【摘要】：基于震動波定位技術(shù)是一種集數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)傳輸、信號處理于一體的位置測量技術(shù)，廣泛應(yīng)用于煤礦勘探、室內(nèi)、室外定位追蹤等工程領(lǐng)域。在利用震動波進(jìn)行地下淺層震源定位中，由于地下環(huán)境的復(fù)雜性，，震源定位精度不高。本文在分析研究傳統(tǒng)定位方法的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究了基于網(wǎng)絡(luò)傳感器地下淺層震動信號高精度定位算法。 針對地下淺層震源定位問題，利用震源信號的走時(shí)，構(gòu)建了無預(yù)測速度條件下的分布式時(shí)差定位(TDOA)模型，在分析研究最小二乘法、Chan氏算法、Taylor、Newton、擬Newton等傳統(tǒng)目標(biāo)定位算法以及遺傳算法、粒子群算法等現(xiàn)代優(yōu)化定位算法的基礎(chǔ)上，提出了一種基于群波束時(shí)差信息的粒子群混合定位算法，通過改進(jìn)粒子群種群篩選策略，加強(qiáng)搜索空間的關(guān)聯(lián)性、各異性，實(shí)現(xiàn)了對地下震源的高精度定位；根據(jù)地下震源波傳播特點(diǎn)及其群波波速的偏振特性，提出了一種自適應(yīng)加權(quán)融合改進(jìn)算法，通過剔除奇異傳感器節(jié)點(diǎn)的無效定位數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了在地下震源定位的解空間中的最優(yōu)定位。 現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果表明，在20m*20m*3m的淺層區(qū)域震動范圍內(nèi)，地下震源的三維位置的定位精度可達(dá)0.2m，并可計(jì)算出地下介質(zhì)的傳播速度。
[Abstract]:Based on vibration wave positioning technology is a kind of data acquisition, data transmission, signal processing in one of the position measurement technology, widely used in coal mine exploration, indoor, outdoor positioning and tracking and other engineering fields. Because of the complexity of underground environment, the accuracy of seismic source location is not high. Based on the analysis of the traditional localization methods, this paper focuses on the high precision localization algorithm of the underground shallow vibration signal based on the network sensor. In order to solve the problem of locating shallow ground seismic source, a distributed (TDOA) model of moveout location without predictive velocity is constructed by using the traveling time of source signal. The least square method, Chan's algorithm and Taylor,Newton, are analyzed and studied. On the basis of traditional target location algorithm such as quasi Newton, genetic algorithm, particle swarm optimization algorithm and so on, a particle swarm hybrid localization algorithm based on swarm beam-time difference information is proposed. The particle swarm selection strategy is improved by improving the particle swarm selection strategy. Strengthen the relevance of search space, the heterogeneity, to achieve a high-precision location of the underground earthquake source; According to the characteristics of underground seismic source wave propagation and polarization characteristics of group wave velocity, an improved adaptive weighted fusion algorithm is proposed, which can eliminate invalid localization data from singular sensor nodes. The optimal location is realized in the solution space of underground seismic source location. The field test results show that the location accuracy of the 3D location of the underground seismic source can reach 0.2 m in the shallow region of 20m*20m*3m, and the propagation velocity of the underground medium can be calculated.
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P631.4;TP212

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 馬建軍,程良奎,蔡路軍;爆破應(yīng)力波的傳播及其遠(yuǎn)區(qū)破壞效應(yīng)研究現(xiàn)狀述評[J];爆破;2005年02期

2 王國斌;利奕年;楊文東;;爆炸應(yīng)力波傳播規(guī)律與TSP基本原理分析[J];爆破;2010年02期

3 諸燕平;黃大慶;李勃;;基于AOA的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位算法[J];傳感器與微系統(tǒng);2010年01期

4 劉利軍;韓焱;;基于最小二乘法的牛頓迭代信源定位算法[J];彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào);2006年03期

5 田增山,申文求,鄭毅;無線定位系統(tǒng)的誤差分析[J];電信科學(xué);2005年06期

6 吳佳棟;朱杰;;基于TDOA方法的地面無線定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析[J];電子測量技術(shù);2009年03期

7 夏致晰;張生余;涂建剛;;爆炸應(yīng)力波在層狀巖體中的傳播與衰減[J];河南科學(xué);2007年05期

8 陳穎麗;劉繁明;王建敏;;LabWindows/CVI中基于ActiveX技術(shù)的Excel訪問[J];測控技術(shù);2008年06期

9 張福波,張志偉,劉光軍;LabWindows/CVI環(huán)境下調(diào)用MATLAB函數(shù)的實(shí)現(xiàn)方法[J];機(jī)床與液壓;2004年08期

10 張美戀;基于遺傳算法和單純形法的混合優(yōu)化算法[J];集美大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2001年02期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 姚金杰;基于地面基站的目標(biāo)定位技術(shù)研究[D];中北大學(xué);2011年

2 劉逸;粒子群優(yōu)化算法的改進(jìn)及應(yīng)用研究[D];西安電子科技大學(xué);2013年

本文編號：2350549