质子磁力仪是磁法勘探用以观测和采集磁场及其异常数据的仪器设备,它利用静态激发质子在地磁场内的larmor进动效应测量磁场。质子磁力仪探头输出的FID信号是一个信噪比比较低的且随时间按指数衰减比较快的信号,研究低信噪比高精度频率测量技术对提高仪器测量精度非常重要,特别是提高磁场测量精度方面,因此高精度频率测量算法是当今研究的热点。论文针对质子磁力仪FID信号特征及测频方法,主要研究了基于FFT、自相关、相关自适应、小波自适应、Chaos等基本算法的FID信号处理以及基于FDM、SVD、Prony等算法的FID信号处理。论文先是扼要地介绍了这些算法的理论,对FID信号的适用性进行了分析,然后分别基于这些算法对FID信号进行处理,给出了仿真实验结果,最后对测频改善情况进行了分析与对比,验证了算法的有效性和一致性。此外,文章还研究了质子磁力仪的原理与结构、FID信号信噪比与测频精度的关系以及FID信号外界干扰的抑制等。论文第一章绪论,介绍了本文研究目的与意义以及国内外研究现状,并给出了目前存在的问题,最后提出了本文的研究内容和拟解决的关键技术；而对质子磁力仪FID信号研究,必然要了解质子磁力仪的原理、结构等,因此,第二章简单介绍下仪器的原理、组成,并探讨了FID信号频率测量结构整体框图,为后续部分的研究与设计奠定基础；第三章研究了FID信号特征：分析了FID信号噪声背景、信号特性,探讨了直接测频方法和间接测频方法,并研究了频率变换。最后,本章主要研究了FID信号信噪比与测频精度关系,通过理论分析,推导了频率测量精度与信噪比间的大致关系表达式,为后文研究提供了保证；第四章基于基本算法对FID信号进行了处理。主要研究了FFT算法、Chaos算法、自相关算法、相关自适应算法和小波自适应算法,分析了它们的基本原理和适用性,分别基于这些算法对FID信号进行了处理。此外,根据不同的信噪比,对FID信号进行仿真实验,给出了实验结果,并对测频改善和算法的有一效性和一致性进行了分析；第五章研究了基于FDM算法的质子磁力仪FID信号处理。根据FID信号特性以及FDM算法的需求,对FID信号利用矩阵进行了数学建模,采用了Hilbert、Taylor变换等将实信号变成复信号,分四种情况对复信号进行矩阵建模及验证。接着,论文分析了FDM算法的基本理论和FID信号的适用性,并基于FDM对FID信号进行了处理,根据不同的信噪比,对FID信号进行仿真实验,给出了实验结果,最后对测频改善和算法的有效性和一致性进行了分析;第六章主要研究基于SVD算法的FID信号处理。SVD用于信号的降噪,要重构相空间、进行SVD分解和逆变换,以达到提取有用信号的目的。内此,本章在分析了SVD的基本理论和FID信号适用性的基础上,基于SVD算法对FID信号进行了处理。最后,论文根据不同的信噪比,对FID信号进行仿真实验,给出了实验结果,并对测频改善和算法的有效性和一致性进行了分析；第七章主要研究基于Prony方法的FID信号处理。论文分析了Prony的基本原理和FID信号的适用性,并进行了相关改进。接着基于Prony算法对FID信号进行了处理,根据不同的信噪比,对FID信号进行仿真实验,给出了实验结果,并对测频改善和算法的有效性和一致性进行了分析;论文的最后归纳了文章的成果、结论与主要创新点,并指出了存在的不足,为进一步研究提出了建议。