[发明专利]一种针对高采样率的被动磁信号优化提取和检测方法

权利要求书

1.一种针对高采样率的被动磁信号优化提取和检测方法，其特征在于，包括：

S1：输入磁信号探测器采集的磁信号；

S2：利用消除趋势函数抑制所述磁信号中的背景磁场，得到抑制背景磁场后的所述磁信号；

S3：利用数字滤波器抑制所述抑制背景磁场后的所述磁信号中的白噪声，得到抑制白噪声后的所述磁信号；

S4：根据所述磁信号探测器类型对所述抑制白噪声后的所述磁信号进行分帧判断，得到候选样本；

S5：利用白化滤波器抑制所述候选样本中的色噪声，得到磁扰动信号；

S6：利用标准正交基函数对所述磁扰动信号进行检测，输出检测结果；

所述步骤S4包括：

根据所述磁信号探测器类型对所述抑制白噪声后的所述磁信号进行判断；若所述磁信号探测器为磁通门信号传感器，则对所述抑制白噪声后的所述磁信号进行预设等间隔分帧处理，得到候选样本；若所述磁信号探测器为光泵传感器，则将所述抑制白噪声后的所述磁信号作为候选样本；

所述步骤S6包括：

S61：利用标准正交基函数计算所述磁扰动信号的时域信号；

S62：根据所述磁扰动信号的时域信号，计算得到能量信号；并根据能量函数对所述磁扰动信号的时域信号进行匹配滤波；

S63：对所述能量信号进行归一化处理，检测所述磁扰动信号的存在，输出检测结果；

所述步骤S61具体包括：

将所述磁扰动信号分解为三个正交基函数的和，表达式为：

公式(1)中，K表示所述正交基函数的总数，且K＝3；j表示不同所述正交基函数的标号；f_j(w)表示标号为j的所述正交基函数；S(w)表示时域信号；w表示时间变量；A表示由未知的观测点-目标相对位置、目标大小和磁扰动强度组成的表达式；

其中，根据经典的磁探测理论，变换后的所述正交基函数为：

公式(2)- （ 7 ）中，和表示j取标号分别为1、2、3时的基函数；f₁(w)、f₂(w)和f₃(w)分别表示j取标号为1、2、3时对应的正交基函数；

所述能量信号表达式为：

公式(8)中，a_j(w_m)表示不同离散信号变量的能量信号；i表示当前加窗样本中点的标号；w_min表示当前加窗样本中标号最小的点；w_max表示当前加窗样本中标号最大的点；w_m表示第m窗样本；w_m+i表示第m窗样本的第i个点；f_j(w_m+i)代表标号为j的第m窗样本的第i个点的正交基函数，j表示不同正交基函数的标号，j＝1,2,3；S(w_m+i)代表第m窗样本的第i个点的时域信号；Δw表示第m-1窗与第m窗窗长的变化量。

2.根据权利要求1所述的一种针对高采样率的被动磁信号优化提取和检测方法，其特征在于：所述步骤S3中数字滤波器通带为fp1＝0.15Hz,fp2＝0.85Hz，阻带为fs1＝0.01Hz,fs2＝1Hz，带外衰减为60dB。

3.根据权利要求1所述的一种针对高采样率的被动磁信号优化提取和检测方法，其特征在于：所述能量函数为：

公式(9)中，E表示采集所述时域信号的扰动能量；a₁、a₂、a₃分别表示不同所述正交基函数对应的所述能量信号。