煤矿井下多频点视电阻率检测数据HHT分频提取技术研究

摘要

目前，煤矿井下电法勘探仪器主要采用单频人工场源供电，利用换频方式实现多频.采集，其施工效率低、采集误差大；多频点视电阻率监测系统结合了伪随机多频信号和网络并行电法的优势，实现了信号多频点同时发射和接收，可以提高施工效率和釆集精度。由于煤矿井下电磁干扰较大，发射功率受煤安限制，采集的信号比较微弱，因此监测数据的噪声干扰对视电阻率反演结果有很大影响。HHT(Hilbert-Huang-Transform,希尔伯特-黄变换）是一种处理非平稳信号的时频分析方法，在随机噪声压制和工频干扰处理等方面具有独特的优势^
　　本文介绍了多频点视电阻率监测系统的技术原理，分析了多频伪随机发射信号的生成方法及特点，对硬件系统进行了概述；通过对采集信号的噪声频谱分析，总结了随机噪声和工频干扰的特征，采用小波分析、相关检测以及HHT方法对伪随机多频信号进行了理论数据、实验数据和试验数据的对比处理，认为HHT滤波方法可以较好地滤除工频干扰和随机噪声；对HHT方法和相关算法分别进行野外试验数据的处理，发现本文HHT提取技术对于低信噪比环境下的多频微弱信号提取具有一定的优势。
　　研究结果表明：HHT在视电阻率监测数据的处理中可以提高信噪比，高保真地提取有用信号，尤其是在煤矿井下噪声环境复杂，信号发射功率受限的条件下，对于视电阻率监测数据的提取具有独特优势。由于HHT存在一定的模态混叠问题，影响了对噪声分辨能力，如何有效抑制模态混叠，提高滤波质量和效率，是下一步要研究的方向。

目录

声明

1 绪论

1 .1选题背景及研究意义

1 .2国内外研究现状

1 .3研究内容、方法及技术路线

2 多频点视电阻率监测系统技术原理

2 .1多频点视电阻率监测系统

2 .2多频信号发射技术原理

2 .4本章小结

3 监测数据处理方法研究

3 .1监测信号及其噪声特性

3 .2监测数据数字滤波方法研究

3 .3相关分析方法

3 .4本章小结

4 HHT算法原理及滤波仿真研究

4.1 H H T算法原理

4.2H H T滤波原理

4.3 H H T滤波方法存在的问题

4.4 本章小结

5 HHT万法在视电阻率监测数据中的试验研究

5 .1理论数据仿真测试

5 .2实验数据测试

5 .3野外模拟试验数据测试

5 .4实际野外试验数据HHT分频提取处理

5 .5本章小结

6 结论与展望

6. 1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

攻读学位期间发表论文、专利及获奖