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《南京理工大学》 2014年
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基于地震波的大口径弹丸落点定位方法研究

刘晓青  
【摘要】:针对大口径弹丸落地产生地震动的特点,开展了弹丸落点定位相关技术研究,为大口径弹丸落点自动定位系统的研制奠定了基础。 分析了155mm口径弹丸撞击地面时的撞击能量、传播距离及作用时间;探讨了震源、传感器与地面的耦合情况、传感器的灵敏度及地表特性对传感器检测距离的影响。 讨论了瑞雷面波的传播规律、频散特性和传感器探测距离的主要影响因素,理论分析了动圈式磁电传感器的内部结构、机电运动方程及频率特性,通过在动圈式检波器的输出端加负反馈电路方法进行改进设计。 基于FPGA完成了地震信号采集装置的硬件电路设计及软件开发。采用2级放大及二阶压控电压源型的巴特沃斯低通滤波器设计了信号调理电路,采用EP2C5Q208C8N与AD7606完成了A/D采集模块及主控模块设计。采用verilog设计了时钟复位、A/D控制、触发电平设置、SDRAM控制、FIFO及RS232控制模块,完成了地震波信号的采集、存储及上位机的通讯。 探讨了地震波沿地表传播时的畸变现象。分别讨论了传感器与地面耦合、传播路径及传播距离对地震动信号波形特性的影响。采用相关分析法对各检波器的信号进行了两两分析,发现随着地震波传播距离的增加,其与初始地震波信号的相关性逐渐变小,得出了地震波畸变是时差提取误差的主要影响因素。 研究了SO-TDOA与TDOA定位原理,进行了五元阵的地震波定位实验,通过试验数据分析比较了互相关法、峰值提取法、初至波时差提取方法对SO-TDOA定位算法与TDOA定位算法中的影响,并对两种定位方法的定位精度及其稳定性能进行了比较。比较结果表明,峰值提取法用于TDOA定位算法定位精度较高且定位性能较为稳定,3种时差提取方法对SO-TDOA定位算法的定位精度影响基本一致;在传感器数目较少的情况下,TDOA定位精度较高,增加传感器数目后,SO-TDOA定位精度及其定位稳定性有显著增加的趋势;结合SO-TDOA与TDOA定位原理,提出了SO-TDOA与TDOA混合定位的方法,可进一步提高定位精度。
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TJ410.33

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【参考文献】
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