吉林大学学报(地球科学版) ›› 2024, Vol. 54 ›› Issue (2): 647-654.doi: doi:10.13278/j.cnki. jjuese.20230084
基于同步提取变换的地空频率域电磁信号幅度提取方法
陈亮1, 张田玉1, 王言章2,3,4, 周海根2,3,4, 蒋川东2,3,4
1.中交一公局巴州交通建设有限公司,新疆库尔勒841000
2.国家地球物理探测仪器工程技术研究中心(吉林大学),长春130026
3.地球信息探测仪器教育部重点实验室(吉林大学),长春130026
4.吉林大学仪器科学与电气工程学院,长春130026
Amplitude Extraction of Ground-Airborne Frequency-Domain Electromagnetic Signals Based on Synchroextracting Transform
Chen Liang1, Zhang Tianyu1, Wang Yanzhang2,3,4, Zhou Haigen2,3,4, Jiang Chuandong2,3,4
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1. Bayingolin Transportation Construction of CCCC First Highway Engineering Group Co., Ltd., Korla 841000, Xinjiang, China
2. National Geophysical Exploration Equipment Engineering Research Center (Jilin University), Changchun 130026, China
3. Key Laboratory of Geophysical Exploration Equipment (Jilin University), Ministry of Education, Changchun 130026, China
4. College of Instrumentation & Electrical Engineering, Jilin University, Changchun 130026, China
摘要: 地空频率域电磁法探测信号为多频非平稳信号,为了解决应用传统傅里叶变换方法提取其幅度时分辨率较差的问题,本文提出了基于同步提取变换(SET)的地空频域电磁信号幅度提取方法。该方法对电磁数据进行SET,得到高分辨率时频图,并利用能量算子使电磁数据时频谱能量更为集中;采用贪心算法提取脊线,得到时频图的高能量带;通过自回归模型自适应地补充了脊线中的0值,解决了由窗函数引起的端点效应问题。根据脊线位置的时频图复数值,得到各频率分量幅度随时间的变化,研究了不同信噪比情况下基于SET的地空频率域电磁信号幅度提取结果的准确性。结果表明:当信噪比≥10 dB时,幅度提取结果的平均相对均方根误差均小于5%;当信噪比<10 dB时,幅度提取结果的平均相对均方根误差在10%以内。提取效果良好。将此方法应用于新疆霍拉山隧道工程地空频率域电磁法探测中,成功提取了多频电磁信号各频率分量的幅度,与采用傅里叶变换提取非平稳信号幅度的方法相比,该方法有效地提高了幅度提取结果的分辨率。
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