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Hilbert变换在探地雷达数据处理中的应用(1)
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【计算机专业简历范文】
摘 要 希尔伯特(Hilbert)变换是信号分析处理技术中的一种重要方法,能有效地提取复杂信号的瞬时参数——瞬时振幅、瞬时相位和瞬时频率。本文详细研究了该算法,并将其应用于实际探地雷达数据处理中,得到瞬时参数剖面图,处理结果表明该算法能有效增加信号的分辨率,提高探地雷达的解释精度。 关键字 Hilbert变换,探地雷达,信号处理,瞬时参数 1 引言 探地雷达(Ground Penetrating Radar)是近几年迅速发展起来高分辨高效率的无损探测技术,向地下发送脉冲形式的高频宽带电磁波,利用地下介质电性参数差异,根据回波信号的振幅、波形和频率等运动学特征来分析和推断介质结构和物性特征,具有快速便捷、操作简单、抗干扰和场地适应能力强、探测分辨率高等方面的特点,目前已成为工程检测和勘察最为活跃的技术方法之一。
雷达的探测必须经历数据的采集、处理和解释等三个步骤,数据处理的目的就是要压制干扰,以最大限度的分辨在雷达图像剖面上显示反射波,提取有效信息,因此信号处理的好坏直接关系到最终资料解释的正确与否,是至为关键的一步。 探地雷达的资料处理在理论上属于数字信号处理范畴,希尔伯特(Hilbert)变换在本质上是一种全通滤波器,是信号分析处理中的一种重要方法, Hilbert变换巧妙地应用解析表达式中的实部与虚部的正弦和余弦关系,定义出任意时刻的瞬时频率、瞬时相位及瞬时幅度, 使得对于短信号和复杂信号的瞬时参数的提取成为可能,从而能更有效地、真实地获取信号中所含的信息,有利于分析地下介质的分布情况。本文将Hilbert变换用于探地雷达资料的数据处理中,提取出瞬时振幅、瞬时相位和瞬时频率,即“三瞬”信息,为后续的雷达资料解释提供了很好的依据。
2 Hilbert变换的算法
2.1 Hilbert变换公式 雷达记录x(t) 的Hilbert变换公式 (1) 变换因子的时间响应h(t) 为 (2)&
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