[发明专利]一种基于传感器阵列的磁异常检测方法

权利要求书

1.一种基于传感器阵列的磁异常检测方法，其特征在于，包括：

步骤S1：数据预处理，利用经验模态分解去除测量传感器与参考传感器的差量磁场中的地磁背景趋势项；

步骤S2：信号调制，对预处理后的差量磁场进行调制，实现数据融合；

步骤S3：对调制后的差量磁场进行时频分析与量化，实现目标磁异常的检测；

所述对预处理后的差量磁场进行调制包括：

步骤S2-1：用y_r1(n)，y_r2(n)，…，y_rr(n)，…，y_rN(n)表示预处理后的差量磁场信号系列，其中y_rr(n)＝0；

步骤S2-2：按传感器编号，对N个差量磁场序列进行调制，调制后的信号可表示为：

……，y_r1(n-1)，y_r2(n-1)，y_r3(n-1)，…，y_rr(n-1)，…y_rN(n-1)，y_r1(n)，y_r2(n)，y_r3(n)，…，y_rr(n)，…y_rN(n)，y_r1(n+1)，y_r2(n+1)，y_r3(n+1)，…，y_rr(n+1)，…y_rN(n+1)，……，其中n代表序列的第n个采样点。

2.根据权利要求1所述的一种基于传感器阵列的磁异常检测方法，其特征在于，在步骤S1中，对于共有N个传感器的阵列，选择居中位置传感器为参考传感器，其他位置的传感器为测量传感器，计算测量传感器与参考传感器的差量磁场，通过地磁场的空间相关性为传感器阵列抑制背景磁场噪声。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于传感器阵列的磁异常检测方法，其特征在于，采用经验模态分解将差量磁场中不同尺度的波动和趋势逐级分解，产生一系列具有不同尺度的序列，获得稳定的差量磁场。

4.根据权利要求1所述的一种基于传感器阵列的磁异常检测方法，其特征在于，调制后的差量磁场为以采样率为中心频率的交变信号。

5.根据权利要求1所述的一种基于传感器阵列的磁异常检测方法，其特征在于，在步骤S3中，对调制后的差量磁场进行短时傅里叶变换，获得调制后的差量磁场的瞬时频谱特性，对瞬时频谱特性进行实时分析。

6.根据权利要求5所述的一种基于传感器阵列的磁异常检测方法，其特征在于，

短时傅里叶变换的表达式为：

；

OUT(m)为磁异常检测方法的量化输出，

OUT(m)＝max(STFT(m，n))，n＝p，…，q (10)

式中，p、q分别为调制后的差量磁场频率的下边界与上边界，z(k)表示离散信号，k为序列编号，T与F分别代表时频分析中时域和频域的采样周期，m和n为整数。