了解matlab背景的文献,基于matlab的背景噪声计算程序的设计与应用

冷不防 2023-01-17 03:17 105阅读 0赞

第 2期 (总 第 1 6 2期 ) 2015年 6月 山 西 地 震 EARTHQUAKE RESEARCH IN SHANXI No．2 Jun． 文 章 编 号 ：1000-6265(2015)02—0042-04 基 于 matlab的背景 噪声计算 程序 的设计 与应 用 0 引言 许 可，刘瑞瑞 ，孔繁旭，朱 宏，柳艳丽，李 晔 (天津市地震局 ，天津 300201) 摘要 ：文章介绍 了利用软件平 台 ，开发 出采 用经典谱估计 中算法 的背景 噪声计算程 序 的设 计原 理 及实际应用 。该程 序的应用 ，解决 了天津测震 台网各 台站 背景噪 声的统一计 算 、批 量成 图等问题 ， 从 而实 现了对数字地震 台网数据 记 录质量 、背景 噪声变 化 的监控 以及 各频段 噪声 特性 的对 比分 析 ，提高 了天津 台网背景 噪声计 算的工作效率 。 关 键词 ：背景噪声 ；功率谱密度 ；天津测震 台网 中图分 类号 ：P315．99 文献标志码 ：A 在数字化 观测系统 中，系统 的瞬态变化 、仪器毛 刺 、数据记录的阶跃 和尖峰 以及 由于系统故 障引起 的 信号失真和重大环境干扰源的出现等，都是影响数据 记录质量的重要 因素口\]。随着信息化社会 的到来 ，人 们 的认 识 水平 不断 提 高 ，逐 渐 关 注 实 时 记 录 的 背 景 噪 声 ，希望它能提供科 学有用 的信息L2\]。在数字地震观 测系统记录中，除真实的地震信号外，还包含了由于系 统故障引起的各种失真信号以及台站周 围的环境噪声 干扰等信息口\]。这些干扰信息严重影 响观测数据的质 量 ，需要加 以区分以及排除，确保观测数据质量L4\]。因 此 ，如何及时了解数字地震观测系统运行的状态，保证 地震台网记录的数据质量以及识别干扰源，就成为当前 数字化 地震 台网系统监 控技术 中的重要研 究课题 之一 。 “十五”项 目后 ，天津测震 台网建成 1个 台网中心 和 31个 地 震 台站 。台 网孔 径 东 西 约 127 km，南 北 约 160 km，地震 台站平均 台间距为 30．6 km。台网中心 采用 JOPENS对数据进行接收 、交换存储及处理 。在 经过“首都圈测震台网的升级改造”项 目后 ，增 添多种 不 同的仪器 类 型 ，导 致 地 震 台站 的 背 景 噪 声计 算 步骤 繁杂 ，需花 费 大 量 的 时 间 。为此 ，本 文 利 用 matlab平 台研发 了运用经典谱估计 中的 Welch算法 ，解决天津 测震台网 31个台站背景噪声的统一计算、批量成 图等 问题 ，从而实现对数字地震 台网数据记录质量、背景噪 声变化的监控 以及各频段噪声特性 的对 比分析 。 1 计算原理 1．1 去 直 流偏 移 在 数字地 震 记 录 中会 出现 直 流 偏 移 ，这 个 信 号 不 表示 真 实 的地 面 运 动 ，必 须 消 除 这 一 直 流分 量 \[5\]。在 实际计算过程中，把整个记录长度求和除以记录总数 ， 取记录的平均值作为记录的直流偏 离量 。然后 ，逐点 减掉直流偏离量作为第一步的校正过程 ，公式为 ： 一 一 N ， 式 中： 表示每个采样点的值 ；N 为记 录长度 的总采 样 个数 。 1．2 扣 除仪 器响 应 数字地震观测系统是 由地 震计拾取地 面运动 ，数 据采集器对地震计拾取的信号 进行数字化采集 ，通过 数据专线传输到台网中心的数据接收系统 。地动速度 变换 成数 字记 录 的过程 就是 仪 器 响应 的过程 。在实