侯建梅,王 涛

(河海大学 地球科学与工程学院，江苏 南京 211100)

小波包分析在GPS振动观测中的应用

侯建梅,王 涛

(河海大学 地球科学与工程学院，江苏 南京 211100)

将小波包分析应用于GPS振动观测数据处理，研究小波包分析在异常值探测、信号特征提取、去噪中的应用。首先对信号分解和单支重构，验证小波包分析探测异常值的能力。针对小波包分析含有丰富的高频信息，采用奇异谱分析方法提取高频部分的振幅和频率。小波包分析的去噪能力优于小波分析。

小波包分析；异常值探测；信号特征提取；小波包去噪；奇异谱分析

小波分析理论由于具有优异的时频局部化特性和多分辨率分析等优点，通过小波变换可对信号的不同频率成分进行分解，己经被广泛应用于GPS监测数据处理中[1-3]，为信号滤波、信号分离和信号特征提取提供有效的途径。小波分析中的多分辨率分析虽然能对信号进行有效的时频分解，但是分解尺度是按二进制变换的，导致信号在高频段频率分辨率较差，只提取信号的低频部分作为有用信息，信号的中高频信息被忽略，这对高采样频率、宽信息频段的GPS监测数据的分析与处理产生了不利的影响，特别是在对高层建筑进行动态监测时，不仅要实时监测建筑物的振动振幅和频率，更重要的是监测建筑物在地震、风振、暴雨等极端恶劣天气突然发生时的变化信息，这些变形信息的振动频率已高达甚至超过10-1Hz[4]。采用小波分析处理数据时，当采样频率较低时，无法提取全部有用信息；……