【摘要】：微震監(jiān)測技術作為一種實時的、先進的、高效的監(jiān)測沖擊地壓的手段,廣泛應用在煤礦開采、巖土工程等領域。微震監(jiān)測的首要任務就是對微震震源的具體位置進行及時準確的定位。提高微震震源定位的速度與精度是當前亟需解決的問題。在微震定位過程中有兩個困難,一個是微震信號的拾取誤差,由于外界環(huán)境噪聲的干擾,傳感器拾取到的微震信號的到時存在誤差;另一個是波速模型不易求解,在微震震源反演過程中,需要用到信號的傳播速度,但是由于巖體內部環(huán)境未知,導致信號波在巖層內部傳播時速度是復雜多變的,進而導致震源反演過程中出現誤差。針對以上兩個問題,本文提出了基于時差估計的微震震源定位方法,先對微震信號降噪,再對信號進行時差估計最后利用單純形算法精確定位,具體內容如下:(1)由于實際工程中微震監(jiān)測系統采集到的微震信號含有大量的外部干擾,本文通過改進EMD算法,對微震信號進行了降噪。對含噪微震信號進行EMD分解,得到一系列按頻率從高到低排列的本征模態(tài)函數(IMF),引入皮爾遜相關系數用來識別噪聲分量與信號分量之間的界限,將信號分量進行重構,從而實現微震信號的降噪。(2)為了獲取信號的精確到時,本文采用廣義加權互相關時差估計算法來計算兩路信號間的時差,取代了傳統的信號到時拾取,獲得了信號間精確的時差值。信號經過EMD降噪后,濾除了大部分的隨機非平穩(wěn)噪聲,用經過EMD降噪后的信號進行廣義互相關時差估計能夠進一步減弱剩余噪聲的干擾,提高了時差估計的精度。通過仿真實驗對比分析了常用的加權函數,選擇了估計精度高、抗噪效果好的PHAT函數作為時差估計的權值。(3)針對微震震源定位精度不足問題,提出基于時差估計與單純形法相結合的微震源定位算法,首先利用線性定位法計算出大致的微震震源位置,然后將該震源位置的空間坐標作為單純形的一個頂點,以該頂點到第一個被觸發(fā)的傳感器之間的距離作為單純形的邊長構造單純形。用時差估計值和各傳感器的空間坐標構造目標函數并用單純形法尋優(yōu),求解精確的微震震源位置,實現了微震震源的精準定位。仿真和實驗結果表明,本文提出的算法在低信噪比下情況下能夠有效地濾除微震信號的噪聲,提升了時差估計的精度,提高了微震震源的定位準確程度。
【圖文】：

首先經過ＥＭＤ降噪，然后利用降噪后的信號做廣義互相關計算求信號間逡逑的時差，，最后利用計算得到的時差值構造目標函數，應用單純形算法進行精確逡逑定位。對于微震震源的定位模型如圖４．１所示。逡逑Ｉ逡逑｜邐ｉ逡逑ｉ邋邐１邋選ＳＭＭ邋邐＾邋構ＰＳ邋丨丨邐邋￣邐￣￣邐￣邐￣邋１逡逑邐分解邋｜￣￣－——＊ｔ：ＭＤ進構－Ｈ邐ｍ邋—＊■，邋加權邐Ｍ逡逑—邐Ｉ—ｎ邐ｐ—ｉ邐＾邋Ｍ邋＊邐％邋Ｉ逡逑賊仍２邋Ｉ邋邐選擇曬邐１邋丨構信號邐１邋ｉｔ邐｜邐｜逡逑Ｉ邐—￣邐邋邋邋ｉ邐ｔ邐邐逡逑ｉ邐ｊ邐ｉ邐Ｊ逡逑精確定位逡逑ｊ逡逑Ｉ＇邐１祚，人瀹丨儕邐邋，邋構造Ｒｆｅ潘數逡逑１線件定位法初步求解裟源S檬澹鑠蔚ゴ啃毋獯椋歟澹�？邋４￣￣，逦辶x襄危沖澹赍五澹懾義希懾偉齡磔謂攵ㄎ喚幔卞義希懾�！辶x賢跡矗蔽⒄鷲鷦吹畝ㄎ荒Ｐ屯煎義希疲椋玨澹矗卞澹裕瑁邋澹歟錚悖幔簦椋睿玨澹恚錚洌澹戾澹錚駑澹恚椋悖潁錚螅澹椋螅恚簀澹瑁穡錚悖澹睿簦澹蟈義希玻卞義

本文編號：2603883