[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

摘要

本发明属于非平稳数据分析领域的应用，具体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，包括以下步骤：向原始的地球天然脉冲电磁场信号加入正态分布白噪声，再不断加入正态分布白噪声并对其进行EEMD分解直到得到一组单一频率的IMF分量，再对各IMF分量进行WVD分解计算，最后对WVD分解结果求和。通过本发明的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。

主权项

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，其特征在于：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：${\mathrm{WVD}}_{\mathrm{\σi}}(t,\mathrm{\ω})=\frac{1}{2\mathrm{\π}}\underset{\∞}{\overset{+\∞}{\∫}}{\mathrm{\σ}}_i^{*}(t-\frac{1}{2}\mathrm{\τ}){\mathrm{\σ}}_i(t+\frac{1}{2}\mathrm{\τ})e^{\mathrm{i\τ\ω}}\mathrm{d\τ},i=\mathrm{1,2,3}...M$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：${\mathrm{WVD}}_x(t,\mathrm{\ω})=\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{WVD}}_{\mathrm{\σi}}(t,\mathrm{\ω}),i=\mathrm{1,2,3}...M$其中，WVD_x(t,ω)表示所有分量的WVD的求和结果；(6)利用matlab演算上述步骤，得到二维三维时频谱。