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GOCE卫星重力测量中有色噪声滤波器设计 总被引：1，自引：0，他引：1
本文根据卫星重力梯度测量的有色噪声特性,设计了Wiener、AR、FIR三种滤波器,并利用模拟的有色噪声数据对其滤波效果进行了测试,结果表明:对于文中采用的有色噪声数据,AR的滤波效果最好,其次为Wiener滤波器,FIR的滤波效果最差;三种滤波器均可用于GOCE卫星重力测量中有色噪声数据滤波,但其实用性尚需利用实测数据进行检验;可以利用不同的滤波器对含有色噪声的卫星重力梯度数据进行多次滤波,以进一步减弱有色噪声对卫星重力梯度测量精度的影响. 相似文献
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以ADS1281为例,介绍新一代地震数据采集器后级滤波器设计。该后级滤波器包括变抽样率的梳状滤波器、有限脉冲响应(FIR1)4抽1滤波器和有限脉冲响应(FIR2)2抽1滤波器。其中,FIR1 4抽1滤波器和FIR2 2抽1又分为最小相位、线性相位和瞬态3种滤波器,文中使用设计的最小相位滤波抽取器对仿真的正弦波进行滤波验证,结果表明,通带波动和阻带衰减满足中国数字测震台网技术规程的要求。 相似文献
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拟通过MATLAB软件对地磁信号因其受到外界高频干扰的影响,进行降噪处理。通过小波分析和数学形态学融合算法所设计的滤波器,同时将该算法所设计的滤波器与小波分析算法所设计的滤波器两者之间进行对比分析,并且计算出降噪后的地磁信号相对于未受干扰记录到的原始地磁正常信号的均方误差值,同时对降噪信号滤波结果相对与未受干扰记录到的原始地磁正常信号对比分析,分别求其信噪比的大小,综合考虑两种不同算法的滤波器对地磁含噪信号处理的优势和劣势。通过仿真测试后,进而得出小波分析与数学形态学融合算法所设计的滤波器能最大化的还原地磁记录到的真实信号。通过该算法的新研究,可以对地磁相对观测数据批量直接处理提供新思路,同时也能提高地磁相对观测数据的内在质量。 相似文献
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本文叙述了一种可以从地球物理时间或空间序列数据中消除干扰噪声、随机噪声以及线性或非线性漂移的新型自适应滤波程序,为从“原始”信号中消除这些噪声、需要一个(以某种未知方式)与原始信号相关的“参考”信号。参考信号经过自适应滤波并被从原始信号中减去。由此产生的误差被用于最速下降法中以调整滤波器的权重,从而使得最小二乘意义上的均方误差极小。上述过程经过反复迭代,直至取得收敛。滤波器的输出即为原始输入中基本信号的最佳最小二乘估计,而不含噪声的影响。该方法的一个显著特点是它能够分辨一个随时间变化的信号而无需对其中信号和噪声的特征有任何先验的了解,同时也说明了当没有参考信号时,如何从序列数据中消除噪声。该程序已被应用于几种合成信号以表明它的特性;对于该程序中的数学部分做了简要的讨论。文中列出了程序的核心部分,并提出了一些在其它地球科学领域中的可能应用。 相似文献
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《地震地磁观测与研究》2017,(1)
PDS型地震仪是中国地震局地球物理勘探中心研制生产的轻便数字地震仪,用于开展人工地震测深宽角度折/反射探测工作。目前,由于地震仪拾振器传递函数的缺失,导致无法从采集的人工地震波形数据中获取精确的地球动力学信息,在一定程度上限制了对人工地震数据进行深度挖掘并开展科学研究的工作。基于超低频振动台测试,利用测定地震仪拾振器幅频特性和Matlab数值拟合,提出一种拾振器传递函数辨识方法,并给出传递函数的数学表达式。实验结果表明,利用该方法可以实现拾振器传递函数的辨识,且可达到幅频特性绝对误差0.5 d B的辨识精度。 相似文献
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传统超声动态聚焦通过简单的延时叠加方法成像，分辨率较低、对比度较差。本研究在基于像素的相干波束合成（Coherent PB）的基础上，应用一种计算效率较高的前置维纳滤波器，利用焦点处的脉冲回波对整个阵列信号进行相位矫正，并通过后置维纳滤波器为每次子孔径波束合成结果施加自适应权值，进一步抑制噪声和伪影。通过仿真、仿体和在体实验对本方法的有效性进行验证，与Coherent PB相比，本方法在保持较高横向分辨率和计算效率的基础上，明显改善图像的轴向分辨率和对比度，具有一定临床应用价值。 相似文献
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本文提出一种保护断层、裂缝等地层边缘特征的结构自适应中值滤波器,用于衰减地震资料中的随机噪声.基于地震反射同相轴局部呈线型结构的假设,采用梯度结构张量估计地层倾向,分析地层结构的规则程度,在此基础上引入地震剖面中线型和横向不连续性两种结构特征的置信度量.结构自适应中值滤波器根据这两种置信度量调整滤波器窗函数的尺度和形状,根据地层倾角调整滤波器窗函数的方向,从而使得滤波操作窗能够最佳匹配信号的局部结构特征.将本文方法用于合成和实际数据的处理,并与两种常用中值滤波方法进行对比,结果表明,该方法能够更好地解决地震剖面的随机噪声衰减和有效信号保真的问题,在增强反射同相轴的横向一致性的同时有效保持了剖面内的地层边缘和细节特征,显著改善了地震资料的品质. 相似文献
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FIR低通差分器的设计及其在航空重力测量中的应用 总被引：15，自引：4，他引：11
根据契比雪夫逼近理论 ,设计了适用于航空重力测量应用的有限冲激响应 (FIR)低通差分器 ,利用模拟模型对滤波器的性能进行了验证 .基于静态GPS试验数据和某地区机载动态GPS摄影定位的实测数据 ,应用FIR低通差分器计算了载体的垂直加速度 ,计算结果表明 ,当滤波时间间隔为 1 0 0s时 ,垂直加速度的确定精度可达± 1— 2mGal. 相似文献
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This paper presents an approach to identify structural parameters using the Least Mean Square (LMS) adaptive transversal filter. This method features easy computer simulation and fast data processing. This approach is effective even in the presence of input noise when it is applied in communications; however, this advantage is not obvious when it is used in structural systems, since the signal bandwidht it deals with in communications is much wider than the bandwidth in structure systems. With a low-pass filter added to a data acquisition system, this approach functions effectively for both linear and nonlinear structural systems. Numerical examples and experimental tests have been included to demonstrate the technique for both linear and nonlinear systems. 相似文献
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B. M. GURBUZ 《Geophysical Prospecting》1972,20(2):421-438
Amplitude spectra of input FM signals used in the vibratory source method of seismic exploration often show undesirable oscillations near the initial and terminal frequencies. These oscillations have an effect on the correlation background and distort the output signal. Considerable improvement in reducing the amplitude of these oscillations is obtained using a proper taper fuction. Attention is given to the relation between the tapering time and bandwidth of the spectrum. Analyses of the spectra of the received data from vibratory sources show considerable attenuation in comparison with the original field sweep. Since the matched filtering process will result in a series of waveforms which have the shape of the autocorrelation of the input signal, consideration is given to the autocorrelation function and its zero-lag coefficient of the FM signal in the presence of attenuation. A method has been developed which compensates for the attenuation and recovers the distortion of waveforms when the received data is correlated. The design of a waveform shaping filter for vibratory source data is given to reduce the influence of phase distortion on the received waveforms as well as to increase S/N ratio resolution. Parameters used for this filter are based on the properties of the FM signal and its autocorrelation function. Several examples from field data are presented to illustrate the methods. The results indicate that the use of the above techniques yields sections with good frequency resolution and improved S/N ratio. 相似文献
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This paper presents the application of system identification (SI) to long‐span cable‐supported bridges using seismic records. The SI method is based on the System Realization using Information Matrix (SRIM) that utilizes correlations between base motions and bridge accelerations to identify coefficient matrices of a state‐space model. Numerical simulations using a benchmark cable‐stayed bridge demonstrate the advantages of this method in dealing with multiple‐input multiple‐output (MIMO) data from relatively short seismic records. Important issues related to the effects of sensor arrangement, measurement noise, input inclusion, and the types of input with respect to identification results are also investigated. The method is applied to identify modal parameters of the Yokohama Bay Bridge, Rainbow Bridge, and Tsurumi Fairway Bridge using the records from the 2004 Chuetsu‐Niigata earthquake. Comparison of modal parameters with the results of ambient vibration tests, forced vibration tests, and analytical models are presented together with discussions regarding the effects of earthquake excitation amplitude on global and local structural modes. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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将地震信号分解成包含频谱互不重叠的单主周期的分量有利于地震信号的分析.分析了经验模态分解(EMD)中模态混叠的内在原因和已有的解决方法,梳理了解决模态混叠的思路框架,进而提出了一种新的基于输入递归高通滤波的EMD算法.首先用递归高通滤波器将信号预分解成频率由高到低的多个分量,实现信号的等价带通滤波,再用EMD对各带通分量按频率高低逐级递归筛分,获得完备的经验模态分量.通过合成信号和地震信号的仿真实验表明,该算法较好地克服了模态混叠,获得了频谱互不重叠的单主周期分量,并成功用于震相分离和分析,为地震信号分析提供了一种新思路. 相似文献
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本文比较了四类计算瞬时频率的方法.基于相位差分的方法对噪声敏感;基于零交叉点的方法是针对周期信号提出的,对非周期信号效果不理想,通过插值改善估算结果;基于FIR微分器的方法有三种,基于两点的FIR方法与标准公式较为接近,但会引入半个采样间隔的时移;基于三点的FIR方法可以消除时移,但计算结果会出现负频尖峰;Claerbout方法不仅会引入半个采样间隔的时移,而且估算的频率值可能超过Nyqusit频率.本文在Claerbout公式的基础上导出了一种估算瞬时频率的公式,该公式消除了时移,且负频尖峰也得到抑制;基于时频表示一阶矩的方法的计算结果较为平滑,同时具有一定的抗噪能力.最后用本文导出的公式和时频表示一阶矩两种方法计算了南海东北部一条地震剖面的瞬时频率,并将其结果与Seismic Unix中相关函数的计算结果做了比较,表明本文导出公式的计算结果较为理想. 相似文献
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利用加速度计进行近钻头井斜动态测量时,钻具的高速旋转,井下强振动、强冲击环境给重力加速度测量带来极大干扰,如何从干扰噪声中有效提取重力加速度信号对于提高井斜角和工具面角的测量精度至关重要.根据重力加速度径向和切向分量为周期性信号,轴向分量为近似直流信号,离心加速度为缓慢变化信号,振动和冲击加速度为随机信号的特征,提出一种基于互相关检测的重力加速度信号提取方法,选择径向或切向磁力计信号作为参考信号.利用相关检测方法分别对仿真数据、实验室旋转测试数据和振动测试数据进行处理,并计算了井斜角和工具面角,结果表明相关检测方法可以有效提取重力加速度信号,基于MEMS加速度计的井斜角测量精度优于0.5°,工具面角变化连续平滑,满足井斜动态测量需求.通过进一步开展实际钻井环境测试,该方法有望应用于近钻头地质导向系统或旋转导向钻井系统等需要近钻头井斜动态测量的场合. 相似文献
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考虑地铁环境振动噪声对未来城市地铁地震警报系统中地震信号识别的影响,以包含Ⅱ类和Ⅲ类2种场地土类型的哈尔滨市4个地铁站的上行线首部和尾部作为观测点,展开地铁环境振动噪声的测试、分析以及降噪处理研究。首先,对采集的列车振动数据进行统计分析;其次,基于滑动平均法,提出确定帕曾窗带宽b值的经验方法,并利用其对采集的地脉动数据进行平滑滤波处理;最后,采用本方法确定哈尔滨地铁地震P波预警的滤波频带,并与日本气象厅仪器地震烈度以及新干线地震预警系统的滤波频带进行对比。结果表明:①三轴向地铁列车振动信号中,竖向振动比水平向振动要大,切向振动比径向振动要大。②帕曾窗带宽b值为0.4 Hz时,平滑滤波处理后的频谱能较好地反映地脉动信号的频谱主频,且滤波后的地脉动信号的卓越频率和场地土类型有明显的对应关系,即水平向卓越频率和场地土类型的相关性较好,而竖向卓越频率的误差较大。③哈尔滨地铁地震P波预警的滤波频带为0.3~10 Hz时,能较好地滤除地震动信号中的地铁环境振动噪声,满足地震警报系统对地震记录信噪比的要求。 相似文献
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高速列车-桥梁竖向随机振动的时域分析方法 总被引：3，自引：0，他引：3
提出时间相关多维有色噪声形式的轨道不平顺激励下列车-桥梁耦合系统协方差响应的时域递推方法。用白噪声滤波法生成轨道不平顺有色噪声过程,在宽频带内识别滤波器参数以同时实现滤波成型和波长截断功能。提出基于高阶Pade近似的累次时滞系统,以实现列车多轮对下轨道不平顺激励的大时滞再现;再结合成型滤波器构造列车下轨道不平顺激励的一致白噪声模型。建立列车-桥梁垂向振动的状态方程,将其与激励模型联立得到一致白噪声激励下的列车-桥梁扩阶状态方程。将方差递推法推广到时变系统,求解列车-桥梁系统的随机振动。分析结果与Monte Carlo模拟法符合良好,表明了方法的正确性。 相似文献
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为实现地震作用下土-结构动力相互作用问题的有限元模拟,需要在人工边界上完成地震动的有效输入,目前工程和科研中常用的地震动输入方法有两种:波动输入方法和振动输入方法。波动输入方法的模拟精度高,但实施上相对复杂且耗时,而振动输入方法处理简单,但模拟精度较低。针对应力型人工边界提出一种在人工边界上实现地震动输入的新方法,该方法通过对土-结构有限元模型中由人工边界节点及相邻节点组成的局部子结构施加自由波场位移时程并进行动力分析,从而直接获得可实现地震波动有效输入的等效地震荷载,然后在土-结构有限元模型的人工边界节点上施加等效输入地震荷载并完成动力计算,由此完成土-结构动力相互作用问题的地震动输入和地震反应计算。与原有波动输入方法相比,新方法避免了原方法需分别计算人工边界上自由场应力和由引入人工边界条件引起的附加力,以及需要根据不同人工边界面的外法线方向确定荷载作用方向等较为复杂的处理过程,具有等效地震荷载计算简便、地震动输入过程更易于实施的特点。采用均匀弹性半空间和成层弹性半空间一维地震反应算例初步验证新方法的正确性和可靠性。 相似文献