| 中文摘要 | 本论文工作是在国家科学基金"强噪声背景下 微弱信号处理"资助下,结合地磁场强测 量实际应用开展的. 地磁场强测量在寻找矿产资源,确定地 质构造,寻找水下目标等许多方面有广泛应用. 尤其航空地磁测量由于其具有大面积勘查的 特点而备受世界各国的重视.论文引言部 分介绍了有关这方面的情况.并评述了代 表目前世界先进水平的各类磁力仪. 目前各类磁力仪的一个共同特点就是 通过不同的原理,将地磁场强的测量问 题转换为一个正弦波(或衰减正弦波)的频率 测量问题.论文第二部分针对航空质子旋 进磁力仪,详尽介绍了其测量原理以及 测量中噪声来源. 质子旋进磁力仪是一种绝对精度 高,无转向差的磁力仪,目前最先进的G-813 能以0.01γ的分辨率测量地磁场强.质子旋 进磁力仪大多采用计数法测量周期方法, 这种方法具有精度高的特点,但达到高精度所 需测量长,对航空测量极为不利.第三部分 除了详尽介绍了质子旋进磁力仪所采用的 这种测频方法之外,还评述了利用短样本 记录估计频率的方法.主要回顾了基于参 数模型与最大似然比两大类频率估计算 法.这些方法能用很少的样本记录估计 单个或多个正弦波频率,具有较高精度, 在语音信号处理等领域使用.但这些方 法具有计算费用大的缺陷,对于单正弦波频 率作高精度估值,实现较为困难. 为了寻找更为有效的实时算法,我在 D.M Etter和S.D.Steen的窄带信号时间延迟自 适应估计技术的基础上,发展了一种自适应 频率估计算法,其结构如下图所示: Ws表待测信号相对角频率,θ表初始相位. 当N(n)为白噪声时: E[e2(n)]=A2+2σ+A2coswd 当d=Ts/2时，亦即在延迟为未知正弦波信号周期 的1/2时，E[e2(n)]取得第一个极小点. 采用最速下降法来寻找极小点,并用误差功 率的瞬时值代替期望值,作一梯度的无编估计, 则有: d(m+1)=d(m)+μe(m)(y(m-d+1)-y(m-d-1)) 第四部分对算法性能作了详尽分析.分析表 明当0＜μ＜1/A2Ws2,估计渐近收敛到真值.从值 决定估计质量(在一定信噪下),从值愈小,收敛速 度慢,达到稳态时估计质量越好;从值愈大, 收敛快,达到稳态时估计质量较差.稳定时, 估计与真值的均方差有如下关系: 第四部分还分析了限带白噪声对频率估 计的影响.结果表明,在足够高的信噪比下,最 优解偏高离真值很小一个值,影响很小. 第五部分详细介绍了实验与结果分析.在实验 中,完成了一 |
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