[发明专利]用于地球天然脉冲电磁场数据处理的时频谱分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于地球天然脉冲电磁场数据处理的时频谱分析方法，属于非平稳数据分析领域的应用。

背景技术

本发明属于地震前兆研究与地震预测领域，地震给人类的生活带来了巨大的灾难。据统计，全球的自然灾害之中，地震造成的死亡人数占全部自然灾害死亡人数的54％，堪称自然灾害之最。如何预测地震一直以来都是一个热门敏感的话题。然而，因地震预测有着地球内部的“不可入性”、大地震的“非频发性”、“地震物理过程的复杂性”三大困难，地震预测是一种公认的世界性难题，利用观测到的地球天然脉冲电磁场数据难以获取明显的震前时频能量谱的分布异常。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种用于地球天然脉冲电磁场数据处理的时频谱分析方法，可获取较为明显的震前时频能量谱的分布异常，从而进行有效的基于地球天然脉冲电磁场分析的孕震信息时频特点研究。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种用于地球天然脉冲电磁场数据处理的时频谱分析方法，具体包括以下步骤：

(1)向原始的地球天然脉冲电磁场信号加入正态分布白噪声；

(2)将加入正态分布白噪声的地球天然脉冲电磁场信号作为一个整体进行EEMD分解，得到一组IMF分量；若本步骤得到的一组IMF分量均为单一频率分量，则进入步骤(4)，否则进入步骤(3)；

(3)将各IMF分量进行集成平均处理，使其构成一个整体，再向其中加入正态分布白噪声，进行EEMD分解，重复本步骤直到所有IMF分量均为单一频率分量；进入步骤(4)；

(4)通过以下公式对各IMF分量进行WVD计算：

WVDσi(t,ω)=12π∫∞+∞σi*(t-12τ)σi(t+12τ)eiτωdτ,i=1,2,3...M]]>

其中，WVD_σi(t,ω)表示第i个IMF分量的WVD分解结果，i表示第i个IMF分量，t表示时域中的时间，ω表示频域中的频率，τ表示时域中的变量，M表示IMF分量的数量，σ_i表示第i个IMF分量的时域表达式；

(5)通过以下公式将各个分量的WVD分解结果进行求和计算：