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时域航空电磁法是基于电磁感应原理进行地质、水文、油田、地热等勘探的重要方法,其相比其他探测方法具有探测深度深、范围广,经济且适应性强的优点。时域航空电磁系统多工作在野外丛林、沼泽、沙漠、湖泊等地质环境、气候环境较为复杂的区域。设备嵌入或悬挂在飞机上,飞行速度快,所受到的噪声干扰情况复杂,频带范围宽,需要对电磁信号进行降噪处理才能更准确的进行反演和解释工作。目前国外的研究成果较多,但在国内还基本处于空白。 本文依托于国家863计划主题项目“航空地球物理勘查技术与装备”的子课题“时间域直升机航空电磁数据智能降噪系统研究”对时域航空电磁信号处理进行了以下四个方面的研究: 1.系统分析了时域航空电磁数据所受到的外部噪声干扰。将噪声干扰的种类分为四类,分别是线圈运动噪声、天电噪声、人文噪声和其他噪声。对于每一种噪声的来源,幅度特性和频率特性进行了分析。 2.实现了一种基于总体经验模态分解(EEMD)的时域航空电磁信号降噪方法,并对模拟数据进行了降噪实验。此算法利用了EEMD良好的自适应性,并在传统EEMD降噪算法的基础上,保留了更多高频分量中的有效信号。实验表明能够有效抑制天电噪声和高斯白噪声,并保留信号的异常信息,提高输出信噪比,改善信号质量。 3.采用奇异值分解(SVD)和EEMD联调的降噪算法进行抽道输出降噪,并对模拟数据进行了降噪实验。抽道输出降噪是利用抽道信号横向域(测点)之间的相关性进行进一步的噪声抑制。此方法用于消除抽道曲线中的残余噪声。实验结果表明抽道输出降噪,能够进一步提升输出信号的信噪比。 4.对野外实测电压数据进行降噪实验。首先对标定测试、悬停测试、飞行测试三种状态,20s的小规模实测信号进行降噪、抽道和抽道输出降噪。通过观察处理后的信号波形,可以发现信号的毛刺变得平滑,晚期测道信号的混叠现象也有了明显改善。最后将此算法应用于对3881s的大规模实测电压数据的处理,结果表明能够有效抑制噪声的干扰。