面向我國水資源勘查的重大需求及礦井/隧道等地下工程突水頻發(fā)的緊迫性,迫切需要發(fā)展一種行之有效的地下水探測方法。由于磁共振技術(shù)（MRS）具有非侵入性直接探測及定量評估地下水的能力,已經(jīng)成為一種重要的現(xiàn)代地球物理找水方法。該方法能夠表征氫質(zhì)子豐度及水體的賦存狀態(tài),具有信息量詳細(xì)豐富、解釋目標(biāo)唯一和快速高效等顯著優(yōu)勢,在水文地質(zhì)調(diào)查和災(zāi)害水預(yù)警領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。然而,在進(jìn)行地下水探測時,MRS信號非常微弱（納伏級）,且野外地磁場無法屏蔽,極易受到周圍環(huán)境中各種電磁噪聲干擾�，F(xiàn)有儀器及噪聲抑制方法已無法滿足在強(qiáng)噪聲環(huán)境中有效檢測信號的需求,存在探測效率低、可靠性差和難以獲取有效信號等問題。因此,發(fā)展能夠提高探測效率和增強(qiáng)系統(tǒng)可靠性的信號檢測方法和系統(tǒng)具有重要的意義和實(shí)用價(jià)值。地下水磁共振噪聲干擾通常包括尖峰脈沖噪聲、工頻及其諧波噪聲以及隨機(jī)噪聲等其他復(fù)雜非平穩(wěn)噪聲。針對前兩類確定性噪聲干擾,可通過建模等方式依方法進(jìn)行消除。但是,針對隨機(jī)性噪聲干擾,由于其不規(guī)則、無規(guī)律,在探測過程中隨機(jī)出現(xiàn),并且其頻率分布范圍廣,常與有效信號混疊在一起,難以抑制。目前普遍采用疊加法,將多次探測的信號進(jìn)行疊... 

【文章頁數(shù)】：140 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景與意義
    1.2 地下水磁共振探測原理與噪聲特征
        1.2.1 地下水磁共振探測原理
        1.2.2 地下水磁共振隨機(jī)噪聲的主要特征
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與存在的問題
        1.3.1 地下水磁共振探測儀發(fā)展歷程
        1.3.2 地下水磁共振噪聲抑制方法研究現(xiàn)狀
        1.3.3 存在的問題及雙余度接收系統(tǒng)的提出
    1.4 論文研究內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排
        1.4.1 主要的研究內(nèi)容
        1.4.2 論文的結(jié)構(gòu)安排
第2章 Wigner-Ville分布及TFPF算法
    2.1 Wigner-Ville分布
        2.1.1 Wigner-Ville分布及其性質(zhì)
        2.1.2 Wigner-Ville分布的幾種變形
    2.2 解析信號及瞬時頻率估計(jì)
        2.2.1 解析信號定義
        2.2.2 瞬時頻率估計(jì)方法
    2.3 TFPF算法及誤差分析
        2.3.1 TFPF算法原理及性質(zhì)
        2.3.2 TFPF算法的誤差分析
        2.3.3 基于偽Wigner-Ville分布減小誤差的TFPF算法研究
    2.4 本章小結(jié)
第3章 基于TFPF的MRS包絡(luò)信號隨機(jī)噪聲壓制算法研究
    3.1 包絡(luò)信號及隨機(jī)噪聲干擾
    3.2 用于MRS包絡(luò)信號處理的TFPF算法原理
    3.3 TFPF算法壓制包絡(luò)信號隨機(jī)噪聲的仿真試驗(yàn)
        3.3.1 人工合成噪聲仿真試驗(yàn)
        3.3.2 實(shí)際探測噪聲仿真試驗(yàn)
    3.4 算法性能分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 基于STFPF及EMD-STFPF的MRS全波信號隨機(jī)噪聲壓制算法研究
    4.1 全波信號及隨機(jī)噪聲干擾
    4.2 基于STFPF的MRS全波信號隨機(jī)噪聲壓制算法研究
        4.2.1 STFPF算法原理
        4.2.2 STFPF算法仿真試驗(yàn)
    4.3 基于EMD-STFPF的MRS全波信號隨機(jī)噪聲壓制算法研究
        4.3.1 EMD-STFPF算法原理
        4.3.2 EMD-STFPF算法仿真試驗(yàn)
    4.4 本章小結(jié)
第5章 雙余度接收系統(tǒng)的研制及野外應(yīng)用實(shí)例
    5.1 雙余度接收系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)
        5.1.1 基于 4N倍信號頻率采樣的包絡(luò)采集技術(shù)
        5.1.2 全波信號采集技術(shù)
    5.2 雙余度接收系統(tǒng)屏蔽室整機(jī)測試
        5.2.1 本底噪聲測試
        5.2.2 通道一致性測試
    5.3 雙余度接收系統(tǒng)野外地下水探測實(shí)例
        5.3.1 包絡(luò)和全波采集通路單通道探測試驗(yàn)
        5.3.2 全波采集通路多通道探測試驗(yàn)
    5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 主要創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 后續(xù)工作展望
參考文獻(xiàn)
作者簡介及攻讀博士期間科研成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]利用分段時頻峰值濾波法抑制磁共振全波信號隨機(jī)噪聲[J]. 林婷婷,張揚(yáng),楊瑩,楊玉晶,滕飛,萬玲.  地球物理學(xué)報(bào). 2018(09)
[2]基于能量運(yùn)算的磁共振信號尖峰噪聲抑制方法[J]. 萬玲,張揚(yáng),林君,蔣川東,林婷婷.  地球物理學(xué)報(bào). 2016(06)
[3]地下工程災(zāi)害水源的磁共振探測研究[J]. 林君,蔣川東,林婷婷,段清明,王應(yīng)吉,尚新磊,范鐵虎,孫淑琴,田寶鳳,趙靜,秦勝伍.  地球物理學(xué)報(bào). 2013(11)
[4]地面磁共振測深分布式探測方法與關(guān)鍵技術(shù)[J]. 林婷婷,蔣川東,齊鑫,史文龍,段清明,林君.  地球物理學(xué)報(bào). 2013(11)
[5]核磁共振地下水探測全波收錄系統(tǒng)[J]. 林婷婷,史文龍,齊鑫,林君.  吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2014(04)
[6]核磁共振坑道水探測中的激發(fā)場研究[J]. 王應(yīng)吉,趙越,林君,孫淑琴,蔣川東.  地球物理學(xué)進(jìn)展. 2013(01)
[7]復(fù)雜條件下地下水磁共振探測與災(zāi)害水源探查研究進(jìn)展[J]. 林君,蔣川東,段清明,王應(yīng)吉,秦勝伍,林婷婷.  吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(地球科學(xué)版). 2012(05)
[8]基于參考線圈和變步長自適應(yīng)的磁共振信號噪聲壓制方法[J]. 田寶鳳,林君,段清明,蔣川東.  地球物理學(xué)報(bào). 2012(07)
[9]基于快速傅里葉方法的地震前兆振幅譜分析[J]. 戴勇,高立新,尹戰(zhàn)軍,查斯,楊彥明.  地震地磁觀測與研究. 2012 (02)
[10]壓制地震勘探隨機(jī)噪聲的分段時頻峰值濾波方法[J]. 林紅波,李月,徐學(xué)純.  地球物理學(xué)報(bào). 2011(05)

博士論文
[1]地下工程水災(zāi)害隱患米級天線磁共振探測技術(shù)研究[D]. 易曉峰.吉林大學(xué) 2014
[2]地下水磁共振與瞬變電磁聯(lián)合反演方法及探測系統(tǒng)研究[D]. 萬玲.吉林大學(xué) 2013
[3]核磁共振2D/3D地下水成像方法及其陣列式地面探測系統(tǒng)研究[D]. 蔣川東.吉林大學(xué) 2013
[4]TEM-MRS聯(lián)用地下水探測關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 尚新磊.吉林大學(xué) 2010
[5]時頻峰值濾波隨機(jī)噪聲消減技術(shù)及其在地震勘探中的應(yīng)用[D]. 林紅波.吉林大學(xué) 2007

碩士論文
[1]基于FastICA的地面磁共振信號盲源分離方法研究[D]. 張思遠(yuǎn).吉林大學(xué) 2017
[2]陣列式寬帶核磁共振全波采集系統(tǒng)的研制[D]. 曲永星.吉林大學(xué) 2015
[3]核磁共振地下水探測系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理軟件的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[D]. 蔣川東.吉林大學(xué) 2009
[4]基于時頻峰值濾波的勘探地震資料消噪方法的研究[D]. 吳寧.吉林大學(xué) 2007



本文編號：3651225