基于多倍体的遗传算法在重力固体潮信号分析中应用

发布时间：2017-08-25 04:22

  本文关键词：基于多倍体的遗传算法在重力固体潮信号分析中应用

  更多相关文章： 正交分解模型 独立分量分析 遗传算法 重力固体潮

【摘要】：重力固体潮信号的研究可应用于众多领域,尤其对地震前兆异常分析极为有用。重力固体潮信号中蕴含着反映地球与月亮、太阳等天体之间相对位置变化的潮汐谐波,而这些潮汐谐波都是相互独立的。所以,要想从重力固体潮中得到有用的地球物理信息,就要提取出各个谐波独立成分,才能与天体潮汐效应相对应,并加以利用。为了更好的分析重力固体潮信号,本文介绍了一种重力固体潮信号的分解模型。该模型将地球自转产生的潮汐波以及月球、太阳相对于地球轨道变化产生的潮汐波分解到正交空间的三个方向上。利用信号处理的方法对重力固体潮信号进行处理,可实现这一模型描述的正交分解关系。由于重力固体潮信号是一个多谐波的混合信号,因此,本文采用独立分量分析的方法(ICA)来处理重力固体潮信号,实现重力固体潮信号的分解。通过研究原有ICA算法,将智能优化算法融入,形成一种改进的独立分量分析方法,基于改进遗传算法的独立分量分析。针对经典遗传算法的早熟及精度问题,在交叉及搜索、保存策略上进行了改善,提出了一种基于随机基因实数交叉与多倍体策略的遗传算法。经过测试函数对该算法优化效果的检测后,将该智能优化算法与独立分量分析算法相融合,并通过仿真实验检验了其有效性。最后,利用该基于改进遗传算法的独立分量分析方法,对重力固体潮信号进行分解,有效地从中提取出三个独立分量：半日波系、日波系及长周期波系分量,并与天体潮汐效应一一对应。进而从这些独立分量中提取出具体的各个谐波成分。为进一步验证,将该算法应用于特殊的实测信号中。
【关键词】：正交分解模型 独立分量分析 遗传算法 重力固体潮
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P312.4;TP18
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 论文的研究背景及意义10-14
• 1.1.1 重力固体潮信号的概述及发展应用10-11
• 1.1.2 重力固体潮在应用领域的研究现状11-12
• 1.1.3 独立分量分析的研究发展现状12-13
• 1.1.4 遗传算法的研究现状及应用13-14
• 1.2 论文的主要研究内容14-16
• 1.2.1 论文的主要内容14
• 1.2.2 论文的结构安排14-16
• 第二章 重力固体潮信号分析模型16-22
• 2.1 重力固体潮概述16-19
• 2.2 重力固体潮信号的一种分解模型19-20
• 2.3 本章小结20-22
• 第三章 独立分量分析方法理论22-30
• 3.1 盲源分离简述22-24
• 3.1.1 盲源分离的基本描述22-23
• 3.1.2 盲源分离的应用23-24
• 3.2 独立分量分析基本原理24-25
• 3.2.1 独立分量分析的基本模型24-25
• 3.3 独立分量分析的一般求解过程25-29
• 3.3.1 预处理25-26
• 3.3.2 确定目标函数26-28
• 3.3.3 选择优化算法28-29
• 3.4 本章小结29-30
• 第四章 基于改进遗传算法的独立分量分析30-44
• 4.1 遗传算法的基本思想30-31
• 4.2 基于随机基因交叉与多倍体策略的遗传算法31-38
• 4.2.1 随机基因实数交叉31
• 4.2.2 多倍体搜索保存策略31-32
• 4.2.3 算法的步骤32-34
• 4.2.3.1 编码32-33
• 4.2.3.2 选择33
• 4.2.3.3 随机基因交叉33
• 4.2.3.4 变异33-34
• 4.2.3.5 算法流程描述34
• 4.2.4 测试结果34-38
• 4.2.4.1 基因交叉概率实验分析35-37
• 4.2.4.2 对比实验结果37-38
• 4.3 基于改进遗传算法的独立分量分析38-43
• 4.3.1 算法的实现步骤39
• 4.3.2 仿真实验39-43
• 4.4 本章小结43-44
• 第五章 基于改进遗传算法的独立分量分析在重力固体潮信号分析中的应用44-52
• 5.1 重力固体潮信号独立分量与相关地球物理信息的提取44-48
• 5.2 实测信号的应用48-50
• 5.3 本章小结50-52
• 第六章 结论与展望52-54
• 致谢54-56
• 参考文献56-60
• 附录A (攻读硕士学位期间学术成果目录)60

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 徐华君;柳林涛;罗孝文;;全球重力固体潮的仿真实现[J];系统仿真学报;2009年24期

2 孙和平;地潮的理论模拟及中国重力固体潮实验研究[J];地球科学进展;1998年06期

3 杨锦玲;关玉梅;王青平;王紫燕;陈超贤;陈光;;台风对连续重力固体潮的影响分析[J];大地测量与地球动力学;2013年S1期

4 刘冬至,李树德,李辉,李家明,王晓权,喻节林;便携式重力固体潮数字化数据采集系统[J];大地测量与地球动力学;2004年03期

5 孙和平;许厚泽;陈武;陈晓东;周江存;刘明;高山;;香港地区重力固体潮和海潮负荷特征研究[J];地球物理学报;2006年03期

6 全海燕;山秀明;周挚;刘增力;梁虹;;连续小波变换系数的主成分分析法及其重力固体潮应用[J];地震研究;2007年02期

7 陈益惠,杜品红,朱涵云,郭自强;北京、四川和西藏地区重力固体潮的研究[J];中国科学;1980年08期

8 唐九安,武学文,周志宇,王力;兰州台重力固体潮测量的初步结果[J];地壳形变与地震;1981年03期

9 李瑞浩,陈冬生,付兆珠;上海地区重力固体潮研究[J];地壳形变与地震;1982年01期

10 冯初刚;;昆明台重力固体潮的调和分析[J];中国科学院上海天文台年刊;1983年00期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 许厚泽;孙和平;;我国重力固体潮研究进展[A];1998年中国地球物理学会第十四届学术年会论文集[C];1998年

2 陈晓东;孙和平;;两种重力固体潮调和分析方法的比较[A];中国地球物理学会第二十届年会论文集[C];2004年

3 周挚;山秀明;梁虹;张立;刘琼仙;;重力固体潮地震前兆分析方法及其物理基础[A];中国地震学会第11次学术大会论文摘要集[C];2006年

4 周江存;李辉;孙和平;王晓权;;地震网络重力固体潮台站观测的海潮负荷影响[A];《大地测量与地球动力学进展》论文集[C];2004年

5 刘端法;倪学诗;刘克人;郑金涵;宋胜合;卢红艳;;PC机控制的重力固体潮数字化数据采集系统[A];“庆贺郭宗汾教授八十寿辰”暨理论与应用地球物理研讨会论文集[C];2002年

6 孙和平;徐建桥;Ducarme B;许厚泽;;全球超导重力仪观测资料的地核动力学效应检测[A];中国地球物理学会年刊2002——中国地球物理学会第十八届年会论文集[C];2002年

7 周挚;全海燕;梁虹;王天理;吴庆畅;张立;杨胜梅;;重力固体潮IMF的循环平稳特性初步分析[A];中国地球物理学会第二十四届年会论文集[C];2008年

8 徐伟民;陈石;卢红艳;;基于Tsoft系统提取中国大陆重力台站非潮汐分量的初步结果[A];中国地球物理学会第二十七届年会论文集[C];2011年

9 张立;傅容珊;周挚;山秀明;梁虹;全海燕;;基于HHT方法提取昆明重力固体潮的地震前兆信息[A];中国地震学会第11次学术大会论文摘要集[C];2006年

10 徐伟民;陈石;高孟潭;卢红艳;;白家疃台重力非潮汐量对比分析及地震动事件提取[A];中国地震学会第14次学术大会专题[C];2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 夏甲甲;基于PCA提取重力固体潮信号的地球物理信息研究[D];昆明理工大学;2015年

2 刘洋;重力固体潮信号的循环谱分析[D];昆明理工大学;2015年

3 李云飞;基于改进的HHT方法提取重力固体潮信号的地球物理信息[D];昆明理工大学;2015年

4 钟冬军;基于PCA的一种地球固体潮信号分解模型及信息提取[D];昆明理工大学;2016年

5 周威;重力固体潮信号的谱相关分析[D];昆明理工大学;2016年

6 曹辛鑫;基于多倍体的遗传算法在重力固体潮信号分析中应用[D];昆明理工大学;2016年

7 李巧燕;基于改进PSO的重力固体潮信号独立成分分析及潮汐谐波提取[D];昆明理工大学;2016年

，

本文编号：735029