基于统计信息的时变重力信号提取

发布时间：2024-06-10 22:37

　　利用GRACE卫星提供的数据,可以反演得到全球范围内地球质量变化。其计算得到的结果在某种程度上可以说是一种多维数据,可以同时反映全球质量变化的空间分布和时间序列,为了将此类数据的变化信息进行合理的提取与分析,需要一个合理的信号分解过程。本文介绍了PCA及其一般扩展以及ICA,讨论了这几种分解技术之间的关系,并与传统的多元线性回归方法进行比较。重点利用ICA等统计分解方法在GRACE数据处理中的应用。利用模拟实验比较了多元线性回归方法与信号分解方法的优缺点。前者依赖先验信息,但在拥有正确先验信息的前提下,该方法可以得到比较准确的结果,适合用于定量分析。而后者不需要任何先验信息,可以从原始数据中提取到主要的特征,但也可能会得到一些无法解释的信息,而且单个模式只是反映了整体信息的一部分,不太利于定量分析,更适用于定性的分析。最好将两者结合起来,扬长避短,分别利用两种方法进行定性和定量分析。对基于主成分分析的去相关滤波方法进行了一定的改进,即将PCA方法与传统的去相关滤波方法相结合。利用真实数据和模拟数据进行验证,得出结论,改进方法继承了PCA滤波方法与传统滤波方法的优点,在保留最真实信号的同...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-1高斯滤波权重系数与阶数及滤波半径关系

WWPdll()(cos)sin0系数只与阶数有关，Wahr等[6]首先讨论了将该方法应用归一化高斯平均核函数的形式为rabebeWbb1cosln221()21cos波平滑半径。不同阶数的lW可由下列公式迭代求得11....

图2-2不同滤波半径反演效果

西南交通大学硕士研究生学位论文第12页对于2003-2013年这一时间段的质量变化。图2-2为使用不同高斯滤波半径平滑后计得到的2010年9月全球质量变化等效水高示意图。从图中可以看出，随着滤波半径的大，高斯滤波削弱条带误差的效果越好，且当滤波半径大于50....

图2-3不同滤波半径反演效果

图2-3不同滤波半径反演效果2.3.4条带误差处理方法由未经滤波的GRACE数据解算原始时变重力场模型，在空间分布上，会出现南北条带误差，这与GRACE卫星载荷的仪器测量误差、卫星的轨道等有关。通过降低高阶项的权重系数，高斯滤波与Fan滤波等能削弱条带误差的影响....

图2-4不同滤波方法反演效果

去条带的方法很多，很难给出一个统一的评判标准。在应用于不同区域和不同信号的提取时，应该选择合适的方法。2.3.5组合滤波单一的去条带误差方法虽然能通过削弱相关误差来达到去条带的效果，但是在低纬度地区效果不太显著；而单一的高斯滤波与Fan滤波等通过降低高阶项的权重以达到去条带....

本文编号：3992001