專利名稱：一種微震源或聲發(fā)射源的定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉一種微震源或聲發(fā)射源的定位方法。
背景技術(shù)：
如何準確定位材料破損或巖爆前期伴隨產(chǎn)生的微震/聲發(fā)射源位置十分重要。微 震/聲發(fā)射的源定位技術(shù)是聲發(fā)射技術(shù)研究的核心問題之一，其定位準確程度反映聲源檢 測位置與真實位置的符合程度。許多科學(xué)工作者對聲發(fā)射的源定位進行了大量的研究，提出了許多對聲發(fā)射的源 定位方法，如基于模態(tài)分析和小波變換的定位方法、基于神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的定位方法等，但 目前的聲發(fā)射儀器進行定位仍普遍采用傳統(tǒng)的第1次門檻跨越技術(shù)時差定位方法，該方法 技術(shù)比較成熟，但需要預(yù)先給定聲速或?qū)崪y聲速。波的傳播速度受到傳播介質(zhì)的材質(zhì)、尺寸 及表面狀態(tài)等因素影響，當(dāng)輸入的聲速不同于被測物體中的真實聲速時，特別對于巖石介 質(zhì)復(fù)雜性，將給系統(tǒng)定位帶來誤差，另外，實測聲速受探頭間距的大小影響也較大?？傊?，在目前聲發(fā)射儀定位系統(tǒng)中還不能消除聲速偏差給定位造成的影響。為解 決這一問題，有必要提出了一種不測速度的非線性定位的新方法，可以不用測量聲速，能避 免測量聲速給定位造成的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種微震源或聲發(fā)射源的定位方法，該微震源或聲發(fā)射源的 定位方法不用測量或預(yù)先給定聲速，能避免測量聲速給定位造成的影響，提高了定位精度， 在實際工程應(yīng)用中較傳統(tǒng)方法方便實用。本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下—種微震源或聲發(fā)射源的定位方法，分為兩種情況A 二維定位方法在待測對象的附近放置M個不處于同一直線位置的聲發(fā)射傳感器，M個聲發(fā)射傳 感器的二維位置坐標已知，分別為(Xl，yi)、(x2，y2)、...，(xM, yM)，M大于等于4;微震源或聲發(fā)射源發(fā)聲后，M個聲發(fā)射傳感器感應(yīng)到微震源或聲發(fā)射源的發(fā)聲訊 號并分別記錄下感應(yīng)到該發(fā)聲訊號的時刻t1; t2,...,tM；基于G組數(shù)據(jù)并根據(jù)下式計算出待測對象的位置坐標(X，y)，所述的數(shù)據(jù)包括2 個聲發(fā)射傳感器的位置坐標值和該2個聲發(fā)射傳感器收到發(fā)聲訊號的時間差
權(quán)利要求
1.一種微震源或聲發(fā)射源的定位方法，其特征在于，分為兩種情況A 二維定位方法在待測對象的附近放置M個不處于同一直線位置的聲發(fā)射傳感器，M個聲發(fā)射傳感器 的二維位置坐標已知，分別為(Xl，yi)、(x2，y2)、...，(xM，yM)，M大于等于4;微震源或聲發(fā)射源發(fā)聲后，M個聲發(fā)射傳感器感應(yīng)到微震源或聲發(fā)射源的發(fā)聲訊號并 分別記錄下感應(yīng)到該發(fā)聲訊號的時刻t1; t2,...,tM；基于G組數(shù)據(jù)并根據(jù)下式計算出待測對象的位置坐標(χ，y)，所述的數(shù)據(jù)包括2個聲 發(fā)射傳感器的位置坐標值和該2個聲發(fā)射傳感器收到發(fā)聲訊號的時間差- xf + (兄-yfj- [(Xj - xf + (yj -y}j= (t, - ^ 公式 1 ；其中i，j均為1，2，. . .，M，且i興j，ν為聲波的當(dāng)前傳播速度，表示從M個對象中 選擇2個的組合數(shù)；B 三維定位方法在待測對象的附近放置N個不處于同一平面的聲發(fā)射傳感器，N個聲發(fā)射傳感器的二 維位置坐標已知，分別為(X1, Y1, Z1)、(x2, y2, Z2)、. . .，(xN, yN, zN) ；N大于等于5 ；微震源或聲發(fā)射源發(fā)聲后，M個聲發(fā)射傳感器感應(yīng)到微震源或聲發(fā)射源的發(fā)聲訊號并 分別記錄下感應(yīng)到該發(fā)聲訊號的時刻t1; t2，. . .，tN ；基于C》組數(shù)據(jù)并根據(jù)下式計算出待測對象的位置坐標(X，y, ζ)，所述的數(shù)據(jù)包括2個 聲發(fā)射傳感器的位置坐標值和該2個聲發(fā)射傳感器收到發(fā)聲訊號的時間差(χ, - x)2 + (^1 - 3^)2 + -^fj- k - x} + k - yf + (ζ, - zf j = (t,-^ —公式 2 ；其中i，j均為1，2，. . .，N，且i興j, ν為聲波的當(dāng)前傳播速度，表示從N個對象中 選擇2個的組合數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微震源或聲發(fā)射源的定位方法，其特征在于，采用非線性回 歸算法求解待測對象的位置坐標。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微震源或聲發(fā)射源的定位方法，其特征在于，采用加速單純 形法或麥夸特法中至少一種方法求解待測對象的位置坐標。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種微震源或聲發(fā)射源的定位方法，將多個聲發(fā)射傳感器安放于待測對象的附近，根據(jù)已知傳感器所在位置的坐標值和時間差，根據(jù)距離運算公式，通過加速單純形法或麥夸特法等非線性最小二乘回歸方法求出微震源或聲發(fā)射源的位置坐標。本發(fā)明的聲發(fā)射定位方法不用測量或預(yù)先給定聲速，能避免測量聲速給定位造成的影響，提高了定位精度，在實際工程應(yīng)用中較傳統(tǒng)方法方便實用。
文檔編號G01S5/22GK102129063SQ20101060248
公開日2011年7月20日 申請日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月23日
發(fā)明者周子龍, 宮鳳強, 李夕兵, 董隴軍 申請人:中南大學(xué)