113年 高普考 高考三級 地震測報 時序分析 試卷

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113年公務人員高等考試三級考試試題
地震測報
時序分析
考試時間
2
小時
座號
禁止使用電子計算器。
本科目除專門名詞或數理公式外,應使用本國文字作答。
代號
38550
頁次
2
1
一、若h(t)FourierTransform 2
( ) ( ) j ft
H f h t e dt

其中 t是時間,f是頻率,j是虛(=-1),請回答下列問題:
請寫出其逆傅立葉轉換(Inverse Fourier Transform)的型式。3分)
請寫出其離散傅立葉轉換(Discrete Fourier Transform)的型式(假設
時間取樣 TN個資料點數,n表示第 n頻率資料點,k表示第 k
個時間資料點)4分)
h(t)是一純虛數(pure imaginary)時間序列,請證明其傅立葉轉換
後,在頻率域的實部(Real part)是奇函數(odd function
Imaginary part是偶函數even function8分)
若在頻率域(frequency domainLinear
phase頻率與相位成正比),待其逆轉回時間域(time domain)時,
此時間序列會有何變化?(5分)
二、有三個時間序列 x(t)y(t)o(t) x(t)*y(t) = o(t)的關係其中符號" "
表示摺積convolution以符號" "表示相關運算correlations請回
答下列問題:
請寫出 x(t)y(t)的摺積數學積分型式。3分)
,並說明此積分的意義。(可繪圖輔助說明)7分)
x(t)o(t)y(t) y(t)o(t)x(t)deconvolution
地震學上,經常利用反摺積來去除地震儀器響應(instrumental
responsesource time function
receiver function
y(t)10
x(t)=(2,1,3,6,4,2,2)o(t)=(2,5,7,23,24,31,40,26,12,10)
10
y(t) =5
請證明
( ) ( ) ( ) ( )
5分)
代號
38550
頁次
2
2
三、請回答下列有關波形取樣(waveform sampling)及資料處理的問題:
一時間域的取樣函數(sampling function)為一連續脈衝函數的組合,
表示為 x(t)
( )
n
t nT

取樣時間為整數,請證明其傅立
葉轉換後 1
X( )= ( )
n
n
f f
T T

10 分)
一帶寬限band-limited連續時間函數 h(t)過波形取樣,
立葉轉換後會產生那些現象?請說明可繪圖輔助說明)10
down-sampling若採用內插方式interpolation來降採此時有
一時間取樣為 0.01 秒的資料需降採樣至 0.1 秒時,請問會產生何種問
題?該如何處理?(5分)
四、表面波surface wave是地震研究的重要震波之一要計算表面波的群
group velocity經常利用高斯濾波器Gaussian filter進行時頻分
析(Time-Frequency analysis請回答下列問題:
何謂時頻分析?3分)
請寫出高斯濾波器在時間域和頻率域的一般表示式。4分)
如何利用高斯濾波器進行時頻分析以求得表面波的群速?(8分)
下圖是以某一中心頻率濾波後所得到頻率域的實部及虛部,請問該如
何安排此實部及虛部,使其能正確逆轉換回到時間域?(可繪圖輔
說明)5分)
,若此頻譜為位移譜,請問在頻率域該如何處理,使其逆傳換回
到時間域後變為速度紀錄?(5分)
Real part
(實部)
Imaginary part
(虛部)
料點
fNNyquist frequency
f
N
f
N
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