基于形态学-HHT算法的船载地磁三分量信号分析与预处理

doi:10.3969/j.issn.1001-909X.2021.03.005

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海洋学研究 ›› 2021, Vol. 39 ›› Issue (3) : 44-52. DOI: 10.3969/j.issn.1001-909X.2021.03.005

基于形态学-HHT算法的船载地磁三分量信号分析与预处理

刁云云1,2，高金耀*1,2，吴国超1,2，蔡晓仙1,2，岳梅3

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Analysis and preprocessing of STCM signals based on morphology-HHT algorithm

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摘要

在船载地磁三分量测量结果中存在脉冲和高频随机噪声干扰，会影响船磁校正精度。基于实测船载地磁三分量的总场数据构建了一种基于形态学HHT算法的信号分析和预处理方法，用形态学滤波方法去除脉冲噪声，用希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang Transform, HHT)识别高频噪声分量，并通过自相关函数验证6阶以上的高阶分量包含有效地磁信号，截止频率在0.010~0.500 Hz之间。采用巴特沃斯滤波器(Butterworth filter)对该频率内含噪声地磁总场进行低通滤波处理，并与快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform, FFT)滤波结果进行对比，计算2种滤波处理方法的均方根误差(RMSE)，形态学-HHT方法的RMSE仅为194 nT，而FFT方法的约为600 nT，表明形态学-HHT的滤波效果优于FFT，可有效压制船载地磁三分量中的随机噪声干扰。

关键词

地磁三分量 / Hilbert-Huang变换 / 地磁预处理

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刁云云, 高金耀, 吴国超, 蔡晓仙, 岳梅. 基于形态学-HHT算法的船载地磁三分量信号分析与预处理[J]. 海洋学研究. 2021, 39(3): 44-52 https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-909X.2021.03.005

Analysis and preprocessing of STCM signals based on morphology-HHT algorithm[J]. Journal of Marine Sciences. 2021, 39(3): 44-52 https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-909X.2021.03.005

中图分类号： P318