EEMD與WT在橋梁GNSS數(shù)據(jù)降噪中的對比應用

EEMD與WT在橋梁GNSS數(shù)據(jù)降噪中的對比應用隨著世界經(jīng)濟的飛速發(fā)展和技術的高速進步，橋梁建設已成為國家重要的基礎設施建設之一。然而，在橋梁的設計、建造和運營過程中，土壤及其他地形因素常常會導致GNSS數(shù)據(jù)噪聲，對橋梁建設的正常運行造成很大的影響。因此，降低GNSS數(shù)據(jù)的噪聲水平，成為保障橋梁安全和穩(wěn)定工作的必要手段之一。本文將比較兩種用于橋梁GNSS數(shù)據(jù)處理的方法：經(jīng)驗模態(tài)分解（EEMD）與小波變換（WT），并探討它們在GNSS數(shù)據(jù)降噪中的適用性和優(yōu)缺點。一、EEMD與WT方法簡介1.EEMD方法簡介經(jīng)驗模態(tài)分解（EEMD）方法是一種數(shù)據(jù)分解技術，可以將信號分解為多個本征模態(tài)函數(shù)（IMF，IntrinsicModeFunction）和一個非周期性殘差項。在EEMD方法中，分解過程中的噪聲被均勻地分布在各個IMF分量中，而不是僅在高頻部分。IMF分量可以看作是原始信號的局部頻率成分，且相互獨立。EEMD方法將一些以往無法分解的非線性、非平穩(wěn)和復雜的信號分解為多個IMF分量，從而實現(xiàn)對信號的分析和處理。2.WT方法簡介小波變換（WT）是另一種信號分析方案，小波分解可將時間序列信號分解成不同尺度和頻率的信號分量。小波變換可控制不同頻段信號中的能量，能夠有效地處理復雜信號和非平穩(wěn)信號。小波分解后，可以選擇濾波器來去除噪聲，在一定程度上實現(xiàn)去除噪聲的效果。二、EEMD與WT方法在橋梁GNSS數(shù)據(jù)降噪對比1.數(shù)據(jù)獲取和預處理本文采用了兩種方法（EEMD和WT）對橋梁GNSS數(shù)據(jù)噪聲進行比較。首先，使用精密全球定位系統(tǒng)（GNSS）設備獲取橋梁模型的GNSS數(shù)據(jù)。然后，對數(shù)據(jù)進行預處理，包括時鐘偏移、電離層誤差校正、多路徑干擾（MPI）處理和數(shù)據(jù)編輯。2.EEMD方法應用在EEMD方法中，我們將原始GNSS數(shù)據(jù)分為多個IMF成分和一個殘差分量。在數(shù)值計算中，IMF的數(shù)量由EEMD方法自動選取。為每個IMF分量和殘差分量進一步應用希爾伯特-黃變換（HHT）方法得到時頻分析結果，從而實現(xiàn)對GNSS數(shù)據(jù)的分析。3.WT方法應用在WT方法中，我們將原始GNSS數(shù)據(jù)分解為多個不同尺度和頻率的子信號，通過制定小波分解的小波基和尺度等參數(shù)，調制和濾波，得到不同頻率范圍內的信號。為了去除噪聲，本文采用了小波軟（soft-thresholding）閾值方法進行數(shù)據(jù)的降噪。4.結果對比通過比較兩種方法的噪聲降低效果，可以得出以下結論：（1）EEMD方法可以有效地分解GNSS數(shù)據(jù)，并提取出不同頻率范圍內的分量，從而實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)的時頻分析和噪聲處理，其降噪效果較好。（2）與EEMD方法相比，WT方法可以更精確地去除噪聲，但其需要手動選擇小波基和尺度等參數(shù)，需要一定的經(jīng)驗和技術水平。此外，WT方法的計算量較大，較為耗時。（3）總體而言，EEMD方法在數(shù)據(jù)分解、時頻分析和噪聲處理方面具有一定優(yōu)勢，但需要更多的研究來將其推廣應用到不同領域。三、結語通過對EEMD和WT方法在橋梁GNSS數(shù)據(jù)處理中的比較應用?？梢缘贸鼋Y論：兩種方法各自有其優(yōu)劣，應根據(jù)具體問題和需要選擇適當?shù)姆椒āＴ谶M行GNSS數(shù)據(jù)處理時，應合理選擇方法和參數(shù)，綜合