本文關(guān)鍵詞：基于最小噪聲分離的航空電磁探測剖面噪聲壓制方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：航空電磁探測是以飛機(jī)為搭載平臺,以電磁感應(yīng)理論為基礎(chǔ)的地球物理勘查方法,具有速度快、成本低、通行性好、可大面積覆蓋等優(yōu)勢。由于航空電磁探測裝備均搭載于移動平臺,除人文噪聲、環(huán)境噪聲、地質(zhì)噪聲、系統(tǒng)噪聲外,還引入了移動平臺特有的運(yùn)動噪聲及飛機(jī)產(chǎn)生的背景噪聲等,影響數(shù)據(jù)質(zhì)量,制約系統(tǒng)探測能力。因此,航空電磁探測的多源復(fù)雜噪聲壓制對提高系統(tǒng)探測能力具有重要實(shí)際意義。本文依托于國家863計(jì)劃項(xiàng)目的子課題“吊艙式時(shí)間域直升機(jī)航空電磁勘查數(shù)據(jù)處理與成圖關(guān)鍵技術(shù)”及國家重大科研裝備研制專項(xiàng)的子課題“航空瞬變電磁系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理與反演成像”,針對航空電磁探測的多源復(fù)雜噪聲對經(jīng)過背景場去除,疊加及抽道等預(yù)處理后的剖面數(shù)據(jù)的影響,研究基于最小噪聲分離的航空電磁探測剖面噪聲壓制方法,論文主要研究內(nèi)容及研究成果如下:分析了航空電磁探測剖面數(shù)據(jù)及殘余噪聲的時(shí)頻特性,針對剖面殘余噪聲在時(shí)域和頻域都和信號混疊難以壓制的難題,采用統(tǒng)計(jì)分析方法—最小噪聲分離壓制剖面殘余噪聲。借鑒最小噪聲分離在高光譜數(shù)據(jù)噪聲壓制的成功應(yīng)用,將最小噪聲分離(Minimum Noise Fraction,MNF)引入到航空電磁探測剖面噪聲壓制研究中。最小噪聲分離利用噪聲協(xié)方差對剖面數(shù)據(jù)進(jìn)行噪聲白化處理,從而將電磁剖面數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為按信噪比排列的MNF成分,利用L個低階信噪比高的MNF成分進(jìn)行重構(gòu)達(dá)到壓制殘余噪聲的目的。對未知噪聲進(jìn)行協(xié)方差估計(jì)是最小噪聲分離的重要計(jì)算技術(shù),采用自適應(yīng)窗寬濾波濾除的噪聲作為噪聲估計(jì),計(jì)算噪聲協(xié)方差。通過仿真數(shù)據(jù)和野外飛行數(shù)據(jù)的噪聲壓制結(jié)果證明了最小噪聲分離壓制剖面殘余噪聲的有效性,仿真數(shù)據(jù)的噪聲壓制結(jié)果表明晚期道數(shù)據(jù)的信噪比提高了29.72 d B,野外飛行數(shù)據(jù)的噪聲壓制結(jié)果的噪聲水平由原來的?60 n T/s減小到?40 n T/s。最小噪聲分離重構(gòu)的L個MNF成分中信噪比較低的MNF成分仍然含有高頻空間噪聲,本文在最小噪聲分離壓制航空電磁探測剖面噪聲的基礎(chǔ)上,提出最小噪聲分離濾波算法,該算法對最小噪聲分離重構(gòu)的L個MNF成分中信噪比較高的前H(HL)個MNF成分保留,避免異常細(xì)節(jié)特征被當(dāng)作噪聲濾除,而對(L-H)個信噪比較低的MNF成分進(jìn)行濾波,濾除高頻空間噪聲,最后利用前H個MNF成分和濾波后的(L-H)個MNF成分進(jìn)行重構(gòu)壓制電磁剖面殘余噪聲。該算法不僅可以有效地壓制電磁剖面殘余噪聲,而且能夠避免剖面數(shù)據(jù)的異常細(xì)節(jié)特征被當(dāng)作噪聲處理。仿真數(shù)據(jù)和野外飛行數(shù)據(jù)應(yīng)用最小噪聲分離濾波壓制剖面噪聲的結(jié)果驗(yàn)證了該算法的有效性,并改善了最小噪聲分離壓制剖面噪聲的效果,仿真數(shù)據(jù)晚期道的信噪比提高了22.29 d B,信噪比較最小噪聲分離方法提高了4.37 d B。野外飛行數(shù)據(jù)的噪聲壓制結(jié)果表明噪聲水平由原來的?60 n T/s減小到?25 n T/s。本文最后對基于最小噪聲分離的航空電磁探測剖面乘性噪聲壓制方法進(jìn)行初步研究,分析電磁剖面乘性噪聲特點(diǎn),利用同態(tài)對數(shù)變換方式進(jìn)行處理,將乘性噪聲轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shù)域加性噪聲,并在對數(shù)域利用最小噪聲分離壓制噪聲達(dá)到去除電磁剖面乘性噪聲的目的。在仿真數(shù)據(jù)中分別應(yīng)用最小噪聲分離和自適應(yīng)窗寬濾波壓制剖面乘性噪聲,驗(yàn)證最小噪聲分離壓制剖面乘性噪聲的有效性,并取得優(yōu)于自適應(yīng)窗寬濾波的去噪效果。仿真數(shù)據(jù)的最小噪聲分離壓制噪聲結(jié)果表明和未去噪的剖面數(shù)據(jù)相比信噪比提高了12.38d B;和自適應(yīng)窗寬濾波的結(jié)果對比,信噪比提高了2.77 d B。野外飛行數(shù)據(jù)的乘性噪聲壓制結(jié)果的噪聲水平由噪聲壓制前的?25 n T/s下降到?10 n T/s。
【關(guān)鍵詞】：航空電磁探測 噪聲壓制 最小噪聲分離 噪聲協(xié)方差估計(jì) 小波變換 乘性噪聲
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P631.326
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-15
• 1.1 課題研究背景及意義11-12
• 1.2 時(shí)間域航空電磁探測數(shù)據(jù)噪聲壓制方法國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容13-15
• 第2章 時(shí)間域航空電磁探測剖面數(shù)據(jù)與噪聲分析15-22
• 2.1 時(shí)間域航空電磁探測基本原理15-17
• 2.2 時(shí)間域航空電磁探測的剖面數(shù)據(jù)17-19
• 2.3 時(shí)間域航空電磁探測剖面噪聲分析19-21
• 2.4 本章小結(jié)21-22
• 第3章 基于MNF的航空電磁探測剖面噪聲壓制22-36
• 3.1 最小噪聲分離壓制剖面噪聲原理22-24
• 3.1.1 最小噪聲分離成分計(jì)算22-23
• 3.1.2 基于MNF重構(gòu)的噪聲壓制23-24
• 3.2 噪聲協(xié)方差估計(jì)24-30
• 3.2.1 最大自相關(guān)因子變換法24-27
• 3.2.2 殘差分析法27-28
• 3.2.3 自適應(yīng)窗寬濾波法28-30
• 3.3 仿真數(shù)據(jù)的剖面噪聲壓制30-33
• 3.3.1 大地模型建立30-31
• 3.3.2 仿真結(jié)果分析31-33
• 3.4 野外飛行實(shí)測數(shù)據(jù)的剖面噪聲壓制33-35
• 3.5 本章小結(jié)35-36
• 第4章 基于MNF濾波的航空電磁探測剖面噪聲壓制36-47
• 4.1 最小噪聲分離濾波壓制剖面噪聲原理36-39
• 4.1.1 最小噪聲分離成分濾波—重構(gòu)過程36-37
• 4.1.2 小波變換37-38
• 4.1.3 小波閾值去噪38-39
• 4.2 仿真數(shù)據(jù)的剖面噪聲壓制39-43
• 4.3 野外飛行實(shí)測數(shù)據(jù)的剖面噪聲壓制43-45
• 4.4 本章小結(jié)45-47
• 第5章 基于MNF的航空電磁探測剖面乘性噪聲壓制47-58
• 5.1 乘性噪聲的同態(tài)處理方式與噪聲壓制47-49
• 5.1.1 乘性噪聲同態(tài)處理方式47-48
• 5.1.2 基于MNF的乘性噪聲壓制48-49
• 5.2 仿真數(shù)據(jù)的剖面乘性噪聲壓制49-54
• 5.2.1 大地模型建立49-51
• 5.2.2 仿真結(jié)果分析51-54
• 5.3 野外飛行實(shí)測數(shù)據(jù)的剖面乘性噪聲壓制54-57
• 5.4 本章小結(jié)57-58
• 第6章 總結(jié)及展望58-61
• 6.1 全文總結(jié)58-59
• 6.2 展望59-61
• 參考文獻(xiàn)61-66
• 作者簡介及在學(xué)期間所取得的科研成果66-67
• 致謝67

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：基于最小噪聲分離的航空電磁探測剖面噪聲壓制方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：311011