费春娇^{1, 2, 3},
张群英^{1, 2,,},
吴佩霖^{1, 2, 3},
方广有^{1, 2},
朱万华^{1, 2},
许鑫^{1, 2}
1.中国科学院电子学研究所 ??北京 ??100190
2.电磁辐射与探测技术院重点实验室 ??北京 ??100190
3.中国科学院大学 ??北京 ??100049

详细信息

作者简介:费春娇：女，1989年生，博士生，研究方向为海洋环境磁场模型的建立以及噪声抑制方法
张群英：女，1972年生，研究员，主要研究微波遥感技术和信号处理技术
吴佩霖：男，1988年生，博士生，研究方向为航空磁力仪运动平台校正及参数补偿方法
方广有：男，1963年生，研究员，主要研究超宽带电磁场理论及工程应用、超宽带雷达成像技术、微波成像新方法和新技术
朱万华：男，1982年生，副研究员，主要研究磁异常信号检测、磁场传感器关键技术
许鑫：男，1986年生，助理研究员，主要研究磁异常信号检测、海洋磁测信号处理与噪声抑制方法

通讯作者:张群英　 qyzhang@mail.ie.ac.cn

中图分类号:O441.3

计量

文章访问数:1017
HTML全文浏览量:480
PDF下载量:78
被引次数:0

出版历程

收稿日期:2018-01-09
修回日期:2018-04-23
网络出版日期:2018-05-10
刊出日期:2018-11-01

Noise Suppression Algorithm for Ocean Magnetic Anomaly Detection

Chunjiao FEI^{1, 2, 3},
Qunying ZHANG^{1, 2,,},
Peilin WU^{1, 2, 3},
Guangyou FANG^{1, 2},
Wanhua ZHU^{1, 2},
Xin XU^{1, 2}
1. Institute of Electronics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China
2. Key Laboratory of Electromagnetic Radiation and Sensing Technology, Beijing 100190, China
3. University of Chinese Academy of Sciecces, Beijing 100049, China


摘要
摘要:海洋磁异常检测是海洋科学观测、海底资源勘探、国防安全等领域的重要手段之一，但复杂环境磁场噪声增加了目标磁探测的难度，研究各种磁场噪声机理及抑制方法对于测量精度的提升具有重要意义。该文提出一种磁异常检测噪声抑制算法，利用通用型和无限水深条件下的海浪磁场模型分别对海浪感生磁场噪声进行估算，通过谱减法和小波去噪相结合的方法对磁异常信号中的海浪和地磁场噪声进行滤除。该文利用2015年8月我国南海某海域的海洋磁场观测数据对该算法进行了验证。结果表明，该方法可以滤除大部分的海浪和地磁场噪声，在频段0.4～0.8 Hz范围内海浪的分布明显减少，较大幅度地改善了时域波形，突出了目标产生的磁异常信号，信噪比可提升近11 dB。该方法计算复杂度低，实时性强且易于实现，可为海洋磁异常检测的噪声抑制提供一种有效手段。
关键词:海洋磁测/
海浪磁场模型/
谱减法/
小波分析
Abstract:Marine magnetic anomaly detection is one of the basic means of marine scientific observation, exploration of undersea resources, national defense and security. However, the complexity of the magnetic field noise increases the difficulty of the magnetic detection. It is of great significance to study various magnetic field noise mechanisms and suppression methods for the improvement of measurement accuracy. In this paper, the wave magnetic field model under general and infinite depth conditions is used to estimate the noise induced by sea waves respectively. The wave and geomagnetic noise in the magnetic anomaly signal is filtered out by the combination of spectral subtraction and wavelet. In order to verify the validity of the algorithm, the ocean magnetic field in a sea area of South China Sea in August 2015 is observed. The results show that this method can filter out most of the wave and geomagnetic field noise. The wave distribution in the frequency range of 0.4～0.8 Hz is obviously reduced, the waveform in the time domain is greatly improved, the magnetic anomaly signal of the target is highlighted. Signal to noise ratio can be increased by nearly 11 dB. The proposed method has the advantages of low computational complexity, strong real-time performance and easy implementation, which can provide an effective measure for noise suppression of marine magnetic anomaly detection.
Key words:Marine magnetic anomaly detection/
Wave induced magnetic field model/
Spectral subtraction/
Wavelet analysis



PDF全文下载地址:

https://jeit.ac.cn/article/exportPdf?id=71f6546e-4dfd-4559-844f-0b88018ed421