地磁时变观测数据中高压直流输电干扰事件多尺度表示及识别方法

高效准确地识别地磁时变观测数据中受高压直流输电干扰的波形对于提高地磁时变观测数据质量具有重要意义.然而,由于高压直流输电干扰事件持续时间长短不一、干扰程度变化多样,给识别任务带来巨大困难.为了能自动识别长短不同的高压直流输电干扰事件,本文提出一种高压输电干扰事件的多尺度表示及识别方法:利用小波技术具有多尺度的特性,卷积神经网络具有自动特征提取的特性,将二者结合,设计了一个多输入卷积神经网络模型来识别地磁中的高压直流输电干扰事件.首先使用离散小波技术将地磁时变观测样本进行多尺度分解,得到原始样本的多尺度表示,再将分解后的多尺度地磁时变观测样本分别输入到含有多个输入分支的卷积神经网络中,每个分支分别自动提取不同尺度的特征,然后将多个尺度的特征融合,并加入注意力机制来自适应计算每个尺度特征的权重,对多尺度特征进行加权处理,再采用全连接层和SoftMax层进行分类,本文将该模型命名为CBAM-MCNN.在中国地震前兆台网中心提供的高压直流输电干扰样本上进行试验,并将本文所提出模型的识别效果与现有的全卷积网络、残差神经网络、多输入卷积神经网络、IICM-HVDCT-CNN-LSTM进行了对比,在5271条测试样本集上,本文所提出的CBAM-MCNN模型识别准确率达到了97.14%,F_1值达到了97.12%,远远高于其他4种对比模型.

张衡一号电磁卫星在轨情况及主要的科学成果

张衡一号电磁卫星是中国地震立体观测体系的天基观测平台,其科学目标是获取全球电磁场、电离层等离子体、高能粒子数据,对中国及其周边开展电离层动态实时监测和地震前兆跟踪,弥补地面观测的不足,探索地震监测预测新途径.张衡一号电磁卫星系列的第一颗试验卫星于2018年2月成功发射,现已在轨稳定运行4年多;第二颗同类电磁卫星将于2023年6月左右发射.在轨测试、交叉定标工作表明张衡一号电磁卫星具备良好数据质量.在科学产出方面,张衡一号卫星全球地磁场参考模型是全球地磁场参考模型(IGRF)构建一个多世纪以来,唯一由中国科学家牵头且唯一采用中国数据制作的全球地磁场参考模型;基于张衡一号的电离层电子密度3D模型很好地重现了电离层结构特征;张衡一号电磁卫星在地震等自然灾害、空间天气事件监测方面显示出了良好的响应能力;在圈层耦合机理方面,关于地震电磁波跨圈层传播全波计算方法能够计算出岩石圈-电离层波导及电离层中的电磁场变化,证实了张衡一号卫星电磁场载荷探测地震低频电磁异常的能力.张衡一号卫星能够反映岩石圈的地震、甚低频发射站、岩石圈磁异常、大气层的闪电等活动.科学研究结果表明张衡一号电磁卫星与其它观测结果一致,具备良好的数据质量,将为地球物理、空间物理等相关领域持续提供数据支撑.

摄动制导诸元计算的一种模糊控制方法

在分析摄动制导原理和一般诸元解算方法的基础上,通过对经典模糊控制器进行改进,提出了适合摄动制导基本诸元解算的分级模糊控制规则和模糊控制系统模型,有效的解决了弹道导弹基本发射诸元与落点偏差之间的关系难于用精确的数学模型进行描述的问题。仿真结果表明,改进型模糊控制法相对牛顿迭代法计算摄动制导基本诸元,精度在同一级别上、迭代次数显著减少、计算时间明显缩短。

基于Savitzky-Golay算法的地磁去扰研究

近年来,随着社会经济的不断发展,城市轨道交通建设如火如荼,其产生的电磁噪声,对地磁数据产生了很大的影响。因此,有效地去除轨道交通的电磁信号干扰,是地震地磁学面临的重大问题。本文将Savitzky-Golay算法引入地磁数据的有关处理,将除噪处理结果与不受干扰的数据进行比对,通过分析相关系数和标准误差,确定最优窗宽与多项式阶数。结果表明,在Savitzky-Golay算法取2阶1169窗宽时,去噪效果最好,该方法在地磁数据处理中有着很好的应用前景。

地磁数据时钟精度检验方法研究

针对地磁观测台网中部分记录仪的时钟不准确及产出数据的对应时间与实际时间不一致的问题,提出了地磁数据时钟精度检验的扰动区间极值比对法,利用2015年3月国家地磁观测台网的全部数据对该方法的正确性和可靠性进行检验,并给出校正值。结果表明,该方法对于钟差超过1min的数据检出率达到100%,且对检出的异常数据给出误差小于2min的校正时间,准确率达到94.44%,不受地方时的影响。该方法为国家地磁观测台网对大量仪器时钟精度的监控、数据时钟检验和仪器校时提醒自动化以及磁扰日数据时间校正提供了有效的技术途径。

基于welch功率谱估计的地磁GM4秒数据频段分析

基于welch算法的经典功率谱估计对新疆区域内乌鲁木齐台、喀什台和且末台的3台GM4磁通门磁力仪磁扰日时段的秒数据进行分析。实验首先分别对3台GM4秒数据的高频数据进行FFT分析,磁扰日时段3台GM4秒数据受磁扰较为明显的频段均集中在0. 005～0. 025 Hz,此频段内振幅较大,突跳点较多。实验基于welch算法的功率谱估计对3台GM4秒数据进行功率谱分析,频率域采用受磁扰较为集中的频段,结果表明:3台GM4秒数据受到的干扰主要为地磁场的高频部分,干扰的频段范围集中在0. 002～0. 006 Hz内,H分量数据波动较大,在该频段内数据曲线出现毛刺和高频震荡现象; D分量在此频段内有轻微波动; Z分量数据整体较为平滑,受扰最小。

徐庄子地震台地磁观测干扰因素剖析

为充分认识地磁观测环境中的各种干扰因素,提升台站观测人员对数据异常的识别能力,确保提供真实有效的高质量观测数据,以天津市徐庄子地震台地磁观测为例,阐述地磁观测中存在的多种干扰因素及形态特征和预处理方法。分析表明,徐庄子地震台地磁GM4磁通门磁力仪主要受高压直流输电、地铁运营、过往车辆、地电供电、GPS整点授时、磁扰以及雷电等因素的影响,干扰形态主要表现为尖峰、台阶、扰动等,并总结说明高压直流输电线路的干扰鉴定方式、幅度及干扰时段等。

Google Earth在流动地磁选点的应用

野外流动地磁测量是地震监测预报的重要手段之一，在参加流动地磁监测工作中，经过探索与实践，通过利用Google Earth应用于野外流动地磁选点工作中，形成了一套包括室内展图、收集有关测区范围内地质构造、地形地貌以及交通、生活等基础资料，结合GPS手持机导航，初步圈划测区测点的布设的工作流程。

乾陵新旧地磁台观测数据对比分析

陕西乾陵旧地磁台属于陕西省乾陵综合地震台,二者原为一处地址,由于近些年受到环境干扰,搬迁至距原址乾陵综合地震台4 km处,即新地磁台,通过对新旧地磁台各项观测数据进行1年以上对比,得出旧台数据中掺杂的环境干扰量与校正参数,并检验新台观测数据的可靠性,为地震预报及相关分析提供服务。

地磁数据处理软件

如何应用微机对地磁观测数据进行处理，是运用现代方法处理地磁资料的一个关键问题。本文在实践（该软件已试用一年）的基础上，研制出了一种新的数据处理软件，代替了传统的手工计算。该软件应用ＢＡＳＩＣ语言编写，主要功能包括：①同现有的野外地磁测量的记录软件（ＰＣ－１５００计算机）联网；②计算各个测点总场强度和垂直强度（含主测点和副测点）的桩位差与仪器差、桩位差和仪器差的均方误差、通化差、通化均方误差、本期差值、相邻差值、点变幅减变幅均值、点变幅减变幅均相邻差值及各种精度的统计；③数据的分类、查询、替换、存储；④３种汉化的成果报表。

糖耐量受损:心血管疾病的重要危险因子

学术背景:糖耐量受损阶段的异常血糖水平已导致机体组织器官损害,尤其是心血管病变。此阶段心血管疾病的患病率和死亡率均显著高于正常糖代谢人群,其心血管病变的危险性已接近糖尿病。目的:探讨糖耐量受损发生心血管疾病的危险性及其伴随的相关危险因素。检索策略:由该论文的研究人员应用计算机检索Pubmed、Blackwell Synergy数据库1997-01/2007-06的相关文献,检索词"impaired glucose tolerance,diabetes mellitus,cardiovascular disease",并限定文章语言种类为English。同时计算机检索中国期刊全文数据库1998-01/2007-06的相关文献,检索词为"糖耐量受损,糖尿病,心血管疾病,血糖漂移",并限定语种为中文。共检索到109篇文献,对资料进行初审,纳入标准:评估糖代谢状况的检测方法,糖耐量受损与2型糖尿病,糖耐量受损与心血管疾病。排除标准:重复性研究。文献评价:文献的来源主要是通过对糖耐量受损的定义、流行病学特点、评估方式及其危害性进行汇总分析。所选用的36篇文献中,6篇为综述,其余为临床或基础实验研究。资料综合:糖耐量受损与正常血糖者相比,已呈现明显的糖代谢紊乱。糖耐量受损进展为糖尿病的风险增大,且常合并一系列的心血管危险因子,致发生心血管疾病的危险性亦显著增加,糖耐量受损阶段心血管疾病的危险性已接近糖尿病。结论:糖耐量受损是心血管疾病的重要危险因子。有必要进一步研究及评估糖耐量受损阶段高血糖对机体的损害,早期采取干预措施,能降低及延缓心血管疾病的发生、进展。

“天宫一号”大气质谱信号和地磁M15秒数据磁扰频段的小波分析

本文采用小波变化分别对受磁扰时段的"天宫一号"大气质谱信号和乌鲁木齐台地磁FHDZ-M15秒数据进行频段分析.实验发现"天宫一号"大气质谱信号和地磁M15秒数据信号的频谱优势频段在0.005~0.025 Hz之内,其中主要受干扰的频段为0.01~0.02 Hz.在地磁M15秒数据的预处理数据中,将H分量和F分量的主要磁扰频段滤出,实验结果表明:含有主要磁扰频段的H分量和F分量SNR(信噪比)分别为37.17 d B和32.99 d B,滤出空间主要磁扰频段后的H分量和F分量SNR分别为215.71 d B和245.54 d B,SNR有了很大的提高.地磁M15秒数据信号有了较为明显的改善,提高地磁资料对于地震监控的应用效果.

井下地磁匹配数据的小波降噪性能研究

井下地磁定位中地磁基准图或实测地磁序列的噪声扰动是地磁匹配定位结果不确定的重要原因之一.为了研究地磁匹配定位数学模型去除噪声的效果,选取了4个不同适配性的研究区,开展了不同阈值方法下小波去噪的灵敏性测试,进行了傅立叶滤波和小波阈值去噪试验,并选用MSD匹配定位验证了小波去噪的可靠性.试验结果表明,默认阈值、自适应阈值和极大极小阈值方法的小波去噪效果不一样,对3 500 nT高斯噪声,自适应阈值wav-R2小波去噪效果最好;FFT变换和wav-R2小波变换均有一定的降噪效果,但wav-R2小波变换局部去噪更精准,能够保持局部磁变化微小特征.对700、2 100、3 500、4 900和6 300 nT的高斯噪声采用小波自适应阈值降噪后,发现小波去噪具有良好的稳定性,去噪后的信噪比接近已知理论值.磁数据wav-R2小波去噪能够显著提高磁匹配效果,去噪后的MSD匹配试验平均概率达到了90%,为磁匹配定位降噪预处理提供了参考方法.