[發明專利]自編碼網絡的航磁干擾補償方法及自編碼網絡的構建方法

在審

• 申請號: 202210127691.6
• 申請日: 2022-02-11
• 公開（公告）號: CN114528927A
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 焦健;于平;趙肖;周帥
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06F17/11;G06F17/18;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 沈陽銘揚聯創知識產權代理事務所(普通合伙) 21241
• 代理人: 屈芳

本發明為一種自編碼網絡的航磁干擾補償方法及自編碼網絡的構建方法，將系數矩陣作為自編碼網絡的輸入，利用自編碼網絡得到的編碼器的特征作為新的系數矩陣F_D；利用得到的新系數矩陣F_D計算系數C_New，采用最小二乘計算補償磁干擾，不需要獲取系數矩陣的特征作為訓練標簽便能實現特征提取。將編碼器的中間層神經元節點數設置小于輸入層神經元節點數，這種特殊結構可以壓縮系數矩陣的表示并提取數據特征，從而削弱系數矩陣變量之間的相關性。將T?L方程的系數矩陣作為輸入，此外為了適應數據，選擇了性能更好的雙曲正切激活函數以及更魯棒的Huber損失函數，能有效降低網絡對異常值的敏感性。網絡中間層獲取的特征之間的相關性將大大降低。

技術領域

本發明屬于航磁數據處理領域，具體地而言為一種自編碼網絡的航磁干擾補償方法及自編碼網絡的構建方法。

背景技術

航磁調查為地質研究和礦產資源勘探提供了有價值的資料。除了收集所需的航磁數據外，該儀器還記錄飛機本身產生的磁場干擾。在航磁數據處理中，無法完全消除這種干擾是一個長期存在的問題。一個更好的磁干擾算法將導致更高質量的預處理和后處理數據。

Tolles和Lawson提出用數學方法表示磁干擾，從而建立了干擾補償模型(T-L方程)。而目前采用的經典模型是基于T-L方程建立的一個補償磁干擾系數方程，也稱作18項系數方程。航磁補償的關鍵就是準確的求出18項系數方程的解。但是由于模型變量之間的強相關性，將使線性回歸方法(最小二乘法)的解出現較大偏差。18項系數方程由飛機坐標系下的方向余弦函數推導得到，模型不可避免的存在多重共線性。同時，由于無人機無法完全標準的按照Figure of Merit(FOM)飛行軌跡進行，這將導致飛行傳感器數據出現噪聲，而噪聲將加劇變量間的多重共線性。

對于無人機而言，其航磁數據相比大型有人機的航磁數據包含更多噪聲，其數據表現更復雜，線性回歸方法性能有限。PCA通過使用正交變換將可能相關的變量轉換為一組線性不相關的變量，從而降低模型的多重共線性。但是當高維航磁數據包含復雜或非線性結構時PCA并不是數據特征的準確表示，這意味著PCA不能更有效的提取航磁數據的特征。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種自編碼網絡的航磁干擾補償方法及自編碼網絡的構建方法，可用于航磁數據降維處理，降低變量間的多重共線性，可提高線性回歸方法的補償精度。

本發明是這樣實現的，

一種自編碼網絡的航磁干擾補償方法，其特征在于：包括：

將具有18項系數的補償磁干擾總磁場方程中的系數矩陣作為自編碼網絡的輸入；其中：總磁場方程為：

H_t＝c₁x₁+c₂x₂+c₃x₃+c₄x₄+c₅x₅+c₆x₆+c₇x₇+c₈x₈+c₉x₉+c₁₀x₁₀+c₁₁x₁₁+c₁₂x₁₂++c₁₃x₁₃+c₁₄x₁₅+c₁₅x₁₅+c₁₆x₁₆+c₁₇x₁₇+c₁₈x₁₈；

采用最小二乘法得到的解為:

XC＝H_t