基于CEEMD和PCA的探地雷达数据处理研究与应用

发布时间：2023-05-27 02:18

　　探地雷达作为一种高频电磁方法在浅部工程检测,地下水探测,地震救灾等领域有着广泛的应用。探地雷达通过向地下发射和接收高频电磁波实现对目标体的探测,其探测对象主要为地下的有耗复杂介质。探地雷达信号在传播过程中受周围环境干扰会发生散射和频散现象,从而影响探测目标的分辨率和准确性。除此之外,探地雷达实测信号是一种非线性、非平稳信号,传统的信号处理方法往往得不到令人满意的结果。完全总体经验模态分解(CEEMD)是一种分析非线性、非平稳信号的自适应方法,能够将信号分解为若干个不同的本征模态函数(IMF),其中不同的IMF分量包含着原始信号中的不同频率成分。通过对每个IMF分别进行希尔伯特(Hilbert)变换,可以得到具有物理意义的瞬时参数。这些瞬时参数可对复杂探地雷达信号进行分频处理,通过选择固定频段的IMF进行重构从而去除高频杂波和低频隐失波的影响。探地雷达数据中目标信号和背景介质在信号能量和相位上存在一定差异,主成分分析(PCA)方法可以有效地从探地雷达信号中分离出目标信号,提高目标体的分辨率。本文详细地阐述了CEEMD和PCA方法的基本原理,并将应用于模拟和实测的探地雷达数据处理。首先,本...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究目的及意义
    1.2 国内外研究现状和进展
        1.2.1 EMD的研究与发展
        1.2.2 PCA的研究与发展
    1.3 本文研究内容
第2章 EMD的基本理论
    2.1 经验模态分解（EMD）
        2.1.1 基础概念
        2.1.2 EMD基本原理
        2.1.3 EMD的主要性质
        2.1.4 EMD方法存在的问题
    2.2 总体经验模态分解(EEMD)
        2.2.1 EEMD方法原理
        2.2.2 存在的问题
    2.3 完全总体经验模态分解
    2.4 数值模拟
    2.5 本章小结
第3章 Hilbert-Huang变换理论
    3.1 基本概念
        3.1.1 Hilbert变换
        3.1.2 瞬时频率
    3.2 Hilbert-Huang变换
    3.3 本章小结
第4章 基于CEEMD的雷达信号处理
    4.1 正演理论模型研究
        4.1.1 去噪
        4.1.2 深部与浅部信号的分离
    4.2 实测数据去噪
    4.3 本章小结
第5章 基于主成分分析的GPR弱信号提取
    5.1 PCA基本原理
    5.2 数据处理及分析
        5.2.1 模拟数据
        5.2.2 超宽带穿墙探测雷达人体生命信号提取
    5.3 本章小结
第6章 结论
参考文献
作者简介及其在学期间所取得的科研成果
致谢



本文编号：3823701