[發(fā)明專利]一種基于正交基函數(shù)OBF的磁異常信號檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110614208.2
• 申請日: 2021-06-02
• 公開（公告）號: CN113359201B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬艷;李智超
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01V3/38
• 分類號: G01V3/38;G01R33/00;G06F17/15;G06F17/18
• 代理公司: 西安銘澤知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61223
• 代理人: 張舉

1.一種基于正交基函數(shù)OBF的磁異常信號檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

載入磁異常原始數(shù)據(jù)；

利用歸一化模值斜率法估計出所述磁異常原始數(shù)據(jù)的磁異常信號時寬t_b，

利用歸一化模值斜率法估計磁異常基函數(shù)模值f_m(w)的檢測窗寬度w_b；

其中：

f₁,f₂,f₃是依據(jù)磁偶極子模型得到的三個正交基函數(shù)，w＝vt/R₀，v為目標(biāo)運動速度，t為時間，R₀為目標(biāo)與測量點的最小正橫距離；

求檢測窗寬度w_b與磁異常信號時寬t_b的比值，得到尺度因子v/R₀,即檢測窗的采樣間隔為：Δw＝(v/R₀)×Δt，其中Δt是磁異常原始數(shù)據(jù)的采樣間隔；

將檢測窗寬度為w_b的三個基函數(shù)作為副本與磁異常原始數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，檢測窗在磁異常數(shù)據(jù)上逐點滑動，每滑動一次即匹配出該時刻的一組基函數(shù)系數(shù)；

將所得到的基函數(shù)系數(shù)平方求和即可得到檢驗統(tǒng)計量——能量累積函數(shù)；

根據(jù)能量累積函數(shù)值是否超過門限判斷磁異常信號的有無，完成對磁異常信號的檢測。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于正交基函數(shù)OBF的磁異常信號檢測方法，其特征在于，所述載入磁異常原始數(shù)據(jù)為實測的磁異常數(shù)據(jù)或仿真產(chǎn)生的磁異常數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于正交基函數(shù)OBF的磁異常信號檢測方法，其特征在于，所述利用歸一化模值斜率法估計出所述磁異常原始數(shù)據(jù)的磁異常信號時寬t_b，具體包括以下步驟：

對x、y、z三軸磁異常數(shù)據(jù)取模值并對模值進(jìn)行幅度歸一化處理得到歸一化模值曲線；

對歸一化模值曲線求取各點處的切線斜率k，然后取斜率的絕對值得到|k|；

|k|＝|(datam₁)′|

將歸一化模值曲線斜率的絕對值|k|作為界定磁異常信號時寬t_b的門限值，通過驗證，當(dāng)取門限值為|k|≥0.001時，由該門限值界定出的磁異常信號能量占信號總能量的99％以上，則證明門限值有效；

由門限值界定出的磁異常信號左右端點的時間差值即為磁異常信號時寬t_b；

t_b＝t₂-t₁。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于正交基函數(shù)OBF的磁異常信號檢測方法，其特征在于，所述利用歸一化模值斜率法估計磁異常基函數(shù)模值的檢測窗寬度w_b，具體包括以下步驟：

滑動檢測窗的寬度即為三個標(biāo)準(zhǔn)正交基函數(shù)f_i(w)的寬度，先預(yù)設(shè)一個包含匹配寬度的滑動窗，然后根據(jù)此范圍下的基函數(shù)歸一化模值曲線的切線斜率來重新選取滑動窗的左右端點；預(yù)設(shè)的滑動窗寬度為：w＝[-10,10]，此步驟得到的基函數(shù)曲線相當(dāng)于磁異常信號；

在預(yù)設(shè)好的基函數(shù)曲線基礎(chǔ)上，對三個基函數(shù)f₁(w),f₂(w),f₃(w)取模值并對模值進(jìn)行幅度歸一化處理得到歸一化基函數(shù)模值曲線；

對基函數(shù)歸一化模值曲線求取各點處的切線斜率k₁，然后取斜率的絕對值得到|k₁|；

|k₁|＝|(f_m1(w))′|

將基函數(shù)歸一化模值曲線斜率的絕對值|k₁|作為界定滑動檢測窗寬度w_b的門限值，通過驗證，當(dāng)取門限值為|k₁|≥0.005時，新寬度下的基函數(shù)模值能量占初始寬度模值能量的99％以上，且基函數(shù)能量比與信號能量比的誤差不超過0.5％，由此可知新寬度下的基函數(shù)與磁異常信號匹配效果良好，則證明門限值有效；

由門限值界定出的滑動窗左右端點的橫坐標(biāo)差值即為滑動檢測窗寬度w_b；

w_b＝w₂-w₁。