[发明专利]一种次声信号幅值季节性偏差校正方法

说明书

本发明涉及一种次声信号幅值季节性偏差校正方法，提出了以试验场为中心，划分分割线，对分割线两侧台站独立进行幅值校正。在对实际监测信号幅值进行当量归一化处理的基础上，将归一化后的次声信号幅值按日历天进行分析，采用二阶拟合曲线确切地反映了信号幅值变化规律。针对不同次声台站给出了通用校正函数和以通用函数为基础进行精确校正的方法。以实测信号幅值扣除校正值后即为次声信号校正幅值。本发明解决了因季节性差异导致的实测次声信号偏差较大的问题，从而提高了次声事件当量估算准确度，降低了当量估算误差。

技术领域

本发明属于次声信号校正技术领域，具体涉及一种次声信号幅值季节性偏差校正方法。

背景技术

次声是全面禁止核试验条约组织规定的四种监测技术手段之一，可有效监测大气层和地面爆炸事件。利用次声台站记录的爆炸次声信号，通过信号检测与特征提取、台网关联的技术手段，可以确定事件发生的位置、事件及当量。根据次声信号的特征参数、信号传输距离，按照一定的能量衰减规律计算次声事件当量。次声事件当量估算方式主要有两种：根据次声信号幅值及信号传输距离计算、根据次声信号周期计算。其中，根据次声信号幅值计算当量的方式是基于次声信号在远距离传输中的能量衰减规律，事件能量越高，则传播相同距离后记录的次声信号幅值也越大。而利用次声信号周期计算当量的方法是基于信号远距离传输过程中的频率衰减规律，由于频散，次声信号的高频成分衰减很快；信号周期越长，则表明低频成分越多，次声事件的能量也越强。目前次声事件当量估算主要采用信号幅值和传输距离方式。

次声由于受大气环流等因素影响，在传输过程中存在顺风加强、逆风减弱的特点，次声台站实际监测的次声信号幅值与理论值之间存在较为明显的差异。

发明内容

本发明提供一种次声信号幅值季节性偏差校正方法，要解决的技术问题是：解决季节性变化因素对次声信号幅值的影响，从而提高爆炸事件的当量估算的准确性。

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种次声信号幅值季节性偏差校正方法，其特殊之处在于：其包括以下步骤：

S1、对目标地区历史爆炸事件进行收集，得到各次声台站记录的次声信号；

S2、将收集的次声信号按照台站进行分类，记录事件发生日期、台站名称、台站至事件的距离、台站至事件的方位角、爆炸事件的当量、监测的次声信号幅值；

S3、对次声信号幅值进行当量归一化处理，并取对数，得到归一化幅值amp_adjust：

S4、将事件发生日期转换为日历天Jdate，即全年第x天；以日历天为横坐标，归一化幅值amp_adjust为纵坐标，对所指定台站记录的所有次声信号进行分析；

S5、根据归一化幅值-日历天图示所展示的各台站信号幅值变化趋势，将次声台站分为先上升后降低型和先降低后上升型；

S6、按照S5得到的两种类型的台站的地理分布划定分割线，将两种类型的台站分割开来，对分割线两侧台站分别进行幅值校正；对需要幅值校正的台站，将归一化幅值分别进行二阶、三阶、四阶拟合，确定最能反映幅值变化规律的多阶拟合函数；

S7、对于同一类型的台站，将S6得到的某一台站多阶拟合函数在其它台站进行适用性进行分析，确认最能反映幅值变化规律的拟合函数阶数；

S8、将S7确定的某一台站的拟合函数在同一类台站进行适用性分析，最终确定适合全部或大部分台站使用的拟合函数，从而获得普遍适用的通用校正函数；

S9、对于某一个具体事件，将其所发生的日历天代入S8的通用校正函数中，即可获得当日次声信号的校正系数Amp2，得到经校正后的次声信号幅值amp_new为：

amp_new＝amp_adjust-Amp2

S10、根据当量计算公式确定经信号幅值季节性偏差校正后的平流层顶次声信号幅值-当量-传输距离关系。