跨传感器RGB频谱图:经典与量子磁力计三轴系统的异常检测可视化方法

固定式多磁力计阵列常规部署于地磁观测台、实验室屏蔽室及地面监测站。标准分析流程通常将每个传感器简化为独立功率谱,而忽略了传感器间的关联结构——这些结构本身对测量状态和局域磁活动具有诊断价值。本文提出一种纯理论框架,通过刻意简化的可视化方法,将三个同步磁力计的短时傅里叶变换(STFT)功率谱映射为单幅图像的红、绿、蓝通道:即“跨传感器RGB谱图”。传感器间相干性呈现为中性灰或白色,而单/双传感器特有的谱能量则显示为饱和色彩。该团队规范了图像的构建方法,推导其时频分辨率特性,明确阐述通道归一化选择依据,并提出色彩异常分类法以区分相干宽带活动、单传感器故障、非对称成对源及慢时变漂移。另描述了一种配套的长时窗变体,用于解析超低频(ULF)波段特征。该构建方案不依赖特定数据集或实现方式,旨在作为独立方法论模块,可集成至任何前端为同步采样三轴磁力计的监测流程中。由于该方案仅需处理标量幅值时间序列,故同等适用于经典磁通门传感器与量子磁力仪——包括光泵磁力计(OPM)、氮空位(NV)中心阵列及超导量子干涉仪(SQUID)——在这些系统中,区分量子极限噪声与技术伪影是核心诊断难题。

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提交arXiv: 2026-04-13 08:49

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