈值去噪方法良好的时域信号去噪效果。
在谱分析中结合了离散傅里叶变换和长周期大地电磁信号自身特征,使用前向差分和余弦窗函数减小数据趋势影响和DFT变换截断窗函数影响;并通过线性内插法将仪器标定文件中的相位和幅值权重系数用于校正DFT计算的谱值;根据长周期大地电磁数据量大的特征,使用多窗叠加的方法可以有效的解决数据稳定性问题;在对多窗计算的结果中,通过对各窗权重系数归一化处理,最大化使用稳定性高的数据,使得各窗之间数据得到有效拼接;针对长周期大地电磁数据可计算的最低频率点达到10-4Hz,而低频部分数据的叠加次数较低而计算数据量大,使用数据重采样使得数据利用率、计算速度和数据结果的稳定性都得到进一步提高。通过计算的自功率谱和互功率谱估算出的视电阻率曲线和俄罗斯Ivan软件结果基本一致,也证明本文方法的有效性。而且,本文方法在计算时注重对数据处理速度的优化,最终使得处理速度也和Ivan软件相近。
本文通过对长周期大地电磁数据处理整个流程的分析,研究了一套针对长周期大地电磁数据独有特征的数据处理流程算法实现。该算法可以在后期通过软件的进一步的开发集成,可以为后期作为生产软件奠定基础。