专利汇可以提供基于PBIL的重力固体潮信号独立谐波分量提取方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供一种基于PBIL(Population‑Based Incremental Learning,基于群体 增量学习 ) 算法 对重 力 固体潮 信号 独立谐波分量提取方法,属于 信号处理 领域。本发明的方法主要包括基于重力固体潮信号 正交 分解模型的分析、重力固体潮信号的预处理、PBIL算法的参数设定、优化目标函数的建立、重力固体潮信号独立成分分析和谐波提取。本算法在传统的独立成分析算法中引入PBIL算法,有效避免了传统独立成分分析算法的早熟和陷入局部收敛的现象,提升了分离效果和更好的实施性。,下面是基于PBIL的重力固体潮信号独立谐波分量提取方法专利的具体信息内容。
1.一种基于PBIL的重力固体潮信号独立谐波分量提取方法,其特征在于:所述方法的步骤如下:
Step 1.分析重力固体潮信号的正交分解模型;
Step 2.获取观测点处的重力固体潮信号观测值:通过模型的分析,选取任意一定时间段,同经度不同纬度的m路待处理重力固体潮观测信号:X=[x1(t),x2(t),…,xm(t)];
Step 3.对观测信号预处理:利用特征值分解方法对待处理信号进行白化和球化处理,得到白化和球化后的信号
Step 4.解混矩阵的初始化:在独立成分提取过程中, Y表示独立成分分析算法处理后得到的独立成分,W为解混矩阵,根据待处理信号的先验知识,对解混矩阵进行随机均匀分布初始化得:B=[b1:D,b2:D,…,bm:D]T,其中,待处理信号的数量为m,维度为D,分离后得到的最大独立成分的数量
Step 5.算法优化求解解混矩阵过程:
Step 5.1.令 得到初始的独立谐波分量,对Z求出其二阶距E{Z2}和四阶距E{Z4},代入公式F={kurt(Z)=E{Z4}-3(E{Z2})2}求取的Z峭度值F,其中:kurt为峭度,峭度是随机变量的四阶累积量,f为Z中每一路信号的峭度值,按照从大到小顺序排列得F=(f1,f2,…,fM),得到F中包含粒子的适应值信息和位置下标信息;
Step 5.2.从适应值F中按照其顺序选择K=k×M个粒子的位置下标,按照得到的位置下标从B选择得到 其中l为第l次迭代数,k为选择率k∈(0,
1);
Step 5.3.将Bbest代入Hebbian公式 进行群体的概率向量的
更新,其中Bold指未进行选择的解混矩阵粒子,pold表示未进行更新前的粒子分布向量,学习速率α,α∈(0,1);在第一次进行计算时,pold=p0=0.5,Bold=B;
Step 5.4.当|F1l+1-F1l|≥0.01时,粒子进行循环计算,返回步骤Step 5.1;否则结束循环,得到最优解混矩阵B;
Step 6.令W=B,按照独立成分提取 得到处理后的独立谐波分量;
Step 7.对独立谐波分量Y进行频谱分析得到其频率值f观测,将f观测与理论值进行对比,得到其独立谐波分量分类。
2.根据权利要求1所述的基于PBIL的重力固体潮信号独立谐波分量提取方法,其特征在于:所述的步骤Step 1,对重力固体潮信号正交模型的分析具体为:
A为地球上的某一观测点,其受到的太阳引潮力和月球引潮力分解为地倾斜固体潮信号Fh和重力固体潮信号Fg,对重力固体潮信号Fg进行正交分解,一个平行于地球自转轴的信号分量F1,一个平行于赤道平面的信号分量F2,F2与赤道平面平行,该信号分量仅受地球自转的影响,含地球自转引起的独立成分谐波分量,即日波和半日波,F1和地球自转轴平行,F1方向上的信号分量不受地球自转的影响,该方向含受月球和太阳引潮力作用产生的独立谐波成分,即长周期波。
技术领域:
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