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申请/专利权人：武汉大学

摘要：本申请涉及空间探测领域，具体公开了一种基于地基甚低频波动观测的重力波遥感方法，包括：通过地基甚低频波动探测系统，接收来自甚低频人工发射台站的电磁波信号，解调获取幅值；利用连续小波变换处理对照组和检测组幅值数据，得到对照组和检测组功率矩阵；计算对照组功率矩阵均值和标准差，得到均值矩阵和标准差矩阵；根据正态分布经验法则，确定重力波检测上、下边界矩阵；检索检测组功率矩阵中的每一个元素，得到功率差值矩阵，进一步得到重力波检测结果，包括重力波周期、发生时间和存在时长等参数。本申请利用地基甚低频观测数据遥感低电离层中的重力波，对重力波演化模式及临近空间多圈层耦合作用的相关研究和应用具有重要意义。

主权项：1.一种基于地基甚低频波动观测的重力波遥感方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、采集来自甚低频发射台站的电磁波信号，获取其振幅，得到时序幅值数据，在时序幅值数据中选取部分连续时间段的幅值数据作为检测组，记为检测组时序幅值数据，随机选取检测组前后共i日的幅值数据作为对照组，记为对照组时序幅值数据，； 以及的数据长度均为N；步骤2、利用连续小波变换分别处理对照组时序幅值数据和检测组时序幅值数据，分别得到对照组功率矩阵和检测组功率矩阵；具体包括以下步骤：步骤2.1、选择Morlet小波作为小波基函数，利用连续小波变换处理时序幅值数据，获得小波系数矩阵，具体方法为：利用连续小波变换处理对照组时序幅值数据，相应地获得i个M×N的对照组小波系数矩阵，其中，M为连续小波变换自动分解出的分量个数，N为时序幅值数据长度；所述对照组小波系数矩阵表示为： 利用连续小波变换处理检测组时序幅值数据，获得M×N的检测组小波系数矩阵，所述检测组小波系数矩阵表示为： 步骤2.2、根据小波系数矩阵计算得到功率矩阵，具体方法为：根据对照组小波系数矩阵分别计算得到i个M×N的对照组功率矩阵，所述对照组功率矩阵表示为： 功率的计算公式为：，其中，为对照组功率矩阵中第M行、第N列的元素，为对照组小波系数矩阵中第M行、第N列的元素；根据检测组小波系数矩阵计算得到M×N的检测组功率矩阵，所述检测组功率矩阵表示为： 功率的计算公式为：，其中，为检测组功率矩阵中第M行、第N列的元素，为检测组小波系数矩阵中第M行、第N列的元素；步骤3、将对照组功率矩阵按行重新排列，计算每个单元格的均值和标准差，得到均值矩阵和标准差矩阵，具体包括以下步骤：步骤3.1、按行重新排列对照组功率矩阵，得到M个临时矩阵；所述临时矩阵表示为： 其中，为第M个临时矩阵，为临时矩阵中第1行、第N列的元素，…，为临时矩阵中第i行、第N列的元素步骤3.2、分别按列计算的均值，根据临时矩阵的顺序依次排列，得到均值矩阵；所述均值矩阵表示为： 均值的计算公式为：，式中，为均值矩阵中第M行、第N列的元素步骤3.3、分别按列计算的标准差，根据临时矩阵的顺序依次排列，得到标准差矩阵，所述标准差矩阵表示为： 标准差的计算公式为：，式中，为标准差矩阵中第M行、第N列的元素；步骤4、根据均值矩阵和标准差矩阵，获得重力波检测的上边界矩阵和下边界矩阵，其中，获得重力波检测的上边界矩阵的步骤包括：根据均值矩阵和标准差矩阵，基于正态分布经验法则获得重力波检测的上边界矩阵，所述上边界矩阵表示为： 其中，为上边界矩阵中第M行、第N列的元素，=+3；步骤5、利用重力波检测的上边界矩阵和下边界矩阵判断检测组功率矩阵中的每个元素是否超出对应的上下边界条件，若超出，则计算该元素与边界条件的差值，若未超出，则将对应的差值设置为零，获取功率差值矩阵；根据功率差值矩阵得到重力波检测结果，获取重力波参数，所述重力波参数包括重力波周期、发生时间和存在时长。

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