吊舱式时间域直升机航空电磁数据处理方法研究

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1、吊舱式时间域直升机航空电磁数据处理方法研究吕东伟指导教师姓名及职称王绪奎教援申请学位级别硕士——专业名称鱼曼量焦．宣丝堡论文提交日期2011-5——论文答辩El期呈Q!!二垒学位授予单位和日期成都理王太堂!生一旦．．!答辩委评阅人2011年5月育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的人员对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。籼姗躲昌狮力脾厂月弓／日学位论文版权使用授权书奉学位论文作者完全了解邀都堡王太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权邀都理互太堂可以将学位论文的全

2、部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用奉授权书)学位论文作者签名：学位论文作者导师签加n年歹其≥1日摘要吊舱式时间域直升机航空电磁数据处理方法研究作者简介：吕东伟，女，1985年10月生，师从成都理工大学王绪本教授，2011年7月毕业于成都理工大学信号与信息处理专业，获得工学硕士学位。时间域航空电磁法具有良好的水平分辨能力，便于解释，效益高，有效勘探深度大等特点，因而得到了持续的发展。由于时间域电磁数据，特别是晚期数据受到的干扰较大，如果不对数据进行预处理，将会影响数据的分析和解释精度。本文结合

3、国家863重大项目子课题数据处理和基础图件编制的方法研究与软件开发，研究吊舱式时间域直升机航空电磁数据处理的方法。本文首先调研了影响时间域航空电磁勘探的噪声，系统总结了噪声的类型，来源，特性及去噪方法。其次介绍了数据质量控制方法，并且在此基础上详细阐述了平滑滤波方法；最后，为了得到更多的有用信息及所选去噪方法是否合理，对时间域航空电磁数据进行了时频分析。对于质量控制，文中选用了三个标准，分别是航迹监控，飞行高度监控，和噪声水平监控。对于航迹监控和飞行高度监控，采用误差统计的方法，首先计算出偏差，与规范对比，同时可视化航迹曲线与设计标准航线，能更清晰地观察偏离程度，最后判断是

4、否满足允许误差。噪声水平估计，使用即时信噪比估计算法，这也是首次对时间域航空电磁数据噪声即时水平估计作出研究，该方法估计效果明显，能够正确地估算出每个时间点的噪声水平，准确率高，快速，适合飞行实时处理。质量监控的这三项指标为是否迸行重新飞行提供了可靠的依据。时间域航空电磁勘探受到噪声影响很大，基于此，本文选用三种滤波方法，包括传统的中值滤波，现代信号处理方法之一的小波滤波方法，以及首次将天文学中的Vondrak平滑法引入。中值滤波具有非线性滤波的优点，特别是对于脉冲性噪声有很好的抑制作用，小波滤波有它优越的多分辨性与自适应性，文中选用的是db3小波。针对中值滤波和小波滤波的

5、结果，进行了误差分析，两种方法都能有效的去除噪声，同时还对实测数据进行了噪声统计分析，发现噪声特征与随机自噪声相似。而Vondrak方法平滑效果的好坏取决于平滑因子的选取，因此使用了频率响应法和平滑误差法来选择变化平缓的平滑因子。对于其平滑结果，进行了不同平滑因子对应平滑结果的标准差分析，表明对应结果中标准差小的平滑因子与之前选择的平滑因子一致。也即，这三种方法都比较适合于时间域航空电磁数据处理。成都理工大学硕士学位论文为了进一步获得更多的有用信息和说明信号的特征，本文使用了Gabor展开和魏格纳一维尔分布首先分析了三种地电模型的瞬变电磁响应。然后对正演模拟信号进行时一频分

6、析，进而对实测时间域航空电磁信号进行了时频分析，发现时频分析能够有效的区分不同地电断面的响应且噪声更多地表现为高频。信号能量集中在低频早期阶段，并随着时间衰减很快，这反映了二次涡流场随渗透深度逐渐减弱。时间道信号的时频分析表明：该方法有一定的识别异常位置的能力。这为我们后续的地球物理模拟分析和地质解释都提供了一定的理论依据。总之，本文按照完整的吊舱式时间域直升机航空电磁信号数据预处理流程所必须的方法进行研究，这些数据分析和处理方法的研究为获得高质量的数据和提高后续的解释精度奠定了坚实的基础。关键词：时间域航空电磁法直升机噪声数据处理信噪比Vondrak方法中值滤波小波滤波时

7、频分析nAbstractMethodsStudyofHelicopter-borneTowedBirdTimeDomainElectromagneticDataProcessingIntroductionoftheauthor：LvDongwei，female，wasbominDecember,1985whosetutorwasProfessorWangXuben．ShegraduatedfromChengduUniversityofTechnologyinSignalandInformationProcessin