本文關(guān)鍵詞： 航空電磁探測(cè) 線圈運(yùn)動(dòng)噪聲 特性分析 最小噪聲分離　出處：《吉林大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：航空電磁探測(cè)是一種以飛行器為載體,基于電磁感應(yīng)原理的地球物理探測(cè)方法,具有地形適應(yīng)能力強(qiáng)、效率高的特點(diǎn),并適用于大比例尺、高精度、高分辨率探測(cè)。因其飛行測(cè)量的特殊探測(cè)方式,會(huì)引入大量噪聲,其中線圈運(yùn)動(dòng)噪聲的幅度較大,因此,對(duì)線圈運(yùn)動(dòng)噪聲的特性分析研究勢(shì)在必行,其既能為探測(cè)儀器硬件系統(tǒng)的研制提供理論支撐,如改良線圈的機(jī)械結(jié)構(gòu)、安裝與懸掛方式和減小吊艙的姿態(tài)變化及振動(dòng)效應(yīng)等,也能為飛行測(cè)量數(shù)據(jù)的軟濾波方法奠定基礎(chǔ)。論文依托于國(guó)家重大科研裝備項(xiàng)目子課題“航空瞬變電磁系統(tǒng)(全航空)仿真、數(shù)據(jù)處理與反演”和國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)“吊艙式時(shí)間域直升機(jī)航空電磁勘查數(shù)據(jù)處理與成圖關(guān)鍵技術(shù)”,分析了線圈運(yùn)動(dòng)噪聲產(chǎn)生機(jī)理,推導(dǎo)了三分量線圈運(yùn)動(dòng)噪聲計(jì)算公式,研究了z分量線圈運(yùn)動(dòng)噪聲計(jì)算結(jié)果的時(shí)頻特征和統(tǒng)計(jì)特性,采用超晚期插值法和最小噪聲分離變換法壓制實(shí)測(cè)線圈運(yùn)動(dòng)噪聲。論文的主要研究?jī)?nèi)容和研究成果如下:根據(jù)航空電磁探測(cè)線圈運(yùn)動(dòng)噪聲的產(chǎn)生機(jī)理,推導(dǎo)出航空電磁探測(cè)三分量線圈運(yùn)動(dòng)噪聲計(jì)算公式。利用野外航空探測(cè)飛行實(shí)驗(yàn)中獲取的接收線圈姿態(tài)角度roll、pitch和yaw,計(jì)算了單一姿態(tài)角度變化情況下和多姿態(tài)角度同時(shí)變化情況下的三分量線圈運(yùn)動(dòng)噪聲。研究表明,x分量線圈運(yùn)動(dòng)噪聲與姿態(tài)角度roll無(wú)關(guān),y分量線圈運(yùn)動(dòng)噪聲與姿態(tài)角度pitch無(wú)關(guān),z分量線圈運(yùn)動(dòng)噪聲與姿態(tài)角度yaw無(wú)關(guān)。以z分量線圈運(yùn)動(dòng)噪聲的計(jì)算結(jié)果和野外飛行測(cè)得的線圈運(yùn)動(dòng)噪聲為例,研究了航空電磁探測(cè)線圈運(yùn)動(dòng)噪聲及其在剖面上的時(shí)域和頻域特征。為研究姿態(tài)角度和線圈運(yùn)動(dòng)噪聲之間的關(guān)系,利用短時(shí)傅里葉變換和小波變換對(duì)姿態(tài)角度roll與pitch、z分量線圈運(yùn)動(dòng)噪聲的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了時(shí)-頻分析,結(jié)果顯示姿態(tài)角度roll和pitch及其變化率都會(huì)影響z分量線圈運(yùn)動(dòng)噪聲計(jì)算結(jié)果的時(shí)域和頻域特性。研究了航空電磁探測(cè)線圈運(yùn)動(dòng)噪聲的統(tǒng)計(jì)特性,利用統(tǒng)計(jì)直方圖和概率分布紙來(lái)分析數(shù)據(jù)的高斯性,證明了姿態(tài)角度roll與pitch、z分量線圈運(yùn)動(dòng)噪聲和實(shí)測(cè)線圈運(yùn)動(dòng)噪聲都基本符合高斯分布,為航空電磁探測(cè)線圈運(yùn)動(dòng)噪聲的壓制方法提供理論基礎(chǔ)。基于航空電磁探測(cè)線圈運(yùn)動(dòng)噪聲的特性分析,采用超晚期插值法和最小噪聲分離變換法分別在航空電磁探測(cè)原始數(shù)據(jù)和剖面數(shù)據(jù)上壓制線圈運(yùn)動(dòng)噪聲。將原始數(shù)據(jù)每一個(gè)半周期數(shù)據(jù)的晚期道連接,插值形成近似基線,即模擬線圈運(yùn)動(dòng)噪聲,然后將其在原始數(shù)據(jù)中加以去除。采用超晚期插值法將野外實(shí)測(cè)原始線圈運(yùn)動(dòng)噪聲水平由±8 m V降低至±3 m V,可將含有異常的測(cè)線剖面上的噪聲水平由±40 n T/s降為±25 n T/s。最小噪聲分離變換采用噪聲協(xié)方差的特征值和特征向量對(duì)剖面數(shù)據(jù)進(jìn)行噪聲白化處理,對(duì)未知噪聲進(jìn)行估計(jì)是最小噪聲分離的重要核心技術(shù),本文用自適應(yīng)窗寬濾波技術(shù)對(duì)噪聲進(jìn)行估計(jì),經(jīng)最小噪聲分離(MNF)變換處理的測(cè)線數(shù)據(jù),在不影響異常幅值和形態(tài)的前提下,異常測(cè)線剖面噪聲水平降至±10 n T/s,該方法能夠有效的壓制晚期道噪聲。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：P631.326

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