基于ICA的重力固體潮信號(hào)互相關(guān)譜分析及異常信息提取
發(fā)布時(shí)間:2020-12-06 12:23
中國(guó)是一個(gè)地震頻發(fā)的國(guó)家,并且由于固體潮與地震有一定的觸發(fā)關(guān)系,因此,固體潮的研究對(duì)我國(guó)地震有重要意義。然而重力固體潮信號(hào)中包含有非常豐富的潮汐諧波分量,如何從觀測(cè)數(shù)據(jù)中提取出與地震有物理關(guān)聯(lián)的地震前兆信息,一直以來(lái)都是學(xué)者們研究的課題。由重力固體潮信號(hào)的產(chǎn)生機(jī)理可知,其是由能量相對(duì)較強(qiáng)的日波、半日波分量,和能量相對(duì)較弱的年波、月波等長(zhǎng)周期波分量混合而成,因此,在這些有較大能量差異的諧波分量中,很難把能量較弱的異常信息凸顯出來(lái)。所以,若要對(duì)其進(jìn)行有效的分析,須首先將重力固體潮信號(hào)的強(qiáng)弱潮汐諧波分量進(jìn)行分離。本文的研究工作如下:本文基于一種重力固體潮分解模型。根據(jù)此模型,本文運(yùn)用獨(dú)立成分分析對(duì)信號(hào)進(jìn)行加性分解,成功將信號(hào)分解為三路,并且三路獨(dú)立分量和三維正交分解模型一一對(duì)應(yīng),證明各分量是相互正交疊加形成的重力固體潮信號(hào)。在對(duì)獨(dú)立成分分量的譜相關(guān)分析中,自相關(guān)運(yùn)算會(huì)使強(qiáng)的分量更強(qiáng),而弱的分量更弱,針對(duì)這一問(wèn)題,本文采用獨(dú)立成分間的互相關(guān)譜,凸顯弱的潮汐諧波分量,實(shí)現(xiàn)更高分辨率的譜相關(guān)分析,來(lái)揭示重力固體潮,諧波分量的調(diào)制關(guān)系,因此可以得到更豐富的諧波分量間異常調(diào)制信息,將微弱的地震前兆信息...
【文章來(lái)源】:昆明理工大學(xué)云南省
【文章頁(yè)數(shù)】:80 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
地球某點(diǎn)受的太陽(yáng)引潮力
昆明理工大學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文14息,將微弱的異常的調(diào)制信息凸顯。重力固體潮信號(hào)主要是地球受太陽(yáng)、月球等的引潮力形成的混合信號(hào)。本文以月球在地球表面產(chǎn)生的引潮力為例分析,太陽(yáng)對(duì)地球產(chǎn)生的引潮力與此類(lèi)似。當(dāng)月球圍繞地球公轉(zhuǎn)時(shí),兩者之間的距離會(huì)發(fā)生改變,這會(huì)影響地球受到的月球的引潮力,即月球引力潮汐。本文的重力固體潮信號(hào)分解模型如圖2.2所示。以地球上的某點(diǎn)M受到的月球的引潮力為例進(jìn)行分析,各分量間的關(guān)系如下:ghFFF(2.17)21FFFg(2.18)12111FFF(2.19)其中,hF為地傾斜固體潮信號(hào)分量,gF為重力固體潮信號(hào)分量,1F、11F和12F為平行于赤道平面的信號(hào)分量,2F為地球自轉(zhuǎn)軸方向的信號(hào)分量。由于2F和地球自轉(zhuǎn)軸平行,所以只受地球公轉(zhuǎn)和月球公轉(zhuǎn)的影響,不受地球自轉(zhuǎn)的影響,主要包含年波、月波等長(zhǎng)周期波分量。1F除了受地球自轉(zhuǎn)的作用,還受地球公轉(zhuǎn)和月球公轉(zhuǎn)的影響,所以包含年波、月波、日波等信號(hào)分量。圖2.2重力固體潮正交分解模型2.2獨(dú)立成分分析為了獲得源信號(hào),或者為了確定某些信道特征,需要對(duì)信號(hào)建立一定的模型。
第二章融合獨(dú)立成分分析和互相關(guān)譜分析的算法19勘探角色態(tài)——在全局范圍內(nèi),每個(gè)粒子搜索到的隨機(jī)位置點(diǎn):tH)1(ig。中心角色態(tài)——每個(gè)粒子搜索的最優(yōu)位置:tH)1(ic。開(kāi)采角色態(tài)——每個(gè)粒子在局部區(qū)域搜索到的最新位置,即:)1(),1(),1(),1()1(4321tHttHHttHHililililil(2.32)(2)本文所分析的重力固體潮信號(hào)為9維,所以搜索空間維度為9,用9E表示,本算法是采用單形鄰域不斷搜索,逼近最優(yōu)點(diǎn)的,每次隨機(jī)選取p,q兩個(gè)維度構(gòu)成單形鄰域2E的空間,如圖2.4所示。圖2.4ICA搜索機(jī)制在單形鄰域的空間內(nèi),每一個(gè)粒子搜索到的最新位置如下所示:)()1()()()1(,1211,],,[12,11,1HetHetHtetHeqpocqpglcjqpicqpil(2.33))()1()()()1(,2221,],,[22,21,2HetHetHtetHeqpocqpglcjqpicqpil(2.34))()1()()()1(,3231,],,[32,31,3HetHetHtetHeqpocqpglcjqpicqpil(2.35))()1()()()1(,4241,],,[42,41,4HetHetHtetHeqpocqpglcjqpicqpil(2.36)其中,粒子i在第t1次的迭代中,搜索到的四個(gè)新中心角色態(tài)位置,分別為)1(,1tHqpil,)1(,2tHqpil,)1(,3tHqpil,)1(,4tHqpil;在t次迭代中,粒子i的中心角色態(tài)位置為)(,tHqpic;在另一個(gè)粒子j的第t次迭代中搜索到的三個(gè)角色態(tài)中(勘探角色態(tài)、開(kāi)采角色態(tài)和中心角色態(tài))中任意選取某一個(gè)角色態(tài)粒子位置
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]地震場(chǎng)景下重力固體潮信號(hào)互相關(guān)譜分析與異常信息提取[J]. 邢德釗,全海燕. 地球物理學(xué)進(jìn)展. 2019(06)
[2]基于ICA的引潮力互相關(guān)譜分析[J]. 邢德釗,全海燕. 地球科學(xué)進(jìn)展. 2019(01)
[3]基于改進(jìn)主成分分析網(wǎng)絡(luò)的手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別方法[J]. 閔鋒,葉顯一,張彥鐸. 華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(12)
[4]基于一種單純形鄰域與多角色進(jìn)化策略算法的重力固體潮信號(hào)獨(dú)立成分分析[J]. 全海燕,高略. 地球物理學(xué)進(jìn)展. 2018(04)
[5]重力場(chǎng)的地球動(dòng)力學(xué)與內(nèi)部結(jié)構(gòu)應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 孫和平,徐建橋,崔小明. 測(cè)繪學(xué)報(bào). 2017(10)
[6]生態(tài)金字塔粒子群優(yōu)化算法[J]. 劉亞紅,張瑋,樊呂彬. 計(jì)算機(jī)科學(xué). 2017(10)
[7]基于引潮力位的云南魯?shù)镸_S6.5地震前地面長(zhǎng)波輻射短臨變化[J]. 張巖,康春麗,馬未宇,姚琪. 地震地磁觀測(cè)與研究. 2016(06)
[8]精密引潮力的計(jì)算及其影響因素分析[J]. 雷偉偉,張捍衛(wèi),孫茜. 地球物理學(xué)進(jìn)展. 2016(05)
[9]基于正交獨(dú)立成分分析的過(guò)程數(shù)據(jù)建模[J]. 羅明英,侍洪波,譚帥. 信息與控制. 2016(05)
[10]基于ICA的重力固體潮信號(hào)的潮汐諧波提取[J]. 李巧燕,全海燕. 云南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(06)
博士論文
[1]多源衛(wèi)星測(cè)高數(shù)據(jù)確定海洋潮汐模型的研究[D]. 李大煒.武漢大學(xué) 2013
碩士論文
[1]重力固體潮信號(hào)的獨(dú)立分解與乘性解調(diào)分析及異常信息研究[D]. 高略.昆明理工大學(xué) 2018
[2]基于循環(huán)平穩(wěn)特征的非平穩(wěn)信號(hào)分析方法研究[D]. 雷電.電子科技大學(xué) 2016
[3]中國(guó)大陸連續(xù)重力數(shù)據(jù)非潮汐量的獲取與初步分析[D]. 徐偉民.中國(guó)地震局地球物理研究所 2012
本文編號(hào):2901360
【文章來(lái)源】:昆明理工大學(xué)云南省
【文章頁(yè)數(shù)】:80 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
地球某點(diǎn)受的太陽(yáng)引潮力
昆明理工大學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文14息,將微弱的異常的調(diào)制信息凸顯。重力固體潮信號(hào)主要是地球受太陽(yáng)、月球等的引潮力形成的混合信號(hào)。本文以月球在地球表面產(chǎn)生的引潮力為例分析,太陽(yáng)對(duì)地球產(chǎn)生的引潮力與此類(lèi)似。當(dāng)月球圍繞地球公轉(zhuǎn)時(shí),兩者之間的距離會(huì)發(fā)生改變,這會(huì)影響地球受到的月球的引潮力,即月球引力潮汐。本文的重力固體潮信號(hào)分解模型如圖2.2所示。以地球上的某點(diǎn)M受到的月球的引潮力為例進(jìn)行分析,各分量間的關(guān)系如下:ghFFF(2.17)21FFFg(2.18)12111FFF(2.19)其中,hF為地傾斜固體潮信號(hào)分量,gF為重力固體潮信號(hào)分量,1F、11F和12F為平行于赤道平面的信號(hào)分量,2F為地球自轉(zhuǎn)軸方向的信號(hào)分量。由于2F和地球自轉(zhuǎn)軸平行,所以只受地球公轉(zhuǎn)和月球公轉(zhuǎn)的影響,不受地球自轉(zhuǎn)的影響,主要包含年波、月波等長(zhǎng)周期波分量。1F除了受地球自轉(zhuǎn)的作用,還受地球公轉(zhuǎn)和月球公轉(zhuǎn)的影響,所以包含年波、月波、日波等信號(hào)分量。圖2.2重力固體潮正交分解模型2.2獨(dú)立成分分析為了獲得源信號(hào),或者為了確定某些信道特征,需要對(duì)信號(hào)建立一定的模型。
第二章融合獨(dú)立成分分析和互相關(guān)譜分析的算法19勘探角色態(tài)——在全局范圍內(nèi),每個(gè)粒子搜索到的隨機(jī)位置點(diǎn):tH)1(ig。中心角色態(tài)——每個(gè)粒子搜索的最優(yōu)位置:tH)1(ic。開(kāi)采角色態(tài)——每個(gè)粒子在局部區(qū)域搜索到的最新位置,即:)1(),1(),1(),1()1(4321tHttHHttHHililililil(2.32)(2)本文所分析的重力固體潮信號(hào)為9維,所以搜索空間維度為9,用9E表示,本算法是采用單形鄰域不斷搜索,逼近最優(yōu)點(diǎn)的,每次隨機(jī)選取p,q兩個(gè)維度構(gòu)成單形鄰域2E的空間,如圖2.4所示。圖2.4ICA搜索機(jī)制在單形鄰域的空間內(nèi),每一個(gè)粒子搜索到的最新位置如下所示:)()1()()()1(,1211,],,[12,11,1HetHetHtetHeqpocqpglcjqpicqpil(2.33))()1()()()1(,2221,],,[22,21,2HetHetHtetHeqpocqpglcjqpicqpil(2.34))()1()()()1(,3231,],,[32,31,3HetHetHtetHeqpocqpglcjqpicqpil(2.35))()1()()()1(,4241,],,[42,41,4HetHetHtetHeqpocqpglcjqpicqpil(2.36)其中,粒子i在第t1次的迭代中,搜索到的四個(gè)新中心角色態(tài)位置,分別為)1(,1tHqpil,)1(,2tHqpil,)1(,3tHqpil,)1(,4tHqpil;在t次迭代中,粒子i的中心角色態(tài)位置為)(,tHqpic;在另一個(gè)粒子j的第t次迭代中搜索到的三個(gè)角色態(tài)中(勘探角色態(tài)、開(kāi)采角色態(tài)和中心角色態(tài))中任意選取某一個(gè)角色態(tài)粒子位置
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]地震場(chǎng)景下重力固體潮信號(hào)互相關(guān)譜分析與異常信息提取[J]. 邢德釗,全海燕. 地球物理學(xué)進(jìn)展. 2019(06)
[2]基于ICA的引潮力互相關(guān)譜分析[J]. 邢德釗,全海燕. 地球科學(xué)進(jìn)展. 2019(01)
[3]基于改進(jìn)主成分分析網(wǎng)絡(luò)的手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別方法[J]. 閔鋒,葉顯一,張彥鐸. 華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(12)
[4]基于一種單純形鄰域與多角色進(jìn)化策略算法的重力固體潮信號(hào)獨(dú)立成分分析[J]. 全海燕,高略. 地球物理學(xué)進(jìn)展. 2018(04)
[5]重力場(chǎng)的地球動(dòng)力學(xué)與內(nèi)部結(jié)構(gòu)應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 孫和平,徐建橋,崔小明. 測(cè)繪學(xué)報(bào). 2017(10)
[6]生態(tài)金字塔粒子群優(yōu)化算法[J]. 劉亞紅,張瑋,樊呂彬. 計(jì)算機(jī)科學(xué). 2017(10)
[7]基于引潮力位的云南魯?shù)镸_S6.5地震前地面長(zhǎng)波輻射短臨變化[J]. 張巖,康春麗,馬未宇,姚琪. 地震地磁觀測(cè)與研究. 2016(06)
[8]精密引潮力的計(jì)算及其影響因素分析[J]. 雷偉偉,張捍衛(wèi),孫茜. 地球物理學(xué)進(jìn)展. 2016(05)
[9]基于正交獨(dú)立成分分析的過(guò)程數(shù)據(jù)建模[J]. 羅明英,侍洪波,譚帥. 信息與控制. 2016(05)
[10]基于ICA的重力固體潮信號(hào)的潮汐諧波提取[J]. 李巧燕,全海燕. 云南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(06)
博士論文
[1]多源衛(wèi)星測(cè)高數(shù)據(jù)確定海洋潮汐模型的研究[D]. 李大煒.武漢大學(xué) 2013
碩士論文
[1]重力固體潮信號(hào)的獨(dú)立分解與乘性解調(diào)分析及異常信息研究[D]. 高略.昆明理工大學(xué) 2018
[2]基于循環(huán)平穩(wěn)特征的非平穩(wěn)信號(hào)分析方法研究[D]. 雷電.電子科技大學(xué) 2016
[3]中國(guó)大陸連續(xù)重力數(shù)據(jù)非潮汐量的獲取與初步分析[D]. 徐偉民.中國(guó)地震局地球物理研究所 2012
本文編號(hào):2901360
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