基于走时-偏振角度信息的地下震源定位方法

发布时间：2021-02-19 09:20

　　针对地下浅层复杂地质环境中起爆点位置"测不准"的难题,提出了基于走时-偏振角度信息的地下震源定位方法。该方法采用QPSO算法建立震源搜索定位模型,利用初至波走时信息联合波阵面的偏振角度信息,构建粒子更新的目标函数,在外场进行了地下震源定位试验并对定位结果进行了误差分析。试验结果表明,该方法有效地实现了浅层炸点定位,在地下空间定位研究领域具有一定的工程应用价值。 

【文章来源】：探测与控制学报. 2020,42(01)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

QPSO算法状态模型图

适应度函数的选择决定了种群局部最优和全局最优位置的选取,是实现粒子筛选、更新的关键。本文采用地下波场的偏振特性和走时的传播特性,构建基于走时-偏振角度的适应度函数。波的偏振是波场的时-空特征,弹性波的偏振就是波通过空间记录点,得到波阵面在波场中传播的角度信息[10]。其中,纵波在没有与其他波发生相干时呈线性偏振,即介质质点在平衡位置附近以直线轨迹方式振动,其传播方向与波阵面的运动方向一致[11]。由于爆炸近场多径干扰小、纵波偏振特性好、极化度强,因此,将其引入到走时定位模型中,借鉴无线电DOA定位方法,形成基于走时-偏振角度的混合定位模型。由图2所示,通过P波到达两个传感器节点的时间差可以确定一个双曲面,该双曲面以参与该TDOA测量的两个传感器节点为焦点(如传感器k、传感器f),待定位的炸点位置就在这对双曲面的某一分支上。由于走时误差较大,因此在多双曲面交汇时,必然存在定位假象。根据几何原理,任意两个传感器(如传感器i、传感器j),通过偏振角度信息,以交叉的方式亦可得到震源坐标,因此,可以利用多波束信息,修正多双曲面交汇时的定位误差。

QPSO算法执行流程图

【参考文献】：
期刊论文
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[9]硬岩中大当量地下爆炸应力波的测试和分析[J]. 李孝兰.  辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2001(04)



本文编号：3040917