Разработка и исследование методов и программ геоакустической локации мобильными сейсмическими группами - Автореферат

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ И ПРОГРАММ ГЕОАКУСТИЧЕСКОЙ ЛОКАЦИИ МОБИЛЬНЫМИ СЕЙСМИЧЕСКИМИ ГРУППАМИ Работа выполнена на Кафедре сетевых информационных технологий Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет". Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук профессор Защита состоится 23 декабря 2010 г. в 16 часов на заседании Диссертационного совета Д 219.005.02 при ГОУ ВПО “Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики”, по адресу: 630102, г.Один из важных этапов решения обозначенной проблемы связан с обнаружением и измерением параметров источников сейсмических событий на основе регистрации сейсмических сигналов с помощью пространственно распределенных датчиков мобильной сейсмической группы. Трудность ее решения обусловлена рядом факторов: присутствием техногенных шумов и иных событий, которые являются фоновыми по отношению к полезному, вариабельностью параметров, характеризующих процессы взаимодействия источника со средой. Учет физических особенностей возбуждения и распространения волн от рассматриваемого класса источников, а также создание помехоустойчивых методов обнаружения и измерения параметров волн разной природы, методов идентификации источников, определения их координат и отображения на цифровой карте местности, составляет перечень задач, лежащих в основе геоакустической локации. В рамках данной диссертации разработана и исследована программная система автоматизированной геоакустической локации сейсмических источников с применением мобильных сейсмических групп (МСГ), включающая в себя алгоритмы и программы, для повышения точности геоакустической локации в условиях воздействия внешних шумов и распознавания источников в условиях неопределенности их появления. Программный комплекс интегрирует в себе созданные автором алгоритмы и программы для обнаружения, распознавания и измерения параметров сейсмических и акустических волн и координат событий в условиях воздействия внешних сейсмических шумов.Основная трудность точного определения времен вступлений сейсмических волн и параметров источника связана с существующей горизонтальной и вертикальной неоднородностью коры и верхней мантии Земли, которая вносит большие вариации параметров сейсмических волн, регистрируемых на разных удалениях станций от источника и при разных азимутах их расположения относительно источника. Эмпирический подход к повышению точности локации заключается в использовании событий с известным местоположением и временем для определения набора поправок к скоростной модели распространения волн. В частности, по отношению к полярной системе координат дисперсия ошибки определения азимута Az на источник и расстояния R «источник-приемник» с помощью триады сейсмостанций (случай N=3) определяется соотношениями: , (2) где - ошибки оценивания времен , - вектор параметров, характеризующий геометрию расстановки сейсмической группы. В частности, если сигнал на выходе первого датчика принять равным , тогда, в случае n датчиков максимальный выигрыш по чувствительности для мультипликативной обработки составляет: , (4) для аддитивной обработки: , (5) где d - расстояние между соседними датчиками, - характеристика чувствительности по направлению одного датчика, q - угол между направлением прихода волны и перпендикуляром к линии расположения сейсмоприемников, - волновое число. , (7) где ui - сигнал на i-м датчике сейсмической антенны, n - количество датчиков, Dtj - шаг перебора по ожидаемым углам прихода волны, параметр j определяет диапазон перебора углов от 0 до M.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ