基于模型试验的崩塌撞击碎裂地震动信号特征分析

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作者 王长阔 黄健 +2 位作者 黄湘 曾探 黄祥 《工程地质学报》 北大核心 2025年第3期929-938,共10页

崩塌作为一种山区常见地质灾害类型,具有显著隐蔽性、突发性及灾难性特征,实时监测与动力学过程的量化分析较困难。地震动信号可间接反应出高位崩塌坡面撞击碎裂过程的地震动能强弱特征,进而反演崩塌运动过程。本文通过开展高位崩塌坡... 崩塌作为一种山区常见地质灾害类型,具有显著隐蔽性、突发性及灾难性特征,实时监测与动力学过程的量化分析较困难。地震动信号可间接反应出高位崩塌坡面撞击碎裂过程的地震动能强弱特征,进而反演崩塌运动过程。本文通过开展高位崩塌坡面撞击碎裂过程物理模型试验,采集了地震动信号,研究其与坠落高度、方量及碎裂程度的量化关系。结果表明:(1)随崩塌坠落高度或方量的增加,阿里亚斯强度越大,即撞击产生的地震动信号的能量越强。(2)堆积体最远运动距离与覆盖面积与阿里亚斯强度成正比关系,地震动信号能量越强,堆积体最远运动距离越大,覆盖面积越广。(3)崩塌碎裂度是影响堆积体最远运动距离与覆盖面积的关键指标,通过对比分析碎裂度、地震动信号能量及动力学参数之间的关系,得到阿里亚斯强度越大,崩塌碎裂度越大,同样运动距离越远,覆盖面积越大。上述研究可为山区高位崩塌灾害的监测预警提供一种新思路。 展开更多

关键词 高位崩塌 模型试验 地震动信号 碎裂度

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目标地震动信号的特征提取及识别研究 被引量：14

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作者 蓝金辉 李虹 周兆英 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2001年第4期42-44,共3页

地面目标的地震动信号是目标识别的关键 ,本文研究了机动目标地震动特性 ,总结出目标的地震动信号的特征提取规律 ,并将神经网络方法用于目标的地震动信号的分类识别中。给出了识别结构及改进的BP算法 ,并将改进的BP算法用于实际目标的... 地面目标的地震动信号是目标识别的关键 ,本文研究了机动目标地震动特性 ,总结出目标的地震动信号的特征提取规律 ,并将神经网络方法用于目标的地震动信号的分类识别中。给出了识别结构及改进的BP算法 ,并将改进的BP算法用于实际目标的地震动信号的分类识别 。 展开更多

关键词 地震动探测 神经网络 目标识别 特征提取 BP算法 地震动信号 地震波

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地震动信号的分析与目标识别(英文) 被引量：6

3

作者 聂伟荣 朱继南 +1 位作者 郭亚军 夏虹 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期26-30,共5页

通过外场实验获得关于轮式车、履带式车的大量地震动信号,在时-频域应用多种方法对信号进行处理,得到相应的特征矢量。利用改进的BP网络对远距离的地震动信号进行目标识别,基于小波及小波包分解能量分布特征的识别率可达85%以上,这种特... 通过外场实验获得关于轮式车、履带式车的大量地震动信号,在时-频域应用多种方法对信号进行处理,得到相应的特征矢量。利用改进的BP网络对远距离的地震动信号进行目标识别,基于小波及小波包分解能量分布特征的识别率可达85%以上,这种特征矢量具有较好的可分性。 展开更多

关键词 地震动信号 目标识别 小波包 特征矢量 轮式车 履带式车

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基于地震动信号的目标识别 被引量：5

4

作者 王建平 焦国太 +1 位作者 秦栋泽 刘彩花 《科学技术与工程》 北大核心 2013年第1期191-195,共5页

地面目标地震动信号的特性分析是进行地面目标识别的关键,针对人员、车辆地面目标运动时产生的地震动信号,利用JLD—3传感器和DSP设计了一种信号采集与处理系统,并进行多次外场测试。得到的信号时域、频域特征向量可作为目标分类的依据... 地面目标地震动信号的特性分析是进行地面目标识别的关键,针对人员、车辆地面目标运动时产生的地震动信号,利用JLD—3传感器和DSP设计了一种信号采集与处理系统,并进行多次外场测试。得到的信号时域、频域特征向量可作为目标分类的依据。试验结果表明,该系统结构简单、可靠性高,能有效识别由人员与车辆运动引起的地震动信号。 展开更多

关键词 地震动信号 信号采集LabVIEW 时域分析 频域分析 过零数分析 目标识别

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基于噪声特征的地震动信号目标预警和识别算法研究 被引量：7

5

作者 何光林 陶斯倩 范红波 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期64-67,共4页

利用MEMS加速度传感器采集到的人员、车辆目标在地面运动产生的地震动信号,由MSP430单片机采集和处理,完成对地面目标的预警、分类识别.预警提出了基于噪声方差的3倍作为阈值的方法,目标识别采用一种改进的过零分析方法.结果表明,该算... 利用MEMS加速度传感器采集到的人员、车辆目标在地面运动产生的地震动信号,由MSP430单片机采集和处理,完成对地面目标的预警、分类识别.预警提出了基于噪声方差的3倍作为阈值的方法,目标识别采用一种改进的过零分析方法.结果表明,该算法能对8m以内的人员、20m以内的轮式车辆进行预警和分类识别,正确识别率达到85%以上.此算法对于识别数字输出式传感器采集到的信号非常简单、实用. 展开更多

关键词 地震动信号 预警 目标识别

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HH变换在地震动信号分析中的应用 被引量：7

6

作者 曹晖 曹永红 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期922-927,共6页

通过对仿真信号和实际地震动信号的分析,指出HH变换(Hilbert-huang transform)中产生的虚假IMF(intrinsic mode function)主要是由于EMD(empirical mode decomposition)没能将信号中频率相近的分量分解开而产生的。这种虚假的IMF在对地... 通过对仿真信号和实际地震动信号的分析,指出HH变换(Hilbert-huang transform)中产生的虚假IMF(intrinsic mode function)主要是由于EMD(empirical mode decomposition)没能将信号中频率相近的分量分解开而产生的。这种虚假的IMF在对地震动信号进行分解时很难将其排除,并且不能正确给出地震动的能量在频率上的分布。此外,Hilbert变换对某种信号会给出错误的瞬时频率。因此将HH变换应用于地震动信号分析时,将Hilbert变换同小波变换联合应用以得到较好的分析结果。 展开更多

关键词 Hilbert—Huang变换 地震动信号 傅氏谱分析 小波变换

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运动目标地震动信号的时频特征分析 被引量：5

7

作者 聂伟荣 朱继南 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期478-481,485,共5页

该文对由典型地面车辆目标———轮式车、履带式车引起的地震动信号进行了实时探测 ,对实验所得的信号 ,应用短时傅立叶变换、小波及小波包分析方法对信号进行了处理 ,得到了时频分布矩阵奇异值分布特征 (SVD)和小波及小波包分解能量分... 该文对由典型地面车辆目标———轮式车、履带式车引起的地震动信号进行了实时探测 ,对实验所得的信号 ,应用短时傅立叶变换、小波及小波包分析方法对信号进行了处理 ,得到了时频分布矩阵奇异值分布特征 (SVD)和小波及小波包分解能量分布特征 (WWDD)。采用改进的BP网络 ,对远距离目标的地震动信号进行目标识别 ,应用WWDD对远距离信号的识别率可达 85%以上 ,说明WWDD具有更好的可分性。 展开更多

关键词 运动目标 时频特征分析 车辆目标 地震动信号 目标识别 信号处理 轮式车 履带式车

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基于改进BP网络的地震动信号目标识别 被引量：3

8

作者 聂伟荣 朱继南 赵玉霞 《南京理工大学学报》 CAS CSCD 2000年第1期20-23,,41,,共5页

应用人工神经网络进行目标识别是当前模式识别的重要方法之一。前向多层神经网络及其BP算法是发展较为成熟的一种。该文对BP算法加以改进 ,使得其性能有所提高 ,收敛速度加快。针对战场监视传感器系统中处于一级警戒的地震动传感器 ,对... 应用人工神经网络进行目标识别是当前模式识别的重要方法之一。前向多层神经网络及其BP算法是发展较为成熟的一种。该文对BP算法加以改进 ,使得其性能有所提高 ,收敛速度加快。针对战场监视传感器系统中处于一级警戒的地震动传感器 ,对在良好土质地面实测的人员脚步、汽车、坦克的地震动信号进行分析 ,利用小波变换和小波包分解提取能量特征 ,采用两级级连网络进行目标识别 ,识别率在 94.5 展开更多

关键词 模式识别 地震动信号 目标识别 战场侦察系统

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用11/2维谱结合小波包能量提取地震动信号特征 被引量：1

9

作者 张亚东 华春蓉 +3 位作者 董大伟 闫兵 鲁志文 谢逍 《噪声与振动控制》 CSCD 2014年第1期164-168,共5页

针对车辆(轮式车、履带式车)引起的地震动信号中,具有非平稳、非高斯性特征相互重叠的实际情况,研究了地面活动目标产生的地震动信号特性;从理论上说明了11/2维谱可消除车辆引起的地震动信号中的高斯白噪声或有色噪声,在将11/2维谱分析... 针对车辆(轮式车、履带式车)引起的地震动信号中,具有非平稳、非高斯性特征相互重叠的实际情况,研究了地面活动目标产生的地震动信号特性;从理论上说明了11/2维谱可消除车辆引起的地震动信号中的高斯白噪声或有色噪声,在将11/2维谱分析和小波包能量谱相结合的基础上,提出一种特征提取方法,以便区分不同的车辆目标。在时频域构建以11/2维谱和小波包能量谱作为地震动信号的联合特征向量,建立以训练误差为目标的BP神经网络模式分类器;然后对两类车辆信号进行识别。地震动信号的车辆实测数据表明,该方法能够准确和有效地识别车辆引起的地震动信号。 展开更多

关键词 振动与波 地震动信号 11 2维谱 小波包能量谱 特征提取 模式识别

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单矢量振动传感器的地震动信号方位估计

10

作者 宋小鹏 梁昱 +2 位作者 张丛 刘涛 薛晨阳 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2013年第5期18-21,共4页

地震动信号的方位估计对于无人值守系统具有重要意义,传统的地震动信号方位估计在传感器阵列的基础上通过相应的算法处理来实现。MEMS矢量振动传感器由于可以获得地震动信号传播过程中的矢量信息,因此,通过单个矢量传感器便可实现一定... 地震动信号的方位估计对于无人值守系统具有重要意义,传统的地震动信号方位估计在传感器阵列的基础上通过相应的算法处理来实现。MEMS矢量振动传感器由于可以获得地震动信号传播过程中的矢量信息,因此,通过单个矢量传感器便可实现一定范围内的方位估计并提出了一种通过旋转MEMS矢量传感器坐标轴扩展定向范围的方法,实验结果表明该方法系统结构简单、灵敏度高,方位估计角度误差平均小于5°,应用前景广阔。 展开更多

关键词 MEMS 矢量振动传感器 地震动信号 方位估计

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基于物理模型法的目标地震动信号建模与仿真

11

作者 刘彩花 焦国太 +1 位作者 秦栋泽 王明月 《科学技术与工程》 北大核心 2014年第35期264-269,共6页

在战场地面目标探测的研究中,由于地形地势复杂多变,为了获得典型目标(人员、车辆)在各种地形地质条件及各种运动状态下充分的样本信号,提出了一种基于弹簧阻尼等效物理模型的建模方法。该方法通过对目标与地面作用过程及地震动信号传... 在战场地面目标探测的研究中,由于地形地势复杂多变,为了获得典型目标(人员、车辆)在各种地形地质条件及各种运动状态下充分的样本信号,提出了一种基于弹簧阻尼等效物理模型的建模方法。该方法通过对目标与地面作用过程及地震动信号传播机理的分析,运用物理模型推导得出目标激励函数;并主要以弹性波动方程中赫姆霍兹解法为基础,最终建立了信号传播介质微粒的速度模型。而后在MATLAB环境下,利用该模型仿真得到不同条件下的目标地震动预测信号。仿真结果表明,预测信号与实测信号符合很好,目标信号模型构建正确。该模型将对目标地震动信号库的建立具有重要意义。 展开更多

关键词 地震动信号 物理模型 赫姆霍兹解法

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基于地震动信号分析的地质灾害过程重构方法研究与应用 被引量：8

12

作者 严炎 崔一飞 +3 位作者 周开来 尹述遥 田鑫 田继枫 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2021年第1期125-136,共12页

地质灾害启动及演进过程中对途经的村庄、植被、基础设施等均会造成不同程度的破坏,而深入研究灾害的演进过程有助于灾害预警和防治工作,能减少灾区人员伤亡、降低经济损失。然而由于地质灾害的强破坏性和突发性,使得现场的监测仪器和... 地质灾害启动及演进过程中对途经的村庄、植被、基础设施等均会造成不同程度的破坏,而深入研究灾害的演进过程有助于灾害预警和防治工作,能减少灾区人员伤亡、降低经济损失。然而由于地质灾害的强破坏性和突发性,使得现场的监测仪器和设备易受灾害的影响,甚至被破坏,导致难以完整且准确地监测到灾害过程,这限制了对地质灾害过程的深入研究,因此亟需一种新的方法来进行灾害过程的重构。随着科技的发展,现有高精度地震仪能够记录伴随地质灾害而产生的地震动信号,并且已有不少研究者进行了基于地震动信号的灾害分析研究。基于现有研究的基础,本文提出一套基于地震动信号的地质灾害重构研究思路和方法体系:通过运用带通滤波器(BP-filter)、经验模态分解(EMD)、快速傅里叶变换(FFT)、短时傅里叶变换(STFT)、功率谱密度计算(PSD)等方法对灾害过程产生的地震动信号进行处理和分析,然后结合灾害现场调查结果进行对比分析以反演灾害的基本特征,进而与数值模拟结果进行耦合,最终实现灾害过程的重构。本文基于地震动信号对堰塞湖、滑坡、泥石流等不同灾种进行案例研究与分析,旨在为地质灾害演进过程的研究提供一种新的研究思路和方法体系。 展开更多

关键词 地质灾害 地震动信号 信号处理与分析 灾害过程重构

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基于地震动信号分析的滑坡堵江过程研究——以白格滑坡堰塞湖为例 被引量：2

13

作者 林子钰 范刚 +1 位作者 陈骎 周家文 《人民长江》 北大核心 2023年第10期90-97,202,共9页

为精准识别滑坡堰塞湖灾害过程的动态信息进而重构其致灾过程,以2018年两次白格滑坡堰塞湖为例,基于周围测震台站记录的地震动信号,采用Hilbert-Huang变换方法分析不同频段的地震动信号特征,结合现场调查资料,对白格滑坡和堰塞坝溃决运... 为精准识别滑坡堰塞湖灾害过程的动态信息进而重构其致灾过程,以2018年两次白格滑坡堰塞湖为例,基于周围测震台站记录的地震动信号,采用Hilbert-Huang变换方法分析不同频段的地震动信号特征,结合现场调查资料,对白格滑坡和堰塞坝溃决运动特征进行分析,还原了较为完整的滑坡堰塞湖致灾过程。结果表明:第一次白格滑坡发生在10月10日22:05:41,持续112 s,第二次滑坡发生在11月3日17:21:15,持续102 s;两次滑坡激发的地震动信号以低频为主(0.008~0.060 Hz),均先出现低频信号且幅值逐渐增大,随后伴随强烈高频信号的产生并迅速增大到峰值再缓慢降低到噪声水平。两次滑坡的运动过程均分为3个阶段:高位滑坡连续滑落阶段/滑坡启动阶段、滑体破碎解体阶段、散落堆积阶段。两次堰塞坝溃决的过程均可分为4个阶段:过流孕育阶段、侵蚀阶段、溃口加速扩展阶段、水沙再平衡阶段。研究成果可为滑坡堰塞湖灾害链的精准识别和灾后救援工作提供参考,也可为滑坡堰塞湖灾害动力特征参数反演提供基础。 展开更多

关键词 白格滑坡 堰塞湖 HILBERT-HUANG变换 地震动信号 时频谱

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冰岩碎屑流崩滑地震动信号测试与分析

14

作者 林子钰 范刚 +2 位作者 刘大瑞 吕霞 周家文 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期162-165,共4页

随着西部大开发的战略部署及全球气温的持续升高,冰-岩碎屑流滑坡因其超强的运动性和破坏力而引起了业内学者的广泛关注。通过开展大型斜槽试验来模拟高寒山区特有的冰-岩碎屑流崩滑,利用现场布设的高精度传感器获取冰-岩碎屑流激发出... 随着西部大开发的战略部署及全球气温的持续升高,冰-岩碎屑流滑坡因其超强的运动性和破坏力而引起了业内学者的广泛关注。通过开展大型斜槽试验来模拟高寒山区特有的冰-岩碎屑流崩滑,利用现场布设的高精度传感器获取冰-岩碎屑流激发出的地震动信号,并基于Hilbert-Huang变换方法对比分析了5种工况下信号的时频特征,探究了含冰率和冰所处位置两个相关变量与冰-岩碎屑流的冲击力间的相关性。根据分析结果:冰-岩碎屑流中含冰率越大、冰与滑脱面的接触面越大,其激发的地震动信号振幅越大、时间越短、峰值更集中;信号频率主要分布在0.06~45 Hz范围内,以低频振动为主,高频信号集中出现在冰-岩碎屑流与缓坡段及河道两岸发生强烈冲击碰撞时期。 展开更多

关键词 冰-岩碎屑流 斜槽试验 HHT法 地震动信号

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古沉积盆地的泥石流不稳定运动与震动信号的响应 被引量：1

15

作者 黄锋 吕立群 +3 位作者 马超 侯成宥 皋子琪 朱贵楠 《振动与冲击》 北大核心 2025年第6期223-230,共8页

黄河主流的下切导致同德盆地侵蚀基准面下降,促使同德盆地由古沉积区转化为侵蚀区,泥石流灾害频发,其形成运动过程的监测有利于保障河谷底部牧民的生命财产安全。运用带通滤波器、快速傅里叶变换、功率谱密度等地震动信号处理方法,揭示... 黄河主流的下切导致同德盆地侵蚀基准面下降,促使同德盆地由古沉积区转化为侵蚀区,泥石流灾害频发,其形成运动过程的监测有利于保障河谷底部牧民的生命财产安全。运用带通滤波器、快速傅里叶变换、功率谱密度等地震动信号处理方法,揭示泥石流运动过程中的时频特征和能量特征;结合视频、泥位计、流速计、压力传感器等监测设备分析了泥石流动力学参数与震动信号之间的关系。结果表明:短时长时能量比法(short-term average/long-term average,STA/LTA)比值能够响应泥石流事件,龙头的STA/LTA比值远大于龙身,当泥石流呈现阵性流时,STA/LTA比值有激增现象,而且监测值比实际值要提前;功率谱密度能反映泥石流的不稳定运动过程,中、高频率的功率谱密度与低频率相比包含着更多的泥石流动力学信息;以单一能量阈值去区分泥石流和山洪并不可行,其能量阈值受到泥石流不稳定运动过程中沿岸崩滑物质加入的影响;地震动信号与泥石流泥位、流量、流速等单一运动参数的响应关系差,与质量流的响应关系最好。 展开更多

关键词 泥石流 同德盆地 河流下切 地震动信号 功率谱密度

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地面运动目标的震动信号的特性分析 被引量：11

16

作者 石云波 刘俊 王玲 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第4期874-876,共3页

地面目标地震动信号的特征提取是进行地面目标识别技术的关键,针对人员、车辆等地面目标运动时产生的地震动信号,利用SLJ-100FBA-T型三分向力平衡加速度计进行了多次测试,通过典型时域分析方法得出信号的时域特征,利用Welch法进行了频... 地面目标地震动信号的特征提取是进行地面目标识别技术的关键,针对人员、车辆等地面目标运动时产生的地震动信号,利用SLJ-100FBA-T型三分向力平衡加速度计进行了多次测试,通过典型时域分析方法得出信号的时域特征,利用Welch法进行了频域分析,最终得到的信号时域、频域特征向量可作为目标识别的依据. 展开更多

关键词 地震动信号 瑞利波 时域分析 频域分析

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地面震动信号采集及分析技术研究 被引量：6

17

作者 刘勇 赵河明 +1 位作者 张亚 段永杰 《水电能源科学》 北大核心 2010年第5期130-131,143,共3页

针对地震动信号采集系统电路可靠性低、设计复杂的问题,基于大量地震波理论并结合过零数分析,利用MMAS传感器和DSP设计了一种信号采集与处理系统。试验结果表明,该系统结构简单、可靠性较高,可有效识别由人员与车辆运动引起的地震动信号。

关键词 地震波 地震动信号 信号采集 目标识别 过零数分析

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地面运动目标震动信号的时频滤波检测 被引量：2

18

作者 聂伟荣 朱继南 侯尧 《探测与控制学报》 CSCD 2000年第4期19-21,30,共4页

针对人员、车辆等地面目标运动时产生的地震动信号 ,通过典型时频分析方法STFT研究其时频分布特性 ,进而应用修改的复数卷积时变滤波方法进行信号检测 ,使信号信噪比得以提高 。

关键词 时频分布 时变滤波 地震动信号 地面运动目标 地震检波器

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基于声-地震动加权融合的弹丸落点定位算法 被引量：2

19

作者 熊超 郑坚 +1 位作者 张炳文 王栋 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2014年第1期6-10,16,共6页

针对弹丸落点被动声定位方法中,受环境条件影响大、非爆炸性弹丸探测性能差的缺陷,提出基于声-地震动加权融合的弹丸落点定位算法。该算法仍以相关算法为基础,通过测向交叉定位实现落点定位,引入地震动信号,并将地震动、声两种定位方式... 针对弹丸落点被动声定位方法中,受环境条件影响大、非爆炸性弹丸探测性能差的缺陷,提出基于声-地震动加权融合的弹丸落点定位算法。该算法仍以相关算法为基础,通过测向交叉定位实现落点定位,引入地震动信号,并将地震动、声两种定位方式的定位结果进行动态加权融合。双五元十字面阵为阵列模型的模拟实验表明:传感器阵列有效探测到两种目标信号,地震动方式能够实现目标源定位,且和声定位结果加权融合后稳定性得到提高。 展开更多

关键词 被动定位 地震动信号 声信号 加权 弹丸落点

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基于四传感器方阵的地震动目标方位角估计

20

作者 谢逍 董大伟 +1 位作者 华春蓉 闫兵 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2014年第12期42-44,50,共4页

针对地震动目标定位中的信号传播速度不确定性问题,提出了基于到达时间差的四传感器方阵目标方位角估计方法。从理论上推导出四传感器方阵下的目标方位角估计带边界及其最大带宽值,证明了信号传播速度与目标方位角估计之间的弱相关性。... 针对地震动目标定位中的信号传播速度不确定性问题,提出了基于到达时间差的四传感器方阵目标方位角估计方法。从理论上推导出四传感器方阵下的目标方位角估计带边界及其最大带宽值,证明了信号传播速度与目标方位角估计之间的弱相关性。根据仿真计算深人探讨了信号传播速度和时延测量误差对目标方位角估计精度的影响。外场实验结果证明:这一方法的地震动目标方位角平均估计误差小于采用三轴地震动传感器的方法,具有一定的实用价值。 展开更多

关键词 目标方位角估计 地震动信号 传播速度 四传感器方阵

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