[发明专利]一种地磁异动监测系统及方法

摘要

本发明公开了一种地磁异动监测系统及方法，属于地磁信号监控领域。将智能手机采集到的地磁数据以及地理位置等信息，通过通讯网络传送至云计算中心进行存储，将地磁信号放大、滤波，并通过对非线性以及非平稳信号的地磁信号进行专业的处理，形成区域地磁分布图。应用本发明可以形成一张巨大无比而又廉价的地磁信号监测网，以分布式的方式采集地磁数据，实现对地磁异动进行监测，为其他需要根据地磁异动的科学研究提供辅助依据。

主权项

一种地磁异动监测系统及方法，其特征在于，包含如下步骤：a智能手机智能手机自带有地磁传感器、陀螺仪、加速度计等元器件。为了获取地磁信号数据以及地理位置等信息，并将所采集的数据传送至云计算中心，智能手机需要安装一个专门用于该项工作的软件，以作为本发明中信息采集的终端装置。b数据采集与传送利用智能手机采集所在点的地磁信号数据以及地理位置等信息。此为一个持续过程，为了保证数据的连续性和有效性，智能手机应该间隔合理的时间采样，并通过通讯网络将所采集的数据传送至云计算中心。c数据过滤与分析为获得平稳的地磁场值，必须对数据信号中含有的各种噪声进行处理。针对地磁测量信号中含有的噪声特点，提出将形态滤波与Hilbert‑Hung变换等结合起来，先用形态滤波对数据进行处理，消除瞬时强脉冲的影响，再将信号进行经验模态分解，作出其二维时频谱图，分析信号中含有的噪声的特点，并根据分解的结果确定阈值，对各分量进行低通滤波，然后再重构。信号过滤与分析阶段是要将所接收到的地磁信号放大、滤波，并通过对非线性以及非平稳信号的地磁信号进行专业的处理，通过对复杂信号进行模态分解(Empirical Mode Decomposition，简称EMD)、希尔伯特‑黄变换(Hilbert‑Huang Transform，简称HHT)、信号复杂度评估(Multi‑Scaled Entropy，简称MSE)、高解析的强化小波转换(Enhance Morlet Transform，简称EMT)、趋势讯号移除(Trend Signal Removel，简称TSR)等特殊算法进行时频分析，有效过滤杂波并进行数值计算以得到等效的时域讯号，最终生成区域地磁分布图、地磁指数图等。d异常状态判断在正常情况下，经过一段时间的地磁数据以及地理位置等信息采样及处理，可以形成某一地域的稳态地磁分布图。如观测到某个区域(非单点)地磁场在时段内发生大幅度的异常变化，则可以判断地磁场出现了异常变化，从而为其他需要根据地磁异动的科学研究提供辅助依据。