[发明专利]无人值守单个三分量地震检波器监测地面目标方向的方法

权利要求书

1.一种无人值守单个三分量地震检波器监测地面目标方向的方法，包括以下步骤：

a.确定有用信号的初始频率范围，原始水平分量信号X、Y和垂直分量信号Z，作出Z的时频图，根据信号的能量分布以及低频干扰的频率范围，判断出瑞雷波所在的初始频率范围[F₁，F₂]Hz，且F₂要不大于垂直分量时频图中信号能量最大部分对应的频率；

b.在[F₁，F₂]内，选择零相移滤波器对X、Y和Z进行多次带通滤波，频带宽度和移动的步长都是WHz，即滤波频带范围∏(n)依次是[F₁，F₁+W]Hz，[F₁+W，F₁+2W]Hz，[F₁+2W，F₁+3W]Hz，…，n是滤波频带的序号，n＝1，2，...，N，N是滤波频带的总个数；

c.求出每个频带的倒数椭圆率ρ，以∏(n)中的第J个滤波频带为例，∏(J)滤波后的三个分量是X_J、Y_J和Z_J，设矩阵ξ＝[Z_J，X_J，Y_J]^T，求出3×3协方差矩阵(ξξ^T)并对其进行特征值分解，特征值λ₁＜λ₂＜λ₃，求取ρ(J)，

然后求出所有频带下的倒数椭圆率ρ(n)，包含N个元素；

d.设ρ(n)的阈值为L，找出ρ(n)离散曲线中连续小于L的部分所对应的频率范围[F_a，F_b]，在[F_a，F_b]内找出ρ的极小值点，该极小值点对应∏(n)中的频带序号是K，我们认为∏(K)内存在相对理想的瑞雷波，提取后的水平分量X_K、Y_K和垂直分量Z_K；

e.通过微积分将X_K、Y_K和Z_K变换为S_x、S_y和V_z，其中S_x、S_y和V_z分别是沿x和y方向的加速度信号以及沿z方向的速度信号；

f.估计地面目标的方向(方位角)，计算公式为

其中θ是角度制，“·”表示两个一维数组之间的点乘运算。