[發明專利]一種去除振動觀測信號中背景振動的有效方法

在審

• 申請號: 201310471586.5
• 申請日: 2013-09-30
• 公開（公告）號: CN103528671A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 鄭鑫;葛建銳;解恒燕;陶夏新;王福彤
• 申請（專利權）人: 黑龍江八一農墾大學
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種去除振動觀測信號中背景振動的有效方法，其特征在于：采用以下計算步驟：

觀測得到的環境振動由交通的環境振動和本底振動兩部分組成，可以表達為

h_T(t)=h_O(t)-h_B(t)???(1)；

式中，h_T(t)為交通系統引起的環境振動時程，h_O(t)為觀測記錄總時程，h_B(t)為本底時程。h_O(t)是觀測得到的，h_B(t)也可以通過觀測沒有車輛通過時測點的振動獲得；

對(1)式兩邊做Fourier變換，得

H_T(f)=H_O(f)-H_B(f)???(2)；

其中，H(f)表示h(t)的Fourier譜。對(2)式兩邊求幅值的平方，

|HT(f)|2=|HO(f)-HB(f)|2=[HO(f)-HB(f)]·[HO(f)-HB(f)]*=|HO(f)|2+|HB(f)|2-HO(f)HB*(f)-HO*(f)HB(f)---(3);]]>

式中，[·]*表示共軛，由于與互為共軛，則可表示為

據此，(3)式可寫成

|HT(f)|2=|HO(f)|2+|HB(f)|2-2Re[HO(f)HB*(f)]---(4);]]>

對(4)式求期望，

E[|HT(f)|2]=E[|HO(f)|2]+E[|HB(f)|2]-2E{Re[HO(f)HB*(f)]}---(5);]]>

上式兩邊除以振動持時T得

1TE[|HT(f)|2]=1TE[|HO(f)|2]+1TE[|HB(f)|2]-2TE{Re[HO(f)HB*(f)]}---(6);]]>

據定義，可以寫成

P_T(f)=P_O(f)+P_B(f)-2Re[P_OB(f)]????(7)；

式中，分別為三條時程的自功率譜密度函數，為本底振動與觀測振動的互功率譜密度函數；(7)式表明，交通環境振動的功率譜可以通過觀測振動的功率譜加上本底振動的功率譜，再減去觀測振動與本底振動的互功率譜實部的2倍獲得。

2.根據權利要求1所述的一種去除振動觀測信號中背景振動的有效方法，其特征在于：所述計算方法能夠有效地去除觀測數據中的本底干擾，獲得更貼近實際的交通環境振動的功率譜、時程、振動級以及加權振級。