大地电磁信号处理的自适应滤波研究

【摘要】： 大地电磁测深法中含噪信号会引起阻抗估算的偏差,影响了对大地结构和电性分布解释的精确性和可靠性。因此,如何有效的压制各种电磁噪声,提高大地电磁测深数据的信噪比,从而获得稳定的阻抗估算,是大地电磁测深资料采集和处理的核心问题之一。 论文分别将LMS算法和RLS算法的自适应滤波器应用于大地电磁信号去噪处理。主要开展了两种算法的仿真研究和压制大地电磁信号中的工频电干扰和振动干扰的研究。 仿真研究了LMS算法的参数选取和对工频干扰及振动干扰压制的效果,仿真结果表明步长因子比滤波器的阶数对LMS滤波器的性能影响更大,还表明对工频干扰和振动干扰的压制有较好的效果。 仿真研究了RLS滤波器压制噪声干扰的效果,提出了构建信号的方法用于工频及谐波干扰的压制。结果表明(1)只要参考通道和主通道中待分离信号具有相关性,就可获得良好滤波效果;(2)可以通过构建信号的方法压制信号中任意波形的周期性干扰。 针对自适应滤波器系数自适应调整过程中给实测信号引入的噪声,提出了信号截取扩展的方法。 将LMS算法的自适应滤波器应用于大地电磁实测信号,验证了基于窄带滤波原理的LMS滤波器能有效的压制工频干扰和矫正基线漂移。 RLS算法的自适应滤波器对实测MT信号的处理表明在有效压制工频干扰的同时,对其它频率成份的信号影响甚小。针对泥河铁矿AMT数据进行测点分析表明对工频及其谐波干扰压制后,使TM模式和TE模式的视电阻率曲线在低频段整体升高和降低,相位曲线变得合理、圆滑。进行测线分析,经RLS滤波后反演的电性剖面验证了方法的有效性。研究还表明,要合理选取要压制的工频干扰及其谐波的次数,尽量减小在压制过程中对有用信号的损失。