[发明专利]一种基于HHT瞬时能量谱的FDOA定位方法

摘要

本发明提供了一种基于HHT瞬时能量谱的FDOA定位方法。解决现有方法定位结果不准确、定位过程忽略外界因素的问题。实现步骤是：建立长宽高分别为Q的土堆作为钻地弹侵彻靶体，其上表面埋设地震检波器记录信号；试验后，获取钻地弹的侵彻信息；间隔选取原信号，用EMD算法对原信号滤波，提取时间特征点及优势瞬时频率，进行特征匹配，得到瞬时频差；采用FDOA法，得到试验钻地弹侵彻轨迹，对钻地弹侵彻轨迹的定位误差分析。本发明为钻地弹研究提供了一种切实可行、结合实弹的定位方法，定位精度高、定位过程综合外界因素的影响，不仅有两个弹着点的位置坐标，还有介于两弹着点间的侵彻轨迹，为钻地弹的侵彻性能研究提供了一种新的方法。

主权项

一种基于HHT瞬时能量谱的FDOA定位方法，用于对钻地弹侵彻位置进行定位估计，其特征在于，包括有如下步骤：(1)在地面建立一个长宽高分别为Q的夯实立体土堆作为钻地弹侵彻靶体，选取靶体的一个侧面作为钻地弹侵彻面，在靶体上表面埋设地震检波器N个，用于记录钻地弹侵彻产生的震动信号，埋设地震检波器的位置坐标为S_i＝(x_i,y_i,z_i)，i＝1,2,…N，i为检波器号，(x_i,y_i,z_i)为埋设地震检波器的位置坐标；(2)试验后，获取钻地弹的侵彻信息，侵彻信息包括地震检波器接收的地震波信号及侵彻后确定的钻地弹位置坐标，其中地震波信号为A_i(t_i,v_i)，i＝1,2,…N，共N组地震波信号，t_i为检波器i接收的钻地弹侵彻时间，v_i为t_i时刻检波器i处质点的振动速度；侵彻后确定的钻地弹位置坐标分别为侵入点位置坐标和终点位置坐标，侵入点位置坐标S_I＝(x_I,y_I,z_I)，终点位置坐标S_P＝(x_P,y_P,z_P)；(3)将地震波信号按起震时间的先后顺序排列，从最先起震的信号开始，间隔选取M组无失真、相似性高的信号，将选出的M组信号定义为原信号，原信号s₁,s₂,…s_M‑1,s_M为随时间波动变化的地震波信号；(4)利用经验模态分解算法对原信号进行带通滤波处理得到滤波后信号d₁(t)、d₂(t)、…、d_M‑1(t)、d_M(t)；(5)分别提取M组滤波后信号的时间特征点；(6)利用HHT瞬时能量谱分别提取M组滤波后信号的优势瞬时频率；(7)将滤波后信号的优势瞬时频率与时间特征点进行特征匹配，得到M组滤波后信号的瞬时频率特征点，将M组滤波后信号的瞬时频率特征点按组号顺序由小到大两两相减，即组合得到组瞬时频差；(8)利用组瞬时频差及M个地震检波器坐标，采用FDOA定位方法，计算得到试验钻地弹侵彻坐标点，对所得坐标点拟合作图，得钻地弹侵彻轨迹；(9)基于HHT瞬时能量谱的FDOA定位方法的定位误差分析。