[發明專利]一種基于PGNAA技術的地雷位置精確確定方法

有效

• 申請號: 201811636659.0
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109655929B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 黑大千;代文翰;李佳桐;賈文寶;程璨;蔡平坤;湯亞軍;孫愛赟;趙冬;胡強
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01V5/00
• 分類號: G01V5/00;G01T1/20
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

1.一種基于PGNAA技術的地雷位置精確確定方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟一：建立相對計數RC的位置響應函數PRF；

相對計數RC定義為中子源發出的每一個中子產生的信號計數，其計算依據下式：

其中C為信號凈計數，凈計數＝測量信號總計數-測量本底計數；

為中子源的平均中子產額，單位為n/s，即中子數/秒；

t為測量時間；

探測器相對計數與諸參量的關系可表示為：

RC＝F(R，r，M，ε，f_γ，f_n)

ε＝ε_r·f_ε(r)

f_γ＝f_γr·f_γ(r)

f_n＝f_nr·f_n(R)

其中：

M與地雷本身的結構材料和所選取特征γ信號固有屬性有關；

R和r為地雷的相對位置；

ε_r為探測器的本征探測效率，f_ε(r)為空間角對ε的修正；

f_γr為探測器與地雷結構對γ射線的屏蔽，f_γ(r)為地雷與探測器的距離對γ屏蔽的修正；

f_nr為地雷與中子源引起的中子能譜改變，f_n(R)為地雷與中子源之間的土壤對中子能譜的修正；

所述位置響應函數PRF為相對響應與地雷位置的關系函數，RC＝PRF(R，r)，其計算式如下：

探測限內：

探測限外：

PRF(R，r)＝0；

其中A，m，n，a，b和探測限為擬合參數，A與M，ε_r，f_γr，f_nr有關；

步驟二：根據待測雷區的土壤條件和地雷種類，設計并建造模擬雷區并用探測裝置對其進行掃描探測；

步驟三：對步驟二的結果進行處理，得到探測裝置的相對-計數RC；步驟四：基于步驟三和步驟一的結果，利用數據擬合方法得到位置響應函數PRF中的參數；

步驟五：基于步驟四中得到的參數，建立針對不同土壤環境和地雷種類的位置響應函數PRF，用于未知雷區的探測。

2.根據權利要求1中所述的基于PGNAA技術的地雷位置精確確定方法，其特征在于：步驟二中所述探測裝置包括中子源和兩個閃爍體探測器，中子源為氘氚中子發生器，閃爍體探測器為碘化鈉探測器、鍺酸鉍探測器或溴化鑭探測器中的一種，且探測器與中子源的相對位置需要明確且固定。

3.根據權利要求1中所述的基于PGNAA技術的地雷位置精確確定方法，其特征在于：步驟四中利用步驟三得到的數據對位置響應函數PRF中的各參數進行擬合：

A，n，m，a，b可利用擬合軟件對其進行擬合，在擬合中需要對各參量賦予擬合初值，其中令n，m為正，分別選取a，b1和a，b1作為擬合條件進行擬合，再根據擬合結果對參數進行選取。

4.根據權利要求1中所述的基于PGNAA技術的地雷位置精確確定方法，其特征在于：步驟五中在對未知雷場掃描后，由以下方法對地雷位置進行計算：

對于只含有一個或更多探測器的探測裝置，在對未知雷場掃描后，對地雷位置的計算方式如下：

根據得到的探測器響應及探測限確定地雷可能出現的范圍：

(x，y)∈P P為地雷可能出現的區域

根據探測器的掃描步長和地雷的大小將區域P劃分為小塊，并得到若干個可能的地雷埋布位置：(x_i，y_i)∈P；

對每一個(x_i，y_i)利用位置響應函數PRF(R，r)，根據探測裝置的掃描路線得到其對應的掃描響應：

R_ic＝{PRF_i(R_j，r_j)|j＝0，1，2……}

PRF_i(R_j，r_j)為地雷位置為(x_i，y_i)時，隨著探測器的移動，地雷的相對位置分別取R_j，r_j時，根據位置響應函數PRF算得的探測器響應；

根據R_ic和實際探測器在得到的響應R_d，求出每一個可能位置(x_i，y_i)對應的相對偏方差D_i，D_i計算式如下：

最后根據所取得的D_i確定地雷的位置(x，y)：地雷的位置為使D_i取到最小的(x_i，y_i)：

(x，y)＝{(x_i，y_i)|min(D_i)}。