杨光亮

(1)中国地震局地震研究所,武汉 430071 2)地壳运动实验室,武汉 430071)

一种去除地震背景噪音的新方法＊

杨光亮1,2)

(1)中国地震局地震研究所,武汉 430071 2)地壳运动实验室,武汉 430071)

结合希尔伯特-黄变换方法,根据信号背景噪音时间延续性假设,提出了一种自适应地震信号去噪算法。利用该算法实现了台站地震监测信号的去噪分析。分析表明：1)该去噪算法能根据背景信号特性有效去除信号的低频干扰;2)该算法可自适应完成信号分解去噪,计算效率高,无时间分辨率和频率分辨率问题;3)该算法处理高频干扰存在缺陷,有待进一步完善。

模态分解;固有模态函数;相关分析;特性时间延续;去噪

1 引言

天然地震监测台网接收到的有用信号淹没在大量的干扰噪声中,有些地震由于震级较小、信号信噪比低,将导致无法识别。微小地震反映壳内部的微破裂,如果能精确监测到微破裂的发展过程,对地震预警将起到重要作用。另外,由于大量的干扰噪音也影响对地震 P波初至的识别。因此,对地震监测弱信号的提取、去噪的研究具有重要实际意义。

地震监测信号是非平稳非各态历经的随机信号。目前广泛用于地震信号去噪的方法,如傅立叶频谱分析、功率谱分析、小波变换等方法,都是将地震信号近似为平稳随机信号进行处理。非平稳信号的主要特征是其频率是时间的函数。这种时变频率虽然可以通过已有的时频联合分析方法,如短时傅立叶变换 (STFT)、W igner-Ville分布、小波变换(WT)等进行分析,但这些时频分析法的最终理论依据都是傅立叶变换,在本质上还无法摆脱 Fourier变换的局限性,而且受 Heisenberg不确定原理的限制。……