基于高分辨率时频分析的核爆地震信号能量统计初至检测算法

核爆地震波检测是禁核试核查的关键环节之一.常用的短时长时能量均值比、赤池信息准则、傅里叶变换等方法虚警率都比较高,为此,提出一种基于高分辨率时频分析的核爆地震信号能量统计初至检测算法.其基本原理是根据核爆地震事件信号与噪声的频域分布差异,采用窄带分频技术将信号时域波形变换到时频域,在各频带计算局部能量均值与全局能量均值之比并进行二值化处理,当结果大于设定的阈值时,认为此频带该时刻属于地震事件信号的一部分,如果在某一阈值下出现二值化结果相同的情况,只需继续增大阈值进行检测,直到最终只有一个时间点检测到频段的数量最多即可,最大值的跳跃点即认为是初值时刻.利用地下核爆产生的地震信号进行实验研究,结果表明本文方法能够在提高检测准确率的同时解决高虚警问题,在低信噪比信号条件下具有较好的适用性与鲁棒性.