基于总体最小二乘-旋转不变算法的地表核磁共振信号参数估计

来源：电子与信息学报杂志2024年第2期北京时间：

作者：于晓辉, 冯海, 田宝凤, 孙海欣, 孙晓东

单位：1.吉林大学通信工程学院 长春 1300222.吉林大学仪器科学与电气工程学院/地球信息探测仪器教育部重点实验室 长春 1300263.长春大学电子信息学院 长春 130022

摘要：在地表核磁共振(SNMR)找水系统中，根据SNMR信号的参数能够预估地下含水层的储水量、导电性以及孔隙结构等信息。然而在实际应用中探测现场采集的SNMR信号十分微弱，易受到环境噪声干扰，导致无法直接获取SNMR信号的参数。针对这一问题，该文提出基于总体最小二乘-旋转不变法(TLS-ESPRIT)的地表核磁共振信号参数估计方法。基于谐波噪声与SNMR信号的相似信号特征构成一个由多个正弦衰减信号叠加的混合信号模型，使用TLS-ESPRIT将混合信号参数提取问题转换为旋转不变矩阵的广义特征值求解，从而获得SNMR信号的拉莫尔频率和弛豫时间，并结合最小二乘法求得其初始振幅和相位。仿真信号和实测信号实验结果表明此方法能够估计出混有随机噪声和工频谐波噪声的SNMR信号的参数，相比传统的谐波建模方法，在参数提取精度上效果更好。

关键词：地表核磁共振, 总体最小二乘-旋转不变法, 谐波噪声

基金资助：国家自然科学基金(42074217)