【摘要】：地球結(jié)構(gòu)復(fù)雜,地震信號在產(chǎn)生、傳播和采集等階段伴隨的各種噪聲,會對地震初至?xí)r刻的判斷產(chǎn)生干擾,影響對整個地震事件的最終分析。目前處理的信號均是臺陣信號,在信號聚束前僅對信號進(jìn)行統(tǒng)一頻帶濾波處理,信噪比并不高。在地震信號自動檢測中,提高信號信噪比,進(jìn)一步提高信號檢測特征值十分重要。本文在研究傳統(tǒng)地震信號檢測方法及實際地震信號處理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,針對傳統(tǒng)方法在信號預(yù)處理環(huán)節(jié)上的不足進(jìn)行改進(jìn),完成以下工作。針對傳統(tǒng)方法中的單一頻帶濾波,提出使用有差別雙次頻帶濾波的方法解決傳統(tǒng)方法中忽略各地震記錄中噪聲存在差異性的問題。與傳統(tǒng)做法相比,本文針對每個子臺的地震波進(jìn)行有差別濾波。為了實現(xiàn)信號的有差別濾波,本文使用廣義S變換對信號進(jìn)行時頻分析。通過信號的時頻圖發(fā)現(xiàn)信號的優(yōu)勢頻帶,對信號進(jìn)行有差別濾波;針對有些信號優(yōu)勢頻帶分布在不同頻段的情況,本文對信號進(jìn)行雙次濾波。通過上述濾波改進(jìn),對信號的濾波效果更佳;針對傳統(tǒng)方法中沒有對地震信號進(jìn)行去噪,提出增加信號去噪,完善傳統(tǒng)方法中沒有信號去噪的不足。通過對比常見的信號去噪方法,結(jié)合地震信號特點,本文首先使用經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解(EMD)將地震信號分解成固有模態(tài)函數(shù)(IMF),然后將只包含噪聲的固有模態(tài)函數(shù)系數(shù)置為零,最后將各階固有模態(tài)函數(shù)疊加完成信號的重構(gòu)去噪。與傳統(tǒng)方法相比,增加信號去噪處理,可以進(jìn)一步提高待檢測信號的信噪比,有利于成功檢測出地震信號。本文在使用廣義S變換改進(jìn)單一頻帶濾波和使用EMD增加信號去噪處理的基礎(chǔ)上,結(jié)合實際地震信號處理流程,使用MATLAB搭建地震信號處理仿真平臺,提出了基于廣義S變換濾波和EMD去噪的地震信號檢測算法,并在仿真平臺上驗證該算法在處理實測地震信號時算法的有效性。仿真驗證表明本文提出的算法可以有效提高地震信號檢測特征值,有利于提高地震信號檢測概率。
【圖文】：

￥｛ｔ）邋＝邋ｅ－＇２／２ｅｋａ0＇邐（２－１１）逡逑Ｍｏｒｌｅｔ小波非正交分解，不存在尺度函數(shù)。圖２－２是它的時域和頻域圖：逡逑Ｍｏｒｌｅｔ時域逡逑；逡逑－６４－２邐０邐２邐４邐６逡逑ｔ／ｓ逡逑Ｍｏｒｌｅｔ頻域逡逑１５邋ｐ＂邐￡邐［邐：邐［邐Ｅ邐Ｃ邐Ｅ邐［邐［邐＊１逡逑１０－－邋Ａ邐卜＇邋，逡逑５＇邋／邋＼邋／邋＼邋｜逡逑／邋＼邋＼逡逑0邐：邐：邐：邐邋：邐ｉ＿邐—：邐邋：邐：邐逡逑０邐１０邐２０邐３０邐４０邐５０邐６０邐７０邐８０邐９０邐１００逡逑ｆ／Ｈｚ逡逑圖２－２邋Ｍｏｒｌｅｔ小波逡逑雖然小波基函數(shù)的多樣性增加了數(shù)據(jù)處理的方式，，但是針對不同特征的信逡逑號選取哪個小波基函數(shù)進(jìn)行處理是不得不面臨的問題。逡逑３）邐Ｍｅｘｉｈａｔ邋小波逡逑該小波函數(shù)是高斯函數(shù)的二階導(dǎo)數(shù)，其解析式如下：逡逑＝邋（２－１２）逡逑圖２－３是該小波的時域和頻域圖：逡逑１５逡逑

Ｍｅｘｉｈａｔ小波只有解析函數(shù)，不存在尺度函數(shù)，所以不具有正交性。逡逑４）邋Ｈａａｒ小波基函數(shù)逡逑該小波使用最早、形式最簡單。Ｈａａ：？小波就是一個階躍函數(shù)，如圖２－４所示。逡逑ｈａａｒ時域逡逑１邐邋１逡逑０邋－逡逑－１邋？邋邐邋－逡逑２邋■■邐？邐邋二邐邐１—邋邐？一邋邐邐—？邋邐邋？邐邋？：逡逑０邐０．２邐０．４邐０．６邐０．８邐１邐１．２邐１．４逡逑ｔ／ｓ逡逑ｘ邋１0５邐ｈａａ「頻域逡逑８邋：？邐？邐ｒ邐？邐ｔ￣逡逑６邐－邐－逡逑４邋－邐－逡逑２邋－邐－逡逑…：—＊——————ｒ邋—邋■：逡逑０邐２邐４邐６邐８邐１０邐１２逡逑ｆ／Ｈｚ邐ｘ１０Ｓ逡逑圖２－４邋Ｈａａｒ小波逡逑小波表達(dá)式如下：逡逑１６逡逑
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN911.7;P631.4

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本文編號：2640692