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一种海洋磁异常检测噪声抑制算法

费春娇 张群英 吴佩霖 方广有 朱万华 许鑫

费春娇, 张群英, 吴佩霖, 方广有, 朱万华, 许鑫. 一种海洋磁异常检测噪声抑制算法[J]. 电子与信息学报, 2018, 40(11): 2779-2786. doi: 10.11999/JEIT180026
引用本文: 费春娇, 张群英, 吴佩霖, 方广有, 朱万华, 许鑫. 一种海洋磁异常检测噪声抑制算法[J]. 电子与信息学报, 2018, 40(11): 2779-2786. doi: 10.11999/JEIT180026
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Citation: Chunjiao FEI, Qunying ZHANG, Peilin WU, Guangyou FANG, Wanhua ZHU, Xin XU. Noise Suppression Algorithm for Ocean Magnetic Anomaly Detection[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2018, 40(11): 2779-2786. doi: 10.11999/JEIT180026

一种海洋磁异常检测噪声抑制算法

doi: 10.11999/JEIT180026
详细信息
    作者简介:

    费春娇:女,1989年生,博士生,研究方向为海洋环境磁场模型的建立以及噪声抑制方法

    张群英:女,1972年生,研究员,主要研究微波遥感技术和信号处理技术

    吴佩霖:男,1988年生,博士生,研究方向为航空磁力仪运动平台校正及参数补偿方法

    方广有:男,1963年生,研究员,主要研究超宽带电磁场理论及工程应用、超宽带雷达成像技术、微波成像新方法和新技术

    朱万华:男,1982年生,副研究员,主要研究磁异常信号检测、磁场传感器关键技术

    许鑫:男,1986年生,助理研究员,主要研究磁异常信号检测、海洋磁测信号处理与噪声抑制方法

    通讯作者:

    张群英  qyzhang@mail.ie.ac.cn

  • 中图分类号: O441.3

Noise Suppression Algorithm for Ocean Magnetic Anomaly Detection

  • 摘要: 海洋磁异常检测是海洋科学观测、海底资源勘探、国防安全等领域的重要手段之一,但复杂环境磁场噪声增加了目标磁探测的难度,研究各种磁场噪声机理及抑制方法对于测量精度的提升具有重要意义。该文提出一种磁异常检测噪声抑制算法,利用通用型和无限水深条件下的海浪磁场模型分别对海浪感生磁场噪声进行估算,通过谱减法和小波去噪相结合的方法对磁异常信号中的海浪和地磁场噪声进行滤除。该文利用2015年8月我国南海某海域的海洋磁场观测数据对该算法进行了验证。结果表明,该方法可以滤除大部分的海浪和地磁场噪声,在频段0.4~0.8 Hz范围内海浪的分布明显减少,较大幅度地改善了时域波形,突出了目标产生的磁异常信号,信噪比可提升近11 dB。该方法计算复杂度低,实时性强且易于实现,可为海洋磁异常检测的噪声抑制提供一种有效手段。
  • 图  1  磁性目标运动检测模型示意图

    图  2  谱减法的基本原理框图

    图  3  海浪运动产生感应磁场的数学模型

    图  4  小波去噪分解与重构原理框图

    图  5  海洋磁异常检测噪声抑制算法原理框图

    图  6  实验地点以及海面浪高概况

    图  7  磁偶极子产生的z方向磁场信号

    图  8  带噪磁异常信号z方向分量的时域及频域显示

    图  9  不同海浪磁场模型的时域及频域估算结果

    图  10  利用不同海浪磁场模型经过谱减法及小波分析得到的磁异常信号检测结果的时域和频域图

    表  1  海浪基本参数信息

    精确传感器测量时间 WW3海浪时间 波长(×108 m) 周期(s) 有效波高(m)
    2015-8-21 08:00-09:00 08-21 006/06UTC 30~75 10~25 0.5~1.0
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-01-09
  • 修回日期:  2018-04-23
  • 网络出版日期:  2018-05-10
  • 刊出日期:  2018-11-01

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