TSAnalyzer说明书
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时间序列分析在任何领域都至关重要,例如金融,天文学,地球物理学等。
在地球物理学中,分析时间序列以提取由地球物理学现象引起的信号。
该软件旨在分析GNSS坐标时间序列并估算信号,例如线性,周期性信号。
此外,还提供了一些有用的工具以方便分析。
要求和安装
TSAnalyzer V2.0基于Python,它支持Python 2和Python 3,因此应在启动之前安装一些要求。
要求
qtpy
Matplotlib
Numpy
Pandascvxpy(对于偏移量检测,求解器MOSEK更好)
Cvxopt
安装
在安装此软件包之前,建议先安装Anaconda。
TSAnalyzer可以同时支持Python2和Python3。
下载此仓库,并在公共行提示符下安装python setup.py。
pip安装tsanalyzer
之后,程序包在您的路径中创建一个命令tsanalyzer。
GUI说明
随着TSAnalyzer 2.0的重新设计和重构,我们放弃了一些功能,例如频谱分析,sigseg,但是不连续性检测和交互功能得到了增强。
批处理功能也易于使用。
•主图视图(alt + h)
•上一个绘图视图
•下一个绘图视图
•平移人物(alt + p)
•缩放图形(alt + z))
•子图配置
•图形设置(线条,标记,颜色)
•偏移(alt + 1)
•趋势变化(alt + 2)
•地震指数松弛(alt + 3)
•地震对数松弛(alt + 4))
•保存数字(alt + s)
•
时间序列文件扩展坞
文件扩展坞支持上下文菜单。
右键单击扩展坞,将显示文件菜单。
双击扩展坞中的文件名,该文件将被加载。
导出所有时间序列文件名是将扩展坞中的文件名保存为文本文件。
扩展坞提供编辑,导入和导出功能。
不连续性停靠点仅显示已加载文件的不连续性,而其他时间序列文件的不连续性也记录在内存中。
时序图
使用提供的工具栏,用户可以与图形进行交互。
当用户单击图形时,触发不连续动作(偏移,趋势变化,exp衰减或对数衰减)时,将通过左键单击添加不连续。
当不连续性线悬停时,您可以用鼠标中键将位置拖动到特定日期,右键单击以删除不连续性。
分析码头
不连续检测
L1扩展模型的数学模型为:
$$ \ text {minize} \ quad \ frac {1} {2} \ lVert \ mathbf {y}-\ mathbf {x}-\ mathbf {s}-\ mathbf {w} \ rVert_2 ^ 2 + \ lambda \ lVert D ^ {2} \ mathbf {x} \ rVert_1 + \ rho \ lVert D ^ {1} \ mathbf {w} \ rVert_1 $$
其中$ \ mathbf {y} $是观测值,$ \ mathbf {x} $是分段趋势,$ \ mathbf {s} = \ sum_i(a_i \ sin \ omega_i t_i + b_i \ cos \ omega_i t_i)$是季节性的项,而$ \ mathbf {w} $是电平转换。
在此,$ D ^ {n} $代表第n个差矩阵。
我们可以使用分段趋势$ \ mathbf {x} $来找到趋势变化点,并使用$ \ mathbf {w} $来获得潜在的偏移点。
然后使用F检验进行验证。
因此,组框中的参数代表这些参数。
偏移量和趋势变化检查装置是否给出偏移量或趋势变化结果。
批处理按钮用于检测时间序列Dock文件中的不连续性。
完成该过程后,单击导入按钮以将不连续性导入不连续性基座
离群值
大西格玛准则
此准则是根据sigma(用户输入,接受一个或三个数字)来掩盖sigma大于sigma准则的数据,以获得更清晰的数据。
一个数字输入表示所有组件的三个西格玛准则相同。
如果要特定于单个组件,请在数字之间使用空格。
如果未设置sigma,则不会采用此标准。
IQR
通过使用最小二乘模型,可以得到残差$ v $,然后软件使用窗口(用户输入)获得75%,中位数和25%的百分位数。
最小二乘分析
*如果无法表达数学方程式,请参考pdf文件
在等式中,$ b_i $是多项式,如果$ b_i $的$ i = 1 $是线性趋势,$ c_i $和$ d_i $是谐波分量,$ H $是阶跃函数,$ g_i $ 可以用来解释设备或同震引起的突然变化事件,$ C_ {l_ {i}} $和$ C_ {e_ {i}} $项代表对数或指数函数在地震后适合。
这些项是地震后的累积运动,C是同震偏移,τ是衰减时间。
该模型可用于估计特定时间(用户以交互方式选择或输入偏移)的多项式(最大阶数为10),谐波(用户可以定义周期)以及阶跃函数(包括突然变化,地震后对数或张弛)。
文件),详细信息将显示在图片中。
批处理按钮还提供了分析时间序列文件停靠中的所有文件的功能。
结果将与数据一起保存在目录中,并分别进行日志记录。
工具类
日期转换器
在GNSS坐标时间序列分析中,给出了一些时间格式,因此TSAnalyzer提供此工具是为了方便。
标头转换工具
在“页眉注释工具”图中,应输入一些参数。
单位,毫米(mm)的缩写,尽管原始文件的单位是米
比例,我们使用比例因子1000将米转换为毫米。
目前支持的时间单位,年份和天数。
列索引和列名称,在本示例中从0开始,我们使用列year(1),doy(2),north(3),east (4),up(5),north_sigma(6),east_sigma(7)和up_sigma(8)。
索引列支持以下关键字:年,月,日,小时,分钟,秒,doy,ymd,hms,mjd
doy,一年中的一天
ymd,年份月日,例如2010101
hms,时分秒,例如120000
mjd,朱利安日期修改
目录,添加标题注释后保存新文件。
添加标题注释后,我们可以使用TSAnalyzer加载这些新文件。
结束。