地震信号的相位恢复及误差分析

常见的几种地震子波有:零相位子波、最小相位子波、最大相位子波和混合相位子波。以不同类型的信号为激发子波,对不同地层模型合成地震道。仅用原始合成地震道记录的振幅谱来恢复原始记录,讨论不同方法下,由于激发子波的不同,对比分析原始记录与恢复记录的差异,及其恢复效果。     

用GPS秒信号锁定高频振荡器的方法研究

对用远距离传输的GPS秒信号锁定本地高频晶体振荡器的方法进行了探讨。介绍了高精度的时间数字转换器TDC(Time to Digital Converter)和对滤波的方法进行了探讨。为了降低成本又能够满足设计要求的精度，还考虑了双D／A转换的方法。有关的硬件系统已经通过了调试和一系列的测试和实验，在测量和控制精度方面，能达到设计的要求。此外，提出了这个系统有待解决的问题，如双D／A转换的非线性问题，Kalman滤波抗野值及继续提高精度的问题。     

北海狮水下声信号类型分析

以水族馆内圈养的北海狮为研究对象,利用长达29 h的连续被动声学观测数据,对北海狮水下声信号类型进行了研究。共检测出22 689个水下声信号,对时长、最小频率、最大频率和峰值频率这4个声学参数采用聚类分析方法将信号分为10种类型:单脉冲(SP)、哨声(WS)、咕咕声(GG)、咚咚声(DS)、狗吠声(BK)、吼叫声(WY)、嗡嗡声(BZ)、撞击声(BG)、单频声(SF)以及咩咩声(BT)。该分类方式涵盖了北海狮92.6%的水下发声。北海狮水下声信号时长的均值为5~1 244 ms,峰值频率一般小于10 kHz。10种类型信号的占比各有不同,BK,BT和BG信号的比例较高;SP,WS和BZ信号的比例次之;DS,WY,SF和GG信号的比例较低。对北海狮水下声信号类型的分析能帮助了解北海狮的声行为特征,对野外北海狮的声学观测具有重要的指导价值。     

Defining dynamic pelagic habitats in oceanic waters off eastern Australia

Although many species in the pelagic ocean are widespread, they are not randomly distributed. These species may have associations with particular water masses or habitats, but to best understand patterns in the ocean, these habitats must be identified. Previous efforts have produced static or seasonal climatologies, which still represent smearing over habitats. The Eastern Tuna and Billfish Longline Fishery (ETBF) targets a range of high trophic level species in oceanic waters off eastern Australia. In this study, dynamic ocean habitats in the region were identified for each month based on cluster analysis of five oceanographic variables averaged at a monthly time scale and a spatial scale of 0.5° for the period 1995-2006. A total of seven persistent habitats were identified off eastern Australia with intra and interannual variation in size and location, indicating the importance of spatial and temporal variation in the dynamics of the region. The degree to which these dynamic habitats were distinguished was tested using (i) stable isotope analysis of top fish predators caught in the region and (ii) estimates of variation in estimated abundance generated from catch data from the fishery. More precise estimates (measured as lower total CV) of isotopic values from swordfish (Xiphias gladius), yellowfin tuna (Thunnus albacares) and albacore (Thunnus alalunga) were obtained for 4 of 6 isotope comparisons using the dynamic habitat groupings, which indicate that stratifying by pelagic habitat improved precision. Dynamic habitats produced more precise abundance estimates for 7 of 8 large pelagic species examined, with an average reduction in total CV of 19% compared to when abundance was estimated based on static habitat stratification. These findings could be used to guide development of effective monitoring strategies that can distinguish patterns due to environmental variation, and in the longer term, climate change.     

独立分量分析在探地雷达信号处理中的应用初探

针对探地雷达(Ground Penetrating Radar,GPR)信号信噪比低、背景杂波强,事先对探测目标的信息所知甚少,近乎处于“盲”状态,因而实际处理难度大等实际问题,提出了将独立分量分析(In-dependent Component Analysis,ICA)这种盲信号处理技术应用于GPR信号处理,并利用ICA中的Fast-ICA算法,对ICA法在GPR信号处理中的应用进行了初步探索,实现了GPR信号中弱目标信号和强背景杂波的有效分离,并初步解决了对所分离目标信号的正确排序,以及由ICA方法本身带来的所分离目标独立分量信号符号的不确定性等问题,使GPR信号信噪比大幅提高,从而使GPR的目标检测性能也得以显著改善。在对诸如地雷、地下管线等局部目标的时域有限差分法(Finite-dif-ference Time-domain,FDTD)、仿真GPR数据和室外试验观测GPR数据进行ICA处理后,都取得了理想的结果。     

基于矢量信号处理的水声定位系统

将传统的水声定位系统与矢量水听器相结合，设计了一种全新的轻便型长基线被动水声定位系统。介绍了系统的组成和工作原理，并结合近年来出现的矢量信号处理技术，设计了新的实时信号处理软件。经湖试和海试，系统的可行性得到了初步的验证。     

一种削弱信噪混叠的EMD降噪方法

针对经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)降噪过程中存在信号与噪声模态混叠及直接将分界本征模态函数(intrinsic mode function,IMF)分量归入高频噪声造成真实信号被“湮没”等问题,提出一种改进的EMD降噪方法。该方法将经EMD得到的第2个IMF分量至分界IMF分量进行重构,对重构信号进行下一次EMD,获取其中的“真实”信号,多次重复此操作,最后将所有获得的低频信号累加,从而达到降噪的目的。利用2种模拟数据和1种GPS实测高程数据进行实验,模拟数据与实测数据采用不同的评价指标评价降噪效果,结果表明,改进的EMD方法较传统EMD方法降噪效果更佳,验证了该方法的可靠性。     

地震信号内插与噪音剔除（一）

信号内插与噪音剔除是相互有着有机联系的两个方面。首先讨论地震信号的内插方法,提出了一种“最佳内插算子”,从而导出了另一种“检噪算子”,它可以有效地把干扰波从记录中识别出来,并将其“剔除”出去。进而讨论空间域数据的内插问题--道内插问题。在一定的条件下,空间域数据内插与时间域内插是完全等效的,因此道内插也可以采用与时间域相同的“最佳内插算子”。地震记录上的干扰波其绝大部分表现为空间域的脉冲式干扰,所以用“检噪算子”在空间域作褶积,便能识别干扰,从而对干扰加以剔除。本文解决了一种迭代的剔除方法,取得了好的效果。     

浅层地震探测的可控震源信号设计

在工程与环境物探中,浅层地震探测是一种常用的高分辨率物探方法,但是这种方法使用的炸药震源和枪击震源破坏力大,对人和建筑物都有危害,因而被禁止在人口稠密的地区使用．因此,无公害的电磁驱动可控震源技术得到了发展和应用．利用扫描信号压缩技术,小能量弹性波Chirp信号可持续向地下发送,不损害地面和建筑物,对人群也没有影响,是一种较理想的城市浅层地震震源．本文介绍了电磁驱动可控震源的信号设计方法,并简要介绍了具有波束定向能力的相控震源的设计思想．     

低场核磁共振定量测定松散沉积物中含水量的方法

核磁共振通过测定体系中氢质子弛豫的T2谱来确定液态水的含量。采用低场核磁共振技术定量测定松散沉积物体系中的含水量,探讨了沉积物粒径、黏土矿物种类与含量、孔隙水盐度、温度及气体压力等因素对测试结果的影响。由于不同介质体系中孔隙水表面弛豫机制不同,导致低场核磁测定松散沉积物中的含水量偏小。引入校正系数Cm对水量测试值进行了修正,结果表明：沉积物及孔隙水介质本身特性对水量测试结果几乎无影响,相对误差<0.5%,测试精密度<0.20%;温度变化对测试结果影响较大且呈负相关,温度从25 ℃降至1.7 ℃,水量测试值增加了10.71%;压力变化对测试结果的影响与充注气体是否含氢密切相关,不含氢气体的压力变化对测试结果没有影响,而对于含氢气体如甲烷,水量测试结果随压力变化线性增加,甲烷增加到5.05 MPa时,测试结果增加了12.15%。因此,在采用该法测量甲烷水合物生成分解过程中沉积物孔隙水的变化时,必须考虑体系的温度、压力对测试结果的影响,恒温恒压条件下监测的含水量变化能够准确指示甲烷水合物生成分解的微观过程,可望在海洋天然气水合物生成分解微观动力学研究方面得到广泛应用。