[发明专利]地球天然脉冲电磁场数据处理的时频谱分析方法及系统

权利要求书

1.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，包括以下步骤：

(1)采集地球天然脉冲电磁场数据；

(2)对采集的原始地球天然脉冲电磁场数据进行平滑压缩预处理；

(3)将步骤(2)中压缩后的地球天然脉冲电磁场数据输入NMP程序，判断地球天然脉冲电磁场数据的信号表现形式，设置初值和残差，构造一个基于傅里叶基张成的线性空间，通过字典分量正交性判断准则得到地球天然脉冲电磁场数据的重构信号；

(4)将步骤(3)最后得到的地球天然脉冲电磁场数据的重构信号采用同步压缩小波SST算法进行连续小波变换，计算连续小波变换后的每个小波系数对应的瞬时频率，将其作为频率重排规则，完成时间-频率-幅度的时频图谱刻画，进而得到对应的时-频-能量谱分析；

(5)对步骤4中处理后的数据，进行时频分析汇总，得出原数据的时间-频率联合分布图,根据时间-频率联合分布图分析地球天然脉冲电磁场数据的变化特点对于预测地震的影响。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述平滑压缩预处理采用平方平均算法。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述针对步骤2中平滑压缩后的地球天然脉冲电磁场数据，采用基于非线性匹配追踪NMP算法进行处理，得到原数据的分解及重构集，具体包括将压缩后的地球天然脉冲电磁场数据输入NMP程序，判断地球天然脉冲电磁场数据的信号表现形式、设置初值和残差，构造一个完备的基于傅里叶基张成的线性空间，通过字典分量正交性判断准则，寻找地球天然脉冲电磁场数据的最稀疏分解和重构集。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)所述针对步骤3中处理得到的重构信号，采用同步压缩小波SST算法进行扫频处理，具体过程为：NMP输出的重构数据进行连续小波变换，其母小波可以根据信号的特点灵活选择，计算连续小波变换后的每个小波系数对应的瞬时频率，并将其作为频率重排规则；将该重排规则下，将时间-尺度平面的各成分进行重排，进而转化为相应的时间-频率平面，完成时间-频率-幅度的时频图谱刻画，进而将地球天然脉冲电磁场的时域数据转换成对应的时-频-能量谱分析。

5.一种地球天然脉冲电磁场数据处理的时频谱分析系统，其特征在于，至少包括：

数据采集模块，用于采集地球天然脉冲电磁场数据；

压缩模块，用于对采集的原始地球天然脉冲电磁场数据进行平滑压缩预处理；

第一运算模块，用于将压缩模块压缩后的地球天然脉冲电磁场数据输入NMP程序，判断地球天然脉冲电磁场数据的信号表现形式，设置初值和残差，构造一个基于傅里叶基张成的线性空间，通过字典分量正交性判断准则得到地球天然脉冲电磁场数据的重构信号；

第二运算模块，用于将第一运算模块最后得到的地球天然脉冲电磁场数据的重构信号采用同步压缩小波SST算法进行连续小波变换，计算连续小波变换后的每个小波系数对应的瞬时频率，将其作为频率重排规则，完成时间-频率-幅度的时频图谱刻画，进而得到对应的时-频-能量谱分析；

第三运算模块，用于对第二运算模块处理后的数据进行时频分析汇总，得出原数据的时间-频率联合分布图。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述压缩模块用于对采集的原始地球天然脉冲电磁场数据进行平滑压缩预处理，所述平滑压缩预处理采用平方平均算法。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第一运算模块针对压缩模块中平滑压缩后的地球天然脉冲电磁场数据，采用基于非线性匹配追踪NMP算法进行处理，得到原数据的分解及重构集，具体包括将压缩后的地球天然脉冲电磁场数据输入NMP程序，判断地球天然脉冲电磁场数据的信号表现形式，设置初值和残差，构造一个完备的基于傅里叶基张成的线性空间，通过字典分量正交性判断准则，寻找地球天然脉冲电磁场数据的最稀疏分解和重构集。

8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第二运算模块针对第一运算模块中处理得到的重构信号，采用同步压缩小波SST算法进行扫频处理，具体过程为：NMP输出的重构数据进行连续小波变换，其母小波可以根据信号的特点灵活选择，计算连续小波变换后的每个小波系数对应的瞬时频率，并将其作为频率重排规则，将该重排规则下，将时间-尺度平面的各成分进行重排，进而转化为相应的时间-频率平面，完成时间-频率-幅度的时频图谱刻画，进而将地球天然脉冲电磁场的时域数据转换成对应的时-频-能量谱分析。