【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于海洋地球物理数据处理领域，具体涉及一种基于stl-emd分解的地磁日变基值推算方法。
技术介绍
1、地磁日变改正精度是影响海洋磁力测量精度的主要因素，在海洋磁力测量中通常要求在进行海上磁测的同时，在测区附近或靠近同纬度地点设立地磁日变站，采用合理的改正方法来消除或减弱地磁日变的影响，而地磁日变基值的精准确定是提高改正精度的基础。边刚等[边刚,夏伟,金绍华,等.海洋磁力测量数据处理及其应用[m].北京测绘出版社,2016:12-19.]提出了基时刻或基时段法来对夜间变化幅度小的日变数据进行平均，更好的反映出在没有太阳因素影响或影响很小条件下的日变基值；李才明等[李才明,李军,余舟,等.提高磁测日变改正精度的方法[j].物探化探计算技术.2004,26(3):211-214.]同样针对日变变化幅度这一特点，提出分时区加权平均法来确定日变基值，考虑不同质数据的权重影响因素，日变改正精度得到进一步提高；吴学文等在分时区加权平均法的基础上提出利用时变时段加权法确定日变基值，实例计算结果表明对日变改正基值的精度有所改善。彭飞等[彭飞,张启国,罗深荣.调和分析方法在海洋磁力测量日变改正中的应用[j].海洋测绘,2015,35(05):38-42.]利用傅里叶谐波分析对磁扰日前后三日的各次谐波系数平均，模拟磁扰期间的理想日变数据；杨震等[杨震.海洋磁力日变改正模式研究[d].青岛:中国海洋大学,2014:12-18.]在原有求取磁力日变基值的基础上，提出应用经验模态分析(emd)分解去除日变曲线中高频的本征模态函数(imf)，对单
2、然而这些方法都是利用经验算法分离地磁日变数据的低频信息，基于取平均思想计算得到地磁日变基值，没有着重考虑地磁场长期变化对地磁日变基值每日变化的影响，对日变改正精度有着一定影响。为此，本专利技术利用stl算法(seasonal and trenddecomposition using loess)提取地磁日变曲线变化趋势，再利用emd算法(empiricalmode decomposition)分解得到长期变化趋势项，并以此趋势项作为地磁日变改正基准，弥补传统平均算法缺少对地磁长期变化影响的客观评判，着重反映地磁日变基值随时间尺度的长期变化，即地磁日变基值以时间为尺度的长期变化趋势，从而减小甚至消除日变改正中关于地磁场长期变化的模型误差，并通过实例数据，与传统取一个常数平均值作为地磁日变基值的方法进行比较，验证方法的合理性。
技术实现思路
1、本专利技术旨在提供一种基于stl-emd分解的地磁日变基值推算方法，该方法的目的是提出一种能够提取地磁日变曲线短期变化趋势，并能进一步分解，得到地磁日变长期变化趋势，建立具有时间维度的地磁日变改正基准，弥补传统平均算法缺少对地磁场长期变化影响的客观评判，减小日变改正中的模型误差。
2、本专利技术的技术方案：
3、一种基于stl-emd分解的地磁日变基值推算方法，步骤如下：
4、步骤1、将地磁日变看作时序信号，通过stl时间序列分解地磁日变曲线，分解出地磁日变基值趋势性变化项、地磁日变的周期项以及其他干扰噪声项；
5、步骤2、对stl分解后，提取出24h为周期的地磁日变化趋势曲线，并将周期项和残差项去除，在提取出24h为周期的地磁日变化趋势曲线时，需要扩充计算首尾两天的地磁日变化趋势曲线，并找到每天的极值点，从而再进行步骤3的emd分解；
6、步骤3、利用emd分解将步骤2提取出的地磁日变化趋势曲线进行分解，从地磁日变短期趋势中分离出若干个高频部分imf，分解后的数据需要“裁减”掉多余的步骤2扩充部分的序列；
7、步骤4、将步骤3分离出的高频imf部分剔除，最后得到低频部分res的趋势项，也就是地磁日变的长期变化趋势，以得到的长期变化趋势作为改正的地磁日变基值。
8、本专利技术的有益效果：地磁日变基值是海洋磁力测量的重要基础数据。在地磁场长期变化作用下，地磁日变基值存在日变改正模型误差，导致海洋磁测精度难以提高。本专利技术提出stl+emd相结合算法，在提取地磁日变曲线短期变化趋势基础上，通过进一步分解得到地磁日变的长期变化，并以此建立具有时间维度的地磁日变基值的改正值。此算法的优势有：填补了对地磁场长期变化影响的客观评判，减小了日变改正中的模型误差。通过与igrf参考模型的线性拟合方法相比较，stl+emd算法的精度有显著提升，精度提高了42.27％。将stl+emd算法应用到2020年8月至11月某海域的实测数据表明，与传统平均值算法相比较，实测数据内符合精度提高了49.71％，系统误差降低了60.07％，同时明显改善了测线的交叉点差值。
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1.基于STL-EMD分解的地磁日变基值推算方法，其特征在于，步骤如下：
2.根据权利要求1所述的基于STL-EMD分解的地磁日变基值推算方法，其特征在于，步骤1中，通过STL时间序列分解地磁日变曲线，分解出地磁日变基值趋势性变化项、地磁日变的周期项以及其他干扰噪声项，具体表示为：
3.根据权利要求1所述的基于STL-EMD分解的地磁日变基值推算方法，其特征在于，步骤3中利用EMD分解将步骤2提取出的地磁日变化趋势曲线进行分解，具体表示为：
【技术特征摘要】
1.基于stl-emd分解的地磁日变基值推算方法，其特征在于，步骤如下：
2.根据权利要求1所述的基于stl-emd分解的地磁日变基值推算方法，其特征在于，步骤1中，通过stl时间序列分解地磁日变曲线，分解出地磁日变基值趋...
【专利技术属性】
技术研发人员：边刚，熊攀，刘强，金绍华，于潇涵，马权洪，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军大连舰艇学院，
类型：发明
国别省市：
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