針對(duì)地下淺層復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境中起爆點(diǎn)位置"測不準(zhǔn)"的難題,提出了基于走時(shí)-偏振角度信息的地下震源定位方法。該方法采用QPSO算法建立震源搜索定位模型,利用初至波走時(shí)信息聯(lián)合波陣面的偏振角度信息,構(gòu)建粒子更新的目標(biāo)函數(shù),在外場進(jìn)行了地下震源定位試驗(yàn)并對(duì)定位結(jié)果進(jìn)行了誤差分析。試驗(yàn)結(jié)果表明,該方法有效地實(shí)現(xiàn)了淺層炸點(diǎn)定位,在地下空間定位研究領(lǐng)域具有一定的工程應(yīng)用價(jià)值。 

【文章來源】：探測與控制學(xué)報(bào). 2020,42(01)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

QPSO算法狀態(tài)模型圖

適應(yīng)度函數(shù)的選擇決定了種群局部最優(yōu)和全局最優(yōu)位置的選取,是實(shí)現(xiàn)粒子篩選、更新的關(guān)鍵。本文采用地下波場的偏振特性和走時(shí)的傳播特性,構(gòu)建基于走時(shí)-偏振角度的適應(yīng)度函數(shù)。波的偏振是波場的時(shí)-空特征,彈性波的偏振就是波通過空間記錄點(diǎn),得到波陣面在波場中傳播的角度信息[10]。其中,縱波在沒有與其他波發(fā)生相干時(shí)呈線性偏振,即介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)在平衡位置附近以直線軌跡方式振動(dòng),其傳播方向與波陣面的運(yùn)動(dòng)方向一致[11]。由于爆炸近場多徑干擾小、縱波偏振特性好、極化度強(qiáng),因此,將其引入到走時(shí)定位模型中,借鑒無線電DOA定位方法,形成基于走時(shí)-偏振角度的混合定位模型。由圖2所示,通過P波到達(dá)兩個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的時(shí)間差可以確定一個(gè)雙曲面,該雙曲面以參與該TDOA測量的兩個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)為焦點(diǎn)(如傳感器k、傳感器f),待定位的炸點(diǎn)位置就在這對(duì)雙曲面的某一分支上。由于走時(shí)誤差較大,因此在多雙曲面交匯時(shí),必然存在定位假象。根據(jù)幾何原理,任意兩個(gè)傳感器(如傳感器i、傳感器j),通過偏振角度信息,以交叉的方式亦可得到震源坐標(biāo),因此,可以利用多波束信息,修正多雙曲面交匯時(shí)的定位誤差。

QPSO算法執(zhí)行流程圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于TDOA定位模型的Chan井下定位算法的改進(jìn)[J]. 靳偉超,馬翠紅,楊友良.  物聯(lián)網(wǎng)技術(shù). 2019(01)
[2]QPSO在無線網(wǎng)絡(luò)位置優(yōu)化中的應(yīng)用[J]. 高薇.  新鄉(xiāng)學(xué)院學(xué)報(bào). 2018(12)
[3]基于多核最小二乘支持向量回歸的TDOA-DOA映射方法[J]. 張峰,陳華偉,李妍文.  數(shù)據(jù)采集與處理. 2017(03)
[4]基于DOA和TDOA的單站外輻射源目標(biāo)跟蹤IPKF方法[J]. 李晶,趙擁軍,李冬海.  武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2017(02)
[5]提高臺(tái)站地震資料信噪比的自適應(yīng)極化濾波[J]. 馬見青,李慶春.  地震工程學(xué)報(bào). 2014(02)
[6]空變時(shí)窗約束地震波初至的拾取方法[J]. 程仲平,陳鷹鵬,何超群.  地球物理學(xué)進(jìn)展. 2011(05)
[7]多分量地震極化分析評(píng)述[J]. 馬見青,李慶春,王美丁.  地球物理學(xué)進(jìn)展. 2011(03)
[8]基于不同初值的微震源定位方法[J]. 林峰,李庶林,薛云亮,徐宏斌.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2010(05)
[9]硬巖中大當(dāng)量地下爆炸應(yīng)力波的測試和分析[J]. 李孝蘭.  遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2001(04)



本文編號(hào)：3040917