26612.基于hilberthuang變換的大地電磁信號處理方法與應(yīng)用研究

1、中南大學博士學位論文基于HilbertHuang變換的大地電磁信號處理方法與應(yīng)用研究姓名：蔡劍華申請學位級別：博士專業(yè)：地球探測與信息技術(shù)指導教師：湯井田20100301中南大學博士學位論文摘要間和頻率的聯(lián)合函數(shù)，揭示信號的時變特征。HHT時頻譜克服了其它一些方法的缺陷，具有完全的局部時頻特性，可準確描述大地電磁信號的時變特征?；谶@些特點，本文在對比研究了短時傅立葉變換、Wingerville分布、小波變換等幾種常用時頻分析方法處理大

2、地電磁信號的基礎(chǔ)上，給出了MT信號的Hilbert時頻譜特征，并研究了Hilbert時頻譜在MT信號的噪聲識別，分段平穩(wěn)和數(shù)據(jù)篩選中的應(yīng)用方法和應(yīng)用效果。在MT信號處理中最傳統(tǒng)也是最主要的譜估計方法還是基于Fourier變換的經(jīng)典周期圖法。而Fourier變換與大地電磁信號非線性，非平穩(wěn)性的本質(zhì)相矛盾，這必然導致譜估計的誤差。本文在給出Fourier譜估計存在不足的基礎(chǔ)上，提出了用Hilbert邊際譜來估計大地電磁功率譜的方法，討論了邊

3、際譜的物理意義和分辨率，采用了整體平均和閾值收縮等幾種提高譜估計精度的方法，并比較研究了仿真信號和實測大地電磁信號的Fourier譜和Hilbert邊際譜，分析了用Hilbert邊際譜來估計大地電磁功率譜方法的優(yōu)越性。大地電磁法主要以視電阻率曲線和相位曲線的形態(tài)特征作為分析大地結(jié)構(gòu)與電性分布的基本依據(jù)，因此阻抗估算是大地電磁法研究中最基本的內(nèi)容之一。而由于MT信號表現(xiàn)出非平穩(wěn)的特征，引起阻抗估算結(jié)果也具有時變特征，因此，從瞬時譜上統(tǒng)計估

4、算參量比Fourier分析更有利于實現(xiàn)穩(wěn)健估計。論文提出了從HHT瞬時譜上統(tǒng)計估算阻抗張量的瞬時譜方法，給出了基于HHT邊際譜估算阻抗張量的數(shù)學模型及其流程圖；用數(shù)值模擬驗證了方法的正確性，并對實測MT數(shù)據(jù)進行了分析；建立了基于HHT的大地電磁資料處理流程，并對一測線進行了處理分析。結(jié)果表明由HHT瞬時譜統(tǒng)計估算的阻抗張量最小化了大地電磁信號非平穩(wěn)性帶來的估算偏差，估算參量具有更好的穩(wěn)健性，曲線形態(tài)也更加合理，圓滑，且在低信噪比情況下本