[发明专利]靶场钻地弹爆炸位置定位系统和方法

说明书

技术领域

本发明属于地下异常密度团块检测技术领域，主要涉及无线定位系统对地下目标位置的估计，具体是一种靶场钻地弹爆炸位置定位系统和方法，用于对靶场钻地弹爆炸位置的确定。

背景技术

钻地弹爆炸位置的探测对钻地弹的研究和性能评估具有重要的意义。钻地弹是一种地下制导炸弹，其运用轨迹在地层之中。因此，与空间或地面目标定位技术相比，钻地弹地下轨迹估计，特别是爆炸位置的探测要困难得多。对此，现有的探测技术主要有电磁探测、化学探测等。

林君在“电磁探测技术在工程与环境中的应用现状[J]”(物探与化探，2000年第24卷第3期第167-177页)一文中提出在电磁探测中，效果最好的是利用合成孔径雷达对地下目标进行成像和定位，这种方法需要足够长的合成孔径和足够小的空间采样，该方法造价高，所需条件苛刻，当这些条件不满足时，目标定位的方法将不能实现。由于地层结构的复杂性以及土壤湿度的影响，该方法所需的条件在实际探测中是很难达到，所以该方法并不适用于钻地弹爆炸位置的探测。王爱华，李增新在“隐藏爆炸物的化学探测方法[J]”(化学教育，2008年第29卷第7期第3-5页)一文中提出了地下目标的化学探测的方法，需要注水导流出爆炸物药剂残留成分，易造成环境污染，而且只能给出大致区域范围，不能给出深度信息，且在靶场测量中也不方便应用。

综上所述，目前还没有很好的设备和方法对复杂地层结构中的目标进行探测和定位。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的定位精度不高、易造成环境污染这些不足，提供一种不破坏环境，钻地弹爆炸点定位准确的基于弹性冲击波测量的靶场钻地弹爆炸位置估计方法。

本发明是一种靶场钻地弹爆炸位置定位系统，包括有爆炸源、同步地震检波器、电子计算机和无线发射器；各硬件设备在靶场的布置为：在靶场任选一点为空间直角坐标系原点，在地表取与原点相互正交的两个方向为坐标系的X轴和Y轴，以原点的铅直向下为坐标系的Z轴，在原点埋设一个同步地震检波器，在X、Y、Z轴与原点等距离D米处各埋设一个同步地震检波器，同步地震检波器中设有数据存储模块，在Z轴自原点至D米的距离上略小于D米处埋设爆炸源；电子计算机通过USB接口与无线发射器连接，电子计算机通过无线发射器将同步信号同时发射给爆炸源和同步地震检波器，启动爆炸源和同步地震检波器同步工作，启动爆炸源爆炸产生弹性冲击波，打开同步地震检波器感应端记录弹性冲击波，电子计算机通过无线发射器将一个实验周期后的休眠信号发射给同步地震检波器，闭锁同步地震检波器感应端，同步地震检波器的数据存储模块通过数据通道和电子计算机进行数据交互，电子计算机和无线发射器布置在靶场实验区域外。

同步地震检波器将记录的采样数据传送回电子计算机，电子计算机对钻地弹爆炸前、后的两列采样数据进行对比分析，以确认爆炸后采样数据中钻地弹爆炸位置回波信号，利用各个同步地震检波器接收到的爆炸位置回波信号时间构建钻地弹爆炸位置模型，求解钻地弹爆炸位置。

本发明的实现还在于同步地震检波器由常规地震检波器附加有检波器感应端开闭控制电路、信号接收电路和数据存储模块；检波器感应端开闭控制电路连接在常规地震检波器的输出端，信号接收电路连接在检波器感应端开闭控制电路的输入端，数据存储模块连接在检波器感应端开闭控制电路的输出端；信号接收电路接收同步信号或休眠信号，同步信号打开检波器感应端，启动检波器正常工作，检波器正常工作时采样数据实时存入数据存储模块，休眠信号用于关闭检波器感应端，使检波器处于休眠状态。

本发明还是一种靶场钻地弹爆炸位置定位方法，包括以下步骤：

第一步，在靶场任选一点为空间直角坐标系原点，在地表取与原点相互正交的两个方向为坐标系的X轴和Y轴，以原点的铅直向下为坐标系的Z轴，在原点埋设一个同步地震检波器，在X、Y、Z轴与原点等距离D米处各埋设一个同步地震检波器，在Z轴自原点至D米的距离上略小于D米处埋设爆炸源，爆炸源0的位置记为(x₀，y₀，z₀)，将原点处埋设的同步地震检波器位置记为(x[1]，y[1]，z[1])，X轴上埋设的同步地震检波器位置记为(x[2]，y[2]，z[2])，Y轴上埋设的同步地震检波器位置记为(x[3]，y[3]，z[3])，Z轴上埋设的同步地震检波器位置记为(x[4]，y[4]，z[4])。