基于稀疏表示的航空磁测数据处理技术研究

发布时间：2023-04-28 00:55

　　带有磁性的物体会改变其周围地磁场空间的磁场特性从而产生局部地磁异常的现象。航空磁测是指利用部署在飞机平台上的磁力仪对地磁场进行测量,并期望从磁力仪输出信号中检测出这种磁异常信号。航空磁测在物探、地质研究等领域具有极高的应用价值。但磁力仪输出信号中除了磁异常信号以外,还包括地球磁场,飞机自身产生的磁干扰场以及其他固有噪声。由于磁异常信号极其微弱,且持续时间短,经典的弱信号检测算法难以直接应用于航磁异常信号的检测。因此若要从机载磁力仪输出信号中检测并识别出磁异常信号,应先去除地球磁场和飞机平台产生的磁干扰场。为补偿飞机平台产生的磁干扰,目前使用最广泛的是基于飞机磁场产生的物理原理构建的T-L数学模型。由于在求解该模型参数的过程中存在着不可避免的方程病态性等问题,因此会引起较大的求解误差,虽然该问题引起了研究者的足够重视,但至今未提出一种高效的解决方法。在已有的航空磁测技术的研究中,尚未存在一种精确的地磁场分离方法,目前使用的高通滤波器方法也并未将地磁信号完全滤掉。较微弱的磁异常目标信号,在经过一系列目前采用的滤波、磁补偿等信号处理手段后,波形可能已经发生畸变,因此现有的方法在实际应用中性能...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 航空磁测国内外研究现状
    1.3 航空磁测存在的主要问题
    1.4 论文研究内容与章节安排
第2章 稀疏表示理论概述
    2.1 引言
    2.2 稀疏表示模型
    2.3 稀疏分解算法
        2.3.1 正交匹配追踪算法
        2.3.2 正则化正交匹配追踪算法
    2.4 字典学习理论
        2.4.1 字典学习的核心问题
        2.4.2 最优方向算法
        2.4.3 K-奇异值分解算法
    2.5 本章小结
第3章 航磁信号的稀疏表示
    3.1 引言
    3.2 航磁信号稀疏性论证
        3.2.1 地磁信号的稀疏性分析
        3.2.2 飞机磁干扰信号的稀疏特性分析
    3.3 构建航磁数据训练集
    3.4 面向航磁数据的字典学习算法
        3.4.1 航磁数据稀疏度选取
        3.4.2 MAD-KSVD字典学习算法
    3.5 实验仿真与分析
        3.5.1 地磁信号冗余字典实验与分析
        3.5.2 飞机磁干扰信号字典学习实验与分析
    3.6 本章小结
第4章 航磁信号的分离
    4.1 本章引言
    4.2 MCA信号分离理论概述
    4.3 基于MCA方法的航磁信号分离
        4.3.1 总场字典构建
        4.3.2 基于MCA方法的航磁信号分离
    4.4 实验结果与分析
    4.5 本章小结
第5章 航磁数据处理系统的设计与实现
    5.1 引言
    5.2 系统设计
        5.2.1 系统总体框架分析与设计
        5.2.2 基础功能模块设计
        5.2.3 算法模块设计
        5.2.4 开发接口和图形化界面
    5.3 系统实现
        5.3.1 系统开发与运行环境
        5.3.2 数值仿真和串口通信
        5.3.3 算法调用关系
        5.3.4 系统工作流程及运行效果
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3803412