【摘要】：太陽黑子數(shù)是描述太陽活動水平高低的重要指數(shù);地磁Ap指數(shù)是全球的全日地磁擾動強度的指數(shù),描述全球地磁活動水平。研究黑子和Ap指數(shù)的活動特征可以了解太陽活動情況,地球磁場的變化情況,以及太陽對地球磁場的影響�，F(xiàn)在大多是通過頻譜分析方法來表征黑子數(shù)和Ap指數(shù)的活動周期進而得到兩個指數(shù)的活動特征。但對黑子數(shù)和Ap指數(shù)的頻譜分析方法多是傅里葉變換或小波變換。這些頻譜分析方法在對非平穩(wěn)信號并且含有噪聲的黑子數(shù)和Ap指數(shù)的頻譜表征中存在頻率展寬,定位不準(zhǔn)確,噪聲污染等問題。同步壓縮變換方法可以對小波變換的瞬時頻率進行壓縮重排提高頻譜圖的分辨率,頻率定位準(zhǔn)確,對噪聲干擾有魯棒性。該方法已在油氣檢測、微震信號提取等方面廣泛應(yīng)用。將同步壓縮變換應(yīng)用于黑子數(shù)和Ap指數(shù)的頻譜表征,可以解決現(xiàn)在這兩個指數(shù)的頻譜表征中存在的問題。精確表征Ap指數(shù)與黑子數(shù)的活動周期。本文研究內(nèi)容包括:(1)對同步壓縮變換進行改進。同步壓縮變換在高頻定位不準(zhǔn)確并且會受到噪聲污染。對于噪聲污染問題,進行自適應(yīng)閾值去噪;對于高頻部分的頻率定位不準(zhǔn)確的問題,將濾波方法和貪心算法相結(jié)合對高頻部分進行小波脊的抽取。(2)將改進的同步壓縮變換應(yīng)用到Ap指數(shù)和黑子數(shù)的頻譜表征。得到了黑子數(shù)和Ap指數(shù)的多尺度活動周期。在頻譜圖中,兩個指數(shù)的各個尺度活動周期表示清楚,定位準(zhǔn)確,時變特性明顯。并對于黑子和Ap指數(shù)的多尺度周期進行了對比。(3)研究了Ap指數(shù)和黑子數(shù)的1.3-1.7年活動周期。結(jié)果顯示:Ap指數(shù)和黑子數(shù)的1.3-1.7年隨著時間的變化而不斷變化;Ap指數(shù)在不同的太陽活動周有明顯的變化,奇數(shù)太陽活動周比相鄰的偶數(shù)太陽活動周的周期分量要高,并顯示出上下波動的特性;該活動周期Ap指數(shù)滯后于黑子數(shù),太陽影響著地磁活動。本文中使用改進的同步壓縮變換應(yīng)用到地磁Ap指數(shù)和太陽黑子數(shù),實驗結(jié)果表明相比于現(xiàn)在使用的頻譜表征方法,本文所使用的方法頻譜表征結(jié)果更好,所得到Ap指數(shù)和黑子數(shù)的活動周期和時變特性能夠進一步用于科學(xué)研究中,為研究太陽黑子和地磁的振蕩規(guī)律,以及太陽黑子對地球磁場的影響情況做出貢獻。
【圖文】：

昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文8圖2.1同步壓縮變換方法的過程首先對信號進行連續(xù)小波變換，得到小波系數(shù),：,1√(2.3)為了方便，我們使用單一諧波函數(shù)cos進行說明。通過Plancherel的定理，我們可以重寫小波系數(shù),，在頻率域中進行等價變換：,1√2 4 4(2.4)式中：是角頻率，、分別是、的傅里葉變換。如果的負(fù)頻率域趨于0，且主頻，，則理論上小波系數(shù),應(yīng)該在時間尺度平面上的水平線/周圍的區(qū)域上展開。然而，實際上小波系數(shù)往往在尺度方向上發(fā)生擴散，聚焦效果不理想，使得時頻圖變得模糊。雖然小波系數(shù)在尺度方向上有擴散，但是其相位保持不變。這得出了對于,0的任何,，信號可以用小波系數(shù)通過求偏導(dǎo)來計算瞬時頻率，,,,(2.5)瞬時頻率是時頻表示中的脊。為了減少頻譜圖中的頻譜淡化和頻率擴散現(xiàn)象，我們必須壓縮這些脊周圍的頻率。這是將小波系數(shù)的時間-尺度表示變成時間-頻率表示,小波系數(shù)的每個點,被轉(zhuǎn)換為,,，對小波系數(shù)這個操作就是同步擠壓。由于尺度和時間是離散值，頻率變量和尺度變量被“封裝”在一起，即僅在離散值下計算小波系數(shù)，其中Δ。當(dāng)小波系數(shù)從時間-尺度表示變成時間-頻率表示時，同步壓縮變

第三章SST算法的準(zhǔn)確性評價15圖3.1非平穩(wěn)信號及頻率表示。(a)非平穩(wěn)信號；(b)非平穩(wěn)信號實際頻率；(c)使用傅里葉變換的頻譜圖；(d)使用同步壓縮變換的頻譜圖；(e)使用連續(xù)小波變換的頻譜圖3.2含噪聲非平穩(wěn)信號將傅里葉變換、連續(xù)小波變換和同步壓縮變換這幾種頻譜表征方法應(yīng)用于含噪聲的非平穩(wěn)信號，將頻譜表征結(jié)果與原始信號的真實頻譜圖進行比較。圖3.2(a)是加噪聲的非平穩(wěn)信號。圖3.2(a)中的原始信號就是圖3.1(a)中的合成非平穩(wěn)信號，對非平穩(wěn)信號加入白噪聲和隨機噪聲，信噪比為1。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：P182.41;P318

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 翁利斌;方涵先;張陽;楊升高;汪四成;;基于小波與交叉小波分析的太陽黑子與宇宙線相關(guān)性研究[J];空間科學(xué)學(xué)報;2013年01期

2 張桂清;太陽黑子:要黑人類?[J];中國新聞周刊;2000年06期

3 胡春麗;焦敏;林蓉;李輯;王婷;;遼寧夏季干旱特征及其與太陽黑子的關(guān)系[J];沙漠與綠洲氣象;2019年03期

4 康婧;太陽黑子觀測報告[J];青海教育;1994年09期

5 ;科學(xué)家發(fā)現(xiàn)太陽黑子是濕的[J];中學(xué)物理教學(xué)參考;1997年11期

6 ;什么是太陽黑子[J];寧夏教育;2000年06期

7 ;什么是太陽黑子[J];中學(xué)物理教學(xué)參考;2000年07期

8 ;最早的太陽黑子記錄[J];中學(xué)物理教學(xué)參考;2001年03期

9 任晶;曾慶山;隗仁然;;基于相空間重構(gòu)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)太陽黑子預(yù)測模型[J];計算機仿真;2014年01期

10 王紹武;聞新宇;;迷你冰期來臨[J];氣候變化研究進展;2014年05期

相關(guān)會議論文 前10條

1 劉金獲;;太陽黑子預(yù)測模型[A];中國天文學(xué)會2017年學(xué)術(shù)年會摘要集[C];2017年

2 洪時中;趙永龍;袁堅;;非線性時間序列分析中幾個具體問題的初步研究——以太陽黑子序列為例[A];1997年中國地球物理學(xué)會第十三屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];1997年

3 樂貴明;;太陽黑子數(shù)年均值的預(yù)測與極大熵譜分析[A];第九屆全國日地空間物理學(xué)術(shù)討論會論文摘要集[C];2000年

4 印顯吉;;基礎(chǔ)理論解析太陽黑子[A];中國地球物理.2003——中國地球物理學(xué)會第十九屆年會論文集[C];2003年

5 李建勝;吳健;姚志強;張海渤;;小波分析與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在太陽黑子預(yù)報中的應(yīng)用[A];第十一屆全國日地空間物理學(xué)術(shù)討論會論文摘要集[C];2005年

6 宗位國;王家龍;;利用混沌模型預(yù)報太陽黑子數(shù)月均值[A];中國氣象學(xué)會2006年年會“衛(wèi)星遙感技術(shù)進展及應(yīng)用”分會場論文集[C];2006年

7 劉丹軍;付偉基;;基于最小二乘支持向量機的太陽黑子數(shù)預(yù)報[A];第35屆中國氣象學(xué)會年會 S1 災(zāi)害天氣監(jiān)測、分析與預(yù)報[C];2018年

8 劉丹軍;管衛(wèi)江;張入財;付偉基;;基于最小二乘支持向量機的太陽黑子數(shù)平滑月均值預(yù)報試驗[A];S14 空間天氣地基監(jiān)測與數(shù)值模擬[C];2012年

9 應(yīng)懷樵;;太陽黑子爆發(fā)與共振實現(xiàn)核聚變的探討[A];第25屆全國振動與噪聲高技術(shù)及應(yīng)用會議論文選集[C];2012年

10 薛炳森;;基于宇宙線變化特征的太陽黑子數(shù)預(yù)報方法研究[A];第35屆中國氣象學(xué)會年會 S18 空間天氣觀測與業(yè)務(wù)的融合[C];2018年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 苗娟 中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心 空間環(huán)境研究預(yù)報室;你變了，太陽黑子數(shù)!究竟發(fā)生了什么事？[N];北京科技報;2016年

2 中國青年報·中青在線記者 蔡夢吟;電影《烈日灼心》原版舞臺劇《太陽黑子》亮相[N];中國青年報;2016年

3 記者 張靜;太陽黑子數(shù)今年下半年或達最大值[N];中國氣象報;2013年

4 王華寧;太陽黑子有那么可怕嗎[N];光明日報;2001年

5 記者 章軻;太陽黑子引發(fā)經(jīng)濟危機？[N];第一財經(jīng)日報;2012年

6 ;太陽黑子或?qū)ⅰ岸摺盵N];新華每日電訊;2011年

7 實習(xí)生 胡蕾;2012,太陽黑子會搗亂？[N];科技日報;2011年

8 記者 蘇稻香 通訊員 李建基;廣州今夏姍姍來遲或是太陽黑子搗鬼[N];南方日報;2010年

9 記者 張夢然;2016年太陽黑子或?qū)θ祟悺罢f再見”[N];科技日報;2010年

10 記者 宋心德;太陽黑子：近期可能又要爆發(fā)[N];新華每日電訊;2003年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 朱培金;擴展的泰勒規(guī)則及其在中國的適用性研究[D];吉林大學(xué);2013年

2 陳華東;太陽日浪、噴流及其相關(guān)現(xiàn)象的研究[D];中國科學(xué)院研究生院（云南天文臺）;2008年

3 尉志青;認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)中的高效頻譜利用和性能分析[D];北京郵電大學(xué);2015年

4 陳伯文;頻譜靈活光網(wǎng)絡(luò)的保護恢復(fù)機制研究[D];北京郵電大學(xué);2014年

5 尹良;認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)中頻譜容量與頻譜業(yè)務(wù)建模關(guān)鍵技術(shù)研究[D];北京郵電大學(xué);2013年

6 何慶;基于認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)的頻譜資源管理研究[D];武漢大學(xué);2010年

7 王穎;頻譜靈活全光網(wǎng)中資源分配與優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)研究[D];北京郵電大學(xué);2012年

8 肖武雄;頻譜音樂的組織結(jié)構(gòu)[D];上海音樂學(xué)院;2008年

9 林威;基于認(rèn)知無線電技術(shù)的頻譜資源利用研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

10 徐彤;中低緯電離層模型及其異�，F(xiàn)象相關(guān)研究[D];西安電子科技大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 錢雅文;基于同步壓縮變換的太陽黑子數(shù)與地磁指數(shù)的頻譜表征方法研究[D];昆明理工大學(xué);2019年

2 趙俊鋒;太陽黑子企業(yè)策劃公司《南國今報》廣告業(yè)務(wù)營銷策略研究[D];吉林大學(xué);2004年

3 劉夢;干熱河谷區(qū)氣候變化及其對太陽黑子活動的響應(yīng)[D];四川師范大學(xué);2017年

4 王文靜;甘肅省重大災(zāi)害的統(tǒng)計規(guī)律與對稱性結(jié)構(gòu)[D];陜西師范大學(xué);2017年

5 張海望;基于小波消噪與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的太陽黑子時間序列預(yù)測[D];東北師范大學(xué);2009年

6 褚哲;太陽黑子的世紀(jì)周期以及太陽較差自轉(zhuǎn)的研究[D];山東師范大學(xué);2010年

7 楊洪娟;基于模擬退火遺傳算法的雙閾值太陽黑子分割算法研究[D];昆明理工大學(xué);2019年

8 卞雨晴;基于極速學(xué)習(xí)機與回聲狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)的太陽活動預(yù)報[D];南京信息工程大學(xué);2014年

9 向南彬;太陽總輻照的演化特征分析[D];中國科學(xué)院研究生院（云南天文臺）;2013年

10 杜覲位;上古太陽神話研究[D];重慶大學(xué);2014年

本文編號：2690379