[发明专利]基于磁浮标的轴频磁异常信号处理方法

权利要求书

1.一种基于磁浮标的轴频磁异常信号处理方法，其特征在于，所述轴频磁异常信号处理方法包括：

将第一磁测量传感器放置在第一目标监测海域，将第二磁测量传感器放置在第二目标监测海域，所述第一磁测量传感器和所述第二磁测量传感器均为用于探测载荷的磁浮标；

调整所述第一磁测量传感器和所述第二磁测量传感器之间的距离以使所述第一磁测量传感器和所述第二磁测量传感器不会同时获得目标信息，将所述第一磁测量传感器和所述第二磁测量传感器中的一个作为监测目标浮标，将所述第一磁测量传感器和所述第二磁测量传感器中的另一个作为基站浮标；

分别对所述第一磁测量传感器和所述第二磁测量传感器获得的信号进行滑窗处理；

将各个窗内的监测目标浮标信号作为输入信号，将各个窗内的基站浮标信号作为自适应滤波的期望信号，基于各个窗内的监测目标浮标信号和各个窗内的基站浮标信号完成各个窗内的监测目标浮标信号的功率谱分析；

将所述监测目标浮标信号的所有窗内的功率谱通过背景均衡算法绘制关于频率和时间的时频图以完成轴频磁异常信号的处理。

2.根据权利要求1所述的基于磁浮标的轴频磁异常信号处理方法，其特征在于，所述第一磁测量传感器和所述第二磁测量传感器之间的距离为2.1R至2.5R，其中，R为所述第一磁测量传感器或所述第二磁测量传感器的监测半径。

3.根据权利要求1所述的基于磁浮标的轴频磁异常信号处理方法，其特征在于，所述第一磁测量传感器为监测目标浮标，所述第二磁测量传感器为基站浮标，滑窗处理后的所述第一磁测量传感器的信号和所述第二磁测量传感器的信号可根据来获取，其中，为第i个窗里的监测信号，为第i个窗里的基站信号，m的取值为[1,L₀]区间内的整数，L₀为滑窗长度，i的取值为[1:(L-L₀)/r]区间内的整数，r为滑窗重合率，L为信号的采样点数。

4.根据权利要求3所述的基于磁浮标的轴频磁异常信号处理方法，其特征在于，基于各个窗内的监测目标浮标信号和各个窗内的基站浮标信号完成各个窗内的监测目标浮标信号的功率谱分析具体包括：

将第i个窗内的信号作为自适应滤波器的输入信号，第i个窗内的信号作为自适应滤波的期望信号；

选择FIR滤波器作为自适应滤波器，循环调整FIR滤波器的N个系数，使信号的滤波器输出y_i(m)与期望信号之间的误差e_i(m)不断减小；

将输入信号与输出信号y_i(m)相减以获取抑制了环境干扰的信号；

对各个窗内的信号进行功率谱计算以完成各个窗内的监测目标浮标信号的功率谱分析。

5.根据权利要求4所述的基于磁浮标的轴频磁异常信号处理方法，其特征在于，所述FIR滤波器采用最小均方误差准则，循环调整FIR滤波器的N个系数，以使信号的滤波器输出y_i(m)与期望信号之间的误差e_i(m)不断减小。

6.根据权利要求4所述的基于磁浮标的轴频磁异常信号处理方法，其特征在于，所有时间窗内的功率谱信号P(f,i)可根据来获取，其中，P(f,i)为长度A*B的矩阵，A为i的个数，B为f的个数。

7.根据权利要求6所述的基于磁浮标的轴频磁异常信号处理方法，其特征在于，将所述监测目标浮标信号的所有窗内的功率谱，通过背景均衡算法绘制关于频率和时间的时频图，具体包括：

取任意频率f_j在整个时间段的功率谱，假设P(k,j)为矩阵P第j列中的第k点的幅值，n_kj为矩阵P第j列中的第k点的噪声估值，P矩阵第j列的前k个点作为用于估计n_kj的序列Ω_kj；

对序列Ω_kj中的元素进行升序排列，形成新的序列Ω_kj'，确定新的序列Ω_kj'中元素的中值Y_m；

令序列中的元素Y_k满足其中，a为根据功率谱信号与噪声关系设定的阈值；

假设有C个元素满足Y_k≤aY_m，第k点的噪声估值n_kj可根据来获取；

利用噪声估值n_kj重新组成的功率谱绘制关于频率和时间的时频图。