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在非平稳信号的处理中，信号在任一时刻附近的频域特征都很重要，而时频分析就是处理非平稳信号的重要工具。瑞雷面波在传播过程中发生频散，属于典型的非平稳信号。这里用时窗长度为分析频率分量周期五倍的改进短时傅里叶变换，对面波信号进行分析，得到其时频谱图。瑞雷面波的时频谱图反映出面波中各个频率成份到达接收点的时间，由此可计算出各个单色波的相速度，从而求出面波的频散曲线。根据相速度、频率、波长的关系，最终能够求出工程中常用的速度-深度图。