数学形态滤波在地磁数据干扰抑制中的应用

针对地磁观测信号容易受仪器噪声和脉冲噪声等干扰,提出一种根据干扰特征对地磁信号进行数学形态滤波的新方法.通过谐波拟合地磁日变形态信号中添加随机噪声和瞬态脉冲噪声,模拟抑制含有这类干扰的地磁信号.通过数值模拟,验证了数学形态滤波具有抑制脉冲干扰地磁信号噪声,降低仪器噪声干扰,保留地磁信号特征,提高地磁信号信噪比等良好的特...     

地磁干扰噪声的实验观测

为探查1988年3月前后在北京地磁台附近出现的较明显的地磁干扰噪声,我们在苏家坨—卧龙岗一带布设了8个测点,开展了专门的地磁干扰噪声实验观测。结果表明,该地磁干扰噪声主要是来自香山一带的电磁干扰,其次是北京市的地铁干扰。此地磁干扰噪声出现于每天06~h—23~h(北京时),其主要频谱成分在短周期(T=2—4 m)部分。另外本文的观测研究方法对于监测地磁台站(测点)的环境状况,改正受污染的地磁资料等方面具有实际应用价值。     

地磁资料通化处理软件的应用研究

通过地磁测量来预报地震，是从19世纪才逐步发展起来的。地壳的构造运动表现为许多形式，板块的沉降、断层的错动、火山爆发、滑坡、地震、泥石流等都是典型的构造运动。这些现象的发生与地壳的温度、应力有着非常大的关系。前苏联卡拉尼柯夫和卡皮查作了几个成功的岩石磁性压缩实验，获得了岩石磁性与温度和压力的关系，发展了压缩效应理论。     

地磁FHD型质子矢量磁力仪噪声性能故障分析

针对宿迁台FHD型质子矢量磁力仪观测数据从2020年4月28日出现噪声增大问题,我们通过对仪器参数设置、观测环境、观测仪器、运行状况分类逐一进行检查、排查与分析,确认FHD仪器主机发生故障。故障原因为仪器补偿电流电路中的电容器件老化被击穿,检修更换器件得以解决。经检修后,该仪器观测数据磁偏角D、水平分量H和垂直分量Z的计算平均噪声由故障时的1.19′、1.45 nT、1.58 nT降低为0.82′、0.32 nT、0.50 nT,各分量噪声水平获得了明显的改善。通过对地磁仪器和外部观测环境问题的分类检查、检测与判断,并对查明引起数据噪声增大原因归类总结,为地磁台站查找分析数据噪声变大主要原因提供一种科学有效的检测方法。      

地磁台网秒采样数据噪声分析及降低方法

中国地震局国家地磁台网共有111套秒采样仪器装备在50个地磁台站以及甘肃天祝、四川西昌、重庆三峡3个磁通门台阵上,主要包括FHDZ-M15地磁总场和分量组合观测系统28套,GM4/GM3型磁通门磁力仪观测系统78套,FGE型磁通门磁力仪观测系统2套,GSM-19FD型磁力仪3套.     

地磁观测数据中人工电磁干扰抑制技术研究

地磁观测数据不仅具有学术研究意义,也是不可或缺的国家基础战略资源。但是,目前我国地磁台网中,近1／3地磁台站正日益受到由外界人工电磁干扰源的干扰,产出的地磁观测数据质量下降。本文系统地调研分析了我国地磁台网中常见的人工电磁干扰源及其在全国地磁台站的分布情况。研究了这类常见干扰源的干扰影响机理和模式。进而“对症下药”,引入适当的数字信号处理方法对干扰进行辨识和抑制。     

自适应滤波器在地磁数据噪音处理中的应用

利用自适应信号处理的原理，尝试消除地磁观测数据中的干扰噪音。结果显示这种方法能有效地抑制包括随机噪音，大幅度突跳偏离和阶跃各种形式的干扰。对于和信号频率相重的干扰能给予有效抑制，且能保持信号基本不变。     

基于中国地磁台网地磁子夜均值数据对地磁急变的分析

为探索地磁长期变化中地磁急变事件的识别方法,分析地磁急变的特征,本文基于多个地磁台站子夜均值数据,利用线性拟合方法计算了地磁场X,Y和Z三个分量的年变率,对近年来发生的地磁急变事件进行了识别和分析。结果显示:Y分量能对分析时段内已报道的地磁急变事件进行很好的识别,其中1999年的地磁急变事件,在我国区域内发生的时间可能为1998年,此外2017年可能存在一个新的地磁急变事件;Z分量年变率整体变化平缓,2001年和2013年前后发生两次显著的地磁年变率变化,并且分别早于2003年和2014年两次显著的地磁急变事件时间,这与下地幔的高电导率层对不同分量地磁信号从核幔边界传播至地表过程中的延迟作用有关;X分量年变率出现多次地磁急变事件特征,其变化与D_st指数年变率变化具有相关性,可利用其去除X分量年变率中存在的外部空间电流体系影响成分,更可靠地辅助Y分量对地磁急变事件进行识别。总体上,地磁子夜均值数据年变率的空间分布与基于第12代国际地磁参考场（IGRF12）模型计算的地磁数据年变率的空间分布所呈现的变化特征在总趋势上具有一致性,表明地磁台站子夜均值数据能够反映我国区域地球主磁场的变化特征,而分别由子夜均值数据和IGRF12模型计算的2003年Y分量年变率空间分布均存在的显著局部特征,可能与地磁急变事件的区域特征有关。      

基于地磁熵和Hausdorff距离的地磁辅助惯性导航

惯性导航系统可实现自主导航,但存在定位误差随时间增大的缺点.本文采用地磁信息辅助惯性导航,修正其积累误差.文中分析了基于地磁熵的地磁匹配算法以及基于Hausdorff距离的地磁匹配算法的优缺点,提出了一种新算法,即二者相结合分别用于地磁匹配的粗匹配和精匹配过程,将所得匹配结果用于修正惯导系统的位置.仿真结果表明,新算法可克服基于地磁熵的地磁匹配算法易于发散的缺点,提高导航精度.     

地磁数据处理软件

如何应用微机对地磁观测数据进行处理，是运用现代方法处理地磁资料的一个关键问题。本文在实践（该软件已试用一年）的基础上，研制出了一种新的数据处理软件，代替了传统的手工计算。该软件应用ＢＡＳＩＣ语言编写，主要功能包括：①同现有的野外地磁测量的记录软件（ＰＣ－１５００计算机）联网；②计算各个测点总场强度和垂直强度（含主测点和副测点）的桩位差与仪器差、桩位差和仪器差的均方误差、通化差、通化均方误差、本期差值、相邻差值、点变幅减变幅均值、点变幅减变幅均相邻差值及各种精度的统计；③数据的分类、查询、替换、存储；④３种汉化的成果报表。     

佘山地磁信号的小波消噪处理

上海地铁9号线开通后,佘山地震基准台地磁观测受到严重影响,本文运用小波分析的方法,对被地铁9号线干扰的余山地磁数据进行消噪处理,并将变换后得到的结果和没有地铁干扰的崇明地震台同一仪器观测的地磁数据进行时序变化和相关系数比较,消噪处理效果较明显。     

地磁台站勘选数据处理系统设计

为实现地磁台站场地勘选指标的快速计算和勘选报告的在线保存与查询,提高地磁台站勘选数据处理效率,降低人工处理数据错误率,在现有地磁数据处理软件功能的基础上设计开发地磁台站勘选数据处理系统,以提高勘选的工作效率。     

地磁秒采样数据智能分析系统软件

地磁秒采样仪器观测过程中,易受各种环境干扰造成数据异常,如磁暴、高压直流输电、人为干扰、仪器故障等,不易被发现并识别,若不能及时处理,将会造成观测数据质量下降。若诸多干扰与磁扰叠加,将更不易识别,导致数据的错误处理。为了提高观测质量,利用现有编程技术,开发地磁秒采样数据智能分析系统软件,实现对地磁观测仪器工作状态、各种干扰、磁暴等现象的实时监控和分析,及时发现异常并报警,同时利用多台数据对比智能分析软件,对复杂干扰和高压直流输电干扰进行自动识别,并数据曲线中标示干扰位置,提高数据资料处理的准确性和有效性。     

数学形态学在地震信号处理中的应用研究

数学形态学是一门新兴科学,它建立在严格的数学理论基础之上,是研究数字信号（图像）形态结构特征及其快速并行处理方法的理论,已经成功应用于图像处理、医学信号处理和语音信号处理等领域.地震信号去噪处理和裂缝检测的研究一直都是地质学家和油气藏工程学家感兴趣的问题.本文将数学形态学与地震信号处理相结合,重点探讨了数学形态学在地震信号处理中的应用,针对地震信号的特点,设计了形态滤波器,应用于合成地震资料,得到了理想的结果.在此基础上,本文研究并构造了形态学边缘检测算子,通过理论和实际资料检验,该方法具有良好适用性.以上研究表明,基于形态学的地震信号处理是可行的,具有推广应用前景.     

基于IDL的地磁数据频谱分析系统设计

根据地磁台站数据在地震预报研究中的应用特点,研究了地磁数据获取、处理和存储的规范和流程,并根据规范和流程,利用可视化交互数据语言(IDL)和DataMiner接口实现了一个地磁台站数据频谱分析处理系统.在系统中,采用先处理存储后读写显示的方案,降低了系统的耦合度,改善了显示效果,提高了用户的体验度.     

基于WM6系统的流磁测量记录软件设计与实现

流磁测量作业中一般通过填写纸质记录表记录和检核观测数据,存在作业效率不高和不便数据存储、传输、存档和后续调用处理等问题。为此,在分析电子记录可行性的基础上,利用VS2008,在WM6平台开发流磁测量PDA记录软件。应用表明,该项工作对改进已有观测技术、优化数据管理方面,具有实践和借鉴意义。     

太原基准地震台地磁背景噪声分析

太原基准地震台数字化地磁观测项目建成运行后,背景噪声水平较大,影响观测资料的使用.采取多种技术措施,认为地电阻率观测对地供电是地磁稳频干扰的主要成分,是地磁背景噪声的一项重要干扰因素.     

地磁台站连续观测分钟值连接阈值选择

对流动地磁矢量观测数据进行日变通化时,需借助周边地磁台站长时段连续观测分钟值数据,以计算测点处观测时刻至通化日零时H、D和Z三分量变化量,而台站实际相对记录数据多存在相邻两日非正常台阶差值,需予以消除,以保证数据的连续性。选取满洲里、德都、蒙城、泰安、静海、隆尧、锡林浩特和长春8个固定地磁台站2020年5月相对记录数据,讨论H、D和Z分量的连接阈值。为筛选得到更多的台阶值,首选较小值进行连接尝试,分析台阶值在相邻两台站的同步性,并统计台阶值出现前后连续分钟值的正常波动幅度,讨论台阶值的合理性,进而对阈值进行调整,得到3个分量的合理阈值分别为1.0 nT、0.35 nT和0.4 nT。在实际应用中,由于不同台站的地磁观测数据质量存在差异,根据需要可适当提高阈值,尤其是Z分量阈值。     

基于VC++大地电磁数据处理软件开发

研究了GDP大地电磁系统AVG的数据格式,根据实际需要、结合先进的计算机技术和当今比较流行的Visual C++6.0开发工具开发了相应的软件—GDP大地电磁数据处理软件,其中主要功能有：(1)多类型参数数据的曲线显示、参数值的实时显示以及读取存储功能;(2)可视化数据编辑功能;(3)电阻率深度提取功能.笔者在软件系统的设计中,嵌入了模块化思想,为今后完善和移植GDP大地电磁系统数据处理软件奠定了基础.最后通过GDP大地电磁系统数据处理软件对青海某矿区的实测CSAMT资料进行校正处理,效果明显,说明GDP大地电磁系统数据处理软件有较强的实用性.