重力固体潮信号独立分量提取及地震前兆信息分析

作     者：唐小亮 

作者单位：昆明理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：全海燕

授予年度：2017年

学科分类：0711[理学-系统科学] 070801[理学-固体地球物理学] 07[理学] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0708[理学-地球物理学] 0804[工学-仪器科学与技术] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 

主      题：正交分解模型 独立分量分析 遗传算法 重力固体潮 地震前兆 

摘      要：重力固体潮是地球在日月引力及地球自转共同作用下,产生的有规律的、周期的潮汐现象,是唯一能够计算出的物理现象[1]。固体潮信号中蕴含着丰富的地球物理信息,在大地测量学、天文学、地球物理学以及地震学的研究中有着广泛的应用。近年来,固体潮与地震关系的研究有了飞速的发展。本文诣在对重力固体潮信号中蕴含的地震前兆信息进行提取、分析。重力固体潮信号由多路相互独立的潮汐谐波构成,将各独立谐波按照重力固体潮信号的产生机制提取出来。在各路谐波中进行分析,会减少混合信号中相互抵消的影响,能够得到更好的效果。利用盲信号处理方法的独立分量分析(ICA)法对重力固体潮信号的谐波分量进行分解、提取。对经典的ICA算法研究,将其与智能优化算法相结合,克服了原有ICA算法的一些缺点,得到了改进的独立分量分析分析方法。本文使用的是搜索速度快、程序简洁的遗传算法作为优化算法,构成基于遗传算法的独立成分分析算法GA-ICA算法。我们希望通过各谐波分量,来分析重力固体潮信号的。在总结前人的成果的基础上,本文将使用了一种三维正交模型,该模型是以重力固体潮信号产生机制为基础的,将重力固体潮信号产生的主要影响因素地球自转、月球和太阳引潮力分别分解到三个相互正交的方向上,利用此模型分析提取出的谐波分量中分别含有哪些影响因素。最后,先通过上述的基于遗传算法的独立分量分析方法及三维正交分析模型对利用算法获取重力固体潮信号的通过封闭公式计算得来的理论值信号进行独立分离提取,并且正确、有效地从中提取出主要的分量信息:长周期波、半日波、日波。将得出的独立分量信息与天体潮汐效应对应起来,检验了上述方法及分析模型的可行性、有效性。再加入实测信号进行实验,并对各分量中地震前兆信息进行分析整理。