噪声相关条件下Unscented卡尔曼滤波器设计

针对传统Unscented卡尔曼滤波器(UKF)在噪声相关条件下非线性滤波失效的问题,研究了一类带相关噪声的非线性离散系统UKF设计方法.文中基于最小均方误差估计准则,给出了系统噪声和量测噪声相关时UKF滤波递推公式,并采用Unscented变换(UT)来计算系统状态的后验均值和协方差.所设计的噪声相关条件下UKF有效克服了传统UKF必须假设系统噪声和量测噪声为互不相关高斯白噪声的局限性,拓展了UKF的应用范围.仿真实例验证了其可行性和有效性.

相关噪声干扰环境中认知MIMO雷达波形优化设计

针对相关噪声干扰环境中认知MIMO雷达扩展目标检测的问题,提出基于最大化目标脉冲响应与目标回波之间的条件互信息量的准则,应用通用注水法优化设计波形。给出了最大条件互信息量表达式及噪声干扰协方差矩阵特征值与信号权值对应关系。仿真结果证明,优化信号可合理分配功率,使系统具有更强噪声干扰抑制能力,改善目标检测性能;空间自由度及信号长度对优化信号的影响,对于MIMO雷达实际应用有一定借鉴意义。

气象条件对噪声自动监测的影响

气象条件对噪声自动监测数据有效性的影响究竟有多大,噪声自动监测是否要同步进行气象监测,这些都需要进行深入的分析研究。结合大量监测数据及相关资料,重点对环境噪声监测中声级-风速相关性进行分析,提出进行环境噪声自动监测时,为保证监测数据的科学性和准确性,应同步进行风速测量,结合风速监测数据对噪声监测数据进行有效取舍。

波场分离互相关成像条件的叠前逆时偏移

对于陡倾角构造和复杂速度模型的成像,逆时偏移被认为是目前最好的偏移成像技术。然而,传统的互相关成像条件产生的低频率、强振幅的噪声严重地影响了有效信号的识别。为此,通过实现基于有限元法的声波方程的叠前逆时偏移,加载了完全匹配层吸收边界,压制了边界反射能量;并通过分析逆时偏移剖面低频噪声产的生原因,把震源波场和接收波场分离为单程波,然后对分解的波场选用有效分量进行互相关成像,以达到压制成像噪声的目的。通过数值模拟,并应用有效的波场成分进行互成像条件的处理,验证了该方法对压制成像剖面中的低频率、强振幅噪声的有效性。

噪声互相关情况下的Kalman滤波

考虑观测误差与动力学模型误差的相关性，本文讨论噪声互相关情形下的Kalman滤波解算问题。分别从自由极值、条件极值和相关转换三个方面导出了噪声互相关情形下的Kalman滤波解，并在噪声独立时得出标准Kalman滤波解。

叠前逆时深度偏移低频噪声压制策略研究

低波数噪音严重影响了逆时偏移的成像质量,选择合适的低波数噪音压制方法是进行逆时偏移时必然涉及到的一个重要方面.本文首先详细分析了逆时偏移中低波数噪音产生的本质原因,然后根据噪音的产生机制对目前各类低波数噪音压制方法进行了分析和归类:第一类低波数噪音压制策略的核心是在构建波场中避免发生背向反射;第二类低波数噪音压制策略的核心是进行选择性成像.最后通过对压噪方法进行合理的选择和搭配,构建了在不同实现条件和成像需求情况下逆时偏移去噪方法的最佳抉择策略.结合数值算例对几种压噪方案进行了测试和比较,实例表明了对噪音压制方法进行合理的搭配可以获得高信噪比逆时偏移成像结果.

基于最小均方误差估计的噪声相关UKF设计

传统Unscented卡尔曼滤波器(UKF)要求系统噪声和量测噪声必须是互不相关的.针对此局限性,研究了一类带相关噪声的非线性离散系统UKF设计方法.基于最小均方误差估计和正交变换,给出了噪声相关UKF滤波递推公式,并采用Unscented变换(UT)来计算系统状态的后验分布.所设计的UKF有效解决了传统UKF在噪声相关条件下非线性滤波失效的问题,拓展了UKF的应用范围.最后,仿真实例表明了所设计UKF的有效性.

可控震源相控地震的相关检测技术

针对野外强噪声S/ N 1条件下,单可控震源地震勘探分辨率不高,提出了多震源相控地震技术,该法通过提高有用信号能量从而提高了地震勘探的信噪比和分辨率。这里给出了可控震源相控阵系统模型,及采用相关技术实现相控震源地震信号检测的原理,并设计了相关用参考信号。仿真结果表明,采用相关检测技术能够有效检测相控地震信号,实验条件下,四震源相控地震能使信噪比提高1 2 .0 4d B,地震勘探分辨率提高7.1 5倍,可见。

地震作用的相关性对结构瞬态响应的影响

地震作用一般分解为水平运动分量和竖向运动分量,在这两个运动分量的作用下,结构发生大变形时,可能会经历由地震运动分量演变的外部激励和参数激励过程。由于运动分量间的相关性,推导出实际上这两个激励过程也是相关的,而且是完全相关的,但在过去的研究中,为了简化分析,常常假设这两个激励过程是完全独立的。该文以高斯白噪声和过滤高斯白噪声过程模拟地震动过程,以某一单层框架结构为研究对象,采用累积矩截断法,分析高斯白噪声和过滤高斯白噪声这两种地震动激励下单层框架结构的非平稳地震响应。同时考虑地震动分量间的相关性,得到更为精细化的结构随机地震响应,并分析这种相关性对结构响应的影响。结果表明:将地震动作用模拟为更接近实际的过滤高斯白噪声过程时,地震作用相关性对结构响应的影响更为明显,更为不可忽略。

四川松潘—阿坝低信噪比地区采集方法研究

四川松潘-阿坝地区地表条件和地下地质结构复杂,资料信噪比低。针对这一问题,从该地区的表层结 构、浅层强反射界面的屏蔽作用以及地下地质结构等方面分析了造成信噪比低的原因,提出了采用浮动井深、变 道距相关半径调查和净噪音能量分析等方法来选择最佳激发和接收因素;同时还探讨了药柱与岩性的几何耦合 和阻抗耦合对震源激发效果的影响,提出了应注意的问题和改善措施;在资料处理上,提出了采用近地表地震散 射噪声正反演法来消除散射噪音,采用复合多域去噪技术消除线性噪音、压制区域异常、剔除多次波等。以上方 法和措施大大提高了资料的信噪比,改善了资料的品质。

一种微弱光电信号调制解调电路设计研究

本文针对微弱光电信号或弱信噪比条件下的光电信号检测及数据采集,设计了一种基于自相关检测原理的调制解调电路,旨在用于传感器的光电强度调节及低信噪比信号检测。该电路利用自相关特性较明显的伪随机码与光纤传感器对被检测微弱信号进行调制解调,通过检测输出光强度达到检测微弱信号的目的。同时,对该电路方案进行了强噪声条件下的检测性能仿真研究,仿真结果表明,该电路方案能够有效地实现弱信噪比条件下的光电信号检测及数据采集。

逆时偏移随机噪声影响分析

逆时偏移作为一种先进的地震偏移成像方法,一般采用互相关成像条件.首先将源波场沿时间进行正传,然后将接收波场沿时间进行反传,最后将所有时刻可能相遇的源波场和接收波场相乘叠加,从而得到最终的偏移成像结果.源波场正传和接收波场反传都是采用同一个波动方程,这里采用波动方程一阶应力-速度形式,数值计算方法采用交错网格有限差分方法.采用振幅补偿拉普拉斯滤波方法压制逆时偏移成像中的低频噪声.采用三次样条插值方法解决逆时偏移成像中的波形不光滑问题.在源波场进行正传时,需要给定震源子波作为初值条件.而在接收波场进行反传时,需要将地震记录作为边界条件.一般地震记录都会存在各种噪声,这些噪声随着接收波场逆传被带到最终地震偏移成像结果中.地震记录噪声类型非常多,一些属于规则的线性和非线性干扰,可以通过一些特定的方法进行压制;还有一些属于不规则的干扰,随机噪声就是其中一种最常见的类型.通常在偏移成像前对地震记录进行去噪处理,在一定程度上可以压制噪声,但去噪常常会破坏有效信号的特征.如果不去噪的话,对偏移成像结果到底有多大的影响呢?为了简便,本文基于不同信噪比地震记录,分析了不同程度随机噪声对逆时偏移成像结果的影响,并和单程波波动方程偏移成像进行了对比分析.本文研究结果对逆时偏移成像技术在实践中的应用具有一定的参考价值.