[发明专利]一种网络化多层正交阵列微震定位系统

说明书

本发明公开了一种网络化多层正交阵列微震定位系统，涉及落点测量技术领域，解决了现有设备建设成本高，毁损率高的技术问题，其包括定位计算中心、探测子系统、通信系统和供电系统，所述定位计算中心包括主控设备和视频监控系统；所述探测子系统包括探测阵列主机和网络化节点位置的探测节点，探测节点探测微振动信号，微震信号经过探测阵列主机预处理，并通过通信系统回传到定位计算中心进行弹丸落点定位计算，相较于现有技术采用简单密集布设传感器，本发明采用多层十字正交阵列的布放形式布设传感器构成探测节点，大幅降低报靶系统建设成本，同时减小了检测系统设备被弹丸击毁的概率。

技术领域

本发明涉及落点测量技术领域，更具体的是涉及一种网络化多层正交阵列微震定位系统。

背景技术

在多弹种对地攻击实弹射击训练中，确定各类武器射击精度、弹着散布、弹着圆差等数据时，均需要精确定位弹着点位置。传统人工报靶方式是在弹丸落地后爆炸后，采用人工现场观测或望远镜等光学测量方式来判断弹丸落点位置，时效性差、人力消耗大、精度差、效率低，已不能满足信息化时代训练打靶的实际需要；目前，报靶方式已发展为利用单一的光学、雷达、声学和震动或几种手段相融合的自动报靶方式，但针对大面积多目标落点监测，由于落点范围大、监测环境比较复杂、多目标混叠严重等原因，传统和现代手段依然不能保证能测到全天候全天时完整数据，存在报靶数据不准、监测数据丢失等现象。为了适应现代各类武器系统试验、日常训练的要求，迫切需要研制一套便捷实用、可靠性高的弹着点定位测量系统来支撑自动报靶，以提升靶场试验自动化、信息化水平。

微震监测技术是通过布置在区域岩体中的传感器来采集岩体微破裂信号，然后分析圈定岩体损伤区域，为区域岩体稳定性评价提供有效依据。利用微震定位技术对探测节点的位移进行补偿，提高对弹丸落点定位的准确度。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种可解决多目标随机落点检测，大幅降低报靶系统建设成本，同时减小了检测系统设备被弹丸击毁概率的网络化多层正交阵列微震定位系统。

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种网络化多层正交阵列微震定位系统，包括定位计算中心、探测子系统、通信系统和供电系统，所述定位计算中心包括主控设备和视频监控系统；所述探测子系统包括探测阵列主机和网络化节点位置的探测节点，探测节点探测微振动信号，微震信号经过探测阵列主机预处理，并通过通信系统回传到定位计算中心进行弹丸落点定位计算，探测节点的微震探测阵列可以通过GPS或北斗系统进行同步授时；通信系统用于数据交互通信；供电系统为监测定位网络提供电力保障。

其工作方式在于：采用均匀介质地震波传播模型，并根据TDOA及相关改进型算法进行定位报靶计算；探测阵列主机对探测节点探测到的信号进行采集、预处理并通过通信系统回传到定位计算中心进行弹丸落点定位计算；通信系统支持有线和无线，或两者相结合的方案，有线方案为：铺设光缆连接各个探测节点，并接入靶场场区已有的通信系统，连至定位计算中心；无线方案为：信号通过中心基站和中继基站与放舱指挥车间进行无线通信，放舱指挥车间将处理结果回传至定位计算中心或现场指挥中心。

进一步地，所述探测节点包括声学传感器、气象传感器和两个正交布放的震动传感器，所述声学传感器四个为一组，并在同一水平面上以震动传感器为中心等距均匀布放，且该声学传感器组所在的水平面与震动传感器的所在的水平面之间的纵向距离与其在水平方向的距离一致；声学传感器反应整个靶场内不同时刻的声场分布情况，根据声场的变化情况准确反应出炮弹爆炸点的位置；气象传感器采集靶场的温湿度、风场等环境参数信息，用于声传播修正以及火炮射击的射表计算。

其工作方式在于：两个震动传感器的探针方向正交垂直，多组声学传感器组形成在正交方向单方向探测整列，根据五元十字阵被动声定位、震动传感器采集振动信号，利用微震定位技术对探测节点的位移进行补偿，进而计算出弹丸落点。