本文關(guān)鍵詞：基于到達(dá)時(shí)間差法的震源定位研究與實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：當(dāng)前,震源定位的應(yīng)用十分廣泛,涉及到微震監(jiān)測、巖體破裂、爆破位置確定、管道裂紋定位以及煤礦安全等領(lǐng)域,若能預(yù)先掌握震源位置信息,則可以避免這些突發(fā)情況帶來的災(zāi)害,進(jìn)而減少損失。到達(dá)時(shí)間差法是一種基于時(shí)延估計(jì)的定位模型,常用來確定目標(biāo)的位置。該模型具有定位準(zhǔn)確等特點(diǎn),在一些工程領(lǐng)域中大量應(yīng)用。本文以地震動信號為研究對象,探討震源定位的問題。從地震動信號特征分析、信號的預(yù)處理和時(shí)延估計(jì)、震源定位及位置修正等幾方面進(jìn)行研究,具體內(nèi)容如下:由于大地介質(zhì)成分復(fù)雜,我們首先通過經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解和Hilbert變換對振動信號進(jìn)行處理,得出不同的Hilbert譜,并基于Hilbert譜對地震動信號的時(shí)、頻域以及能量特性進(jìn)行分析,對比不同情況下信號的波形及頻譜,進(jìn)而討論地震動信號的衰減規(guī)律。比較幾種常見的小波基函數(shù)和閾值估計(jì)方法,然后利用小波閾值方法對振動信號的背景噪聲進(jìn)行消噪處理。對于信噪比較低時(shí),互相關(guān)方法很難提取到準(zhǔn)確的時(shí)延估計(jì)問題,采用一種最大似然估計(jì)窗函數(shù)的廣義互相關(guān)方法進(jìn)行時(shí)延估計(jì),并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該方法的有效性。針對經(jīng)典Chan定位算法得到較差定位結(jié)果的情況下,牛頓優(yōu)化方法容易發(fā)散導(dǎo)致算法失效這一問題,提出一種修正特征值的方法將病態(tài)矩陣正定化,通過引入步長因子來提高迭代速度,使每次迭代沿下降方向的同時(shí)盡快收斂。通過實(shí)測數(shù)據(jù)驗(yàn)證,改進(jìn)后的方法可避免初始值偏差大導(dǎo)致迭代發(fā)散的問題,并利用均方差對Chan算法和本文的方法進(jìn)行定位性能比較。完成了多傳感器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì),包括硬件采集和上位機(jī)軟件的編寫兩部分。計(jì)算了試驗(yàn)場地的波速,設(shè)計(jì)了不同情況下的多組震源定位實(shí)驗(yàn),對定位結(jié)果進(jìn)行討論,最后分析可能引起定位偏差的原因。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：P315.6;TP274.2;TN911.7

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本文編號：1298472