[發明專利]一種用于均勻速度場的信號源定位方法有效
| 申請號： | 201510973875.4 | 申請日： | 2015-12-22 |
| 公開（公告）號： | CN105550160B | 公開（公告）日： | 2018-11-30 |
| 發明（設計）人： | 李夕兵;王澤偉;董隴軍;尚雪義;張楚旋;周勇勇;劉棟 | 申請（專利權）人： | 中南大學 |
| 主分類號： | G06F17/11 | 分類號： | G06F17/11 |
| 代理公司： | 長沙市融智專利事務所 43114 | 代理人： | 龔燕妮 |
| 地址： | 410083 湖南*** | 國省代碼： | 湖南;43 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 用于 均勻 速度 信號源 定位 方法 | ||
1.一種用于均勻速度場的信號源定位方法，其特征在于，首先，利用一組速度傳感器對采集的信號源相同震相的理論到時與觀測到時的殘差數據，構建信號源位置的雙曲面方程；利用雙曲面方程構建一個局部坐標系內的虛擬場；再采用坐標轉換將局部坐標系內的虛擬場變換到整體坐標系中，獲得整體虛擬場；最后，利用無約束最優算法搜索空間內整體虛擬場中的最大值，將該最大值作為信號源的定位結果；
所述整體虛擬場為信號源定位的目標函數，具體表達式如下：
其中，n為待定位的信號源事件觸發的速度傳感器數量，fij(x,y,z)為整體坐標系中的虛擬場，fij(X,Y,Z)為局部坐標系內的虛擬場，Exp表示以e為底的指數，dij表示局部坐標內空間點(X,Y,Z)到所述信號源位置的雙曲面方程中雙曲線的Z向距離，σ為控制基函數形狀的參數，取值在10000～50000之間；
所述雙曲面方程在局部坐標系中的表達式為bij2＝cij2-aij2，xi,yi,zi和xj,yj,zj分別代表第i個和第j傳感器坐標，ti和tj代表第i個和第j傳感器的到時，v代表信號的傳播速度；
所述局部坐標系OXYZ是以兩個傳感器的連線為Z軸所建立獲得的，(X,Y,Z)為局部坐標系中雙曲面上的任意點坐標；
局部坐標系內的虛擬場稱為局部坐標系內的基函數，該函數值隨著離雙曲面的距離增加而呈現遞減的形狀，局部坐標系內的基函數在雙曲面上的值為1，在離雙曲面無窮遠處的值為0，并且該函數在全空間內連續。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述將局部坐標系內的虛擬場變換到整體坐標系中所采用的坐標變換關系如下：
其中，
其中，(x,y,z)為整體坐標系中的空間任意點坐標。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，在利用無約束最優算法搜索空間內整體虛擬場中的最大值時，多次隨機選擇初始點，取每次搜索的最大值最為最終結果。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述搜索終止條件包括兩種，分別為SC-A和SC-B；
所述SC-A是指當目標值超過設定的閾值時，終止搜索，取單次搜索結果作為最終信號源位置；
所述SC-B是指隨機改變初始值次數為設定改變次數，取其中的最佳接作為最終的信號源坐標。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述搜索終止條件SC-A中，當目標值超過設定的閾值為其中k為容錯值，取值滿足n為待定位的信號源事件觸發的速度傳感器數量。
6.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述搜索終止條件SC-B中設定改變次數取值為30-50次。
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