[發明專利]基于測量多重散射波的滑坡動態變化監測系統

有效

• 申請號: 202010091261.4
• 申請日: 2020-02-13
• 公開（公告）號: CN111141827B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 謝凡
• 申請（專利權）人: 中國地震局地球物理研究所
• 主分類號: G01N29/07
• 分類號: G01N29/07;G01N29/14;G01H17/00
• 代理公司: 四平國泰知識產權代理事務所(普通合伙) 22213
• 代理人: 韓富剛

1.一種基于測量多重散射波的滑坡動態變化監測系統，其特征在于是利用環境振動以被動的方式提取多重散射波的監測系統，提取多重散射波的方式是利用環境振動接收裝置獲取滑坡體上的環境振動數據，并對這些同一時間接收到的振動數據兩兩配對做互相關計算獲得在滑坡內部傳播的多重散射波；通過對比多重散射波的參考波形和每小時的互相關函數中的多重散射波的相位差異以及波形相似度上的差異，獲得波速變化和微裂隙變化這兩種物理量；

第一步確定參考波形是假設滑坡上有2臺環境振動接收裝置觀測了30天，那么一共有720條互相關函數，按照挑選多重散射波的窗口，把720條多重散射波挑選出來；參考波形是720條多重散射波的平均值；波速變化范圍在-1%到1%，步長為0.001%；第四步取得的最大相關系數所對應的波速變化值即是該一個小時的散射波波速變化值，最大相關系數則可作為微裂隙變化的大小。

2.根據權利要求1所述基于測量多重散射波的滑坡動態變化監測系統，其特征在于所述環境振動包括：自然活動導致以及人為活動導致的在滑坡上產生的頻率在數赫茲至數十赫茲的微弱振動。

3.根據權利要求1所述基于測量多重散射波的滑坡動態變化監測系統，其特征在于多重散射波的獲取流程是：有N個接收裝置均勻分布在滑坡上連續不停的記錄環境振動，對所有裝置在同一小時的數據兩兩配對進行互相關計算，可獲得N × (N-1)/2條互相關函數；多重散射波存在于互相關函數中左右半軸上傳播時間比較長，但幅值能量較弱的部分。

4.根據權利要求3所述基于測量多重散射波的滑坡動態變化監測系統，其特征在于使用的挑選多重散射波窗口從互相關函數中1/3最大幅值處開始到信噪比（SNR）等于0處停止。

5.根據權利要求1所述基于測量多重散射波的滑坡動態變化監測系統，其特征在于提取多重散射波是將N臺環境振動接收裝置均勻安裝在滑坡體上，每臺環境振動接收裝置連續不停的將每小時記錄到的環境振動數據通過電信系統的數據鏈路自動上傳至云服務器；云服務器在收到數據后對所有裝置兩兩配對，對同一小時的配對數據進行互相關計算，獲得每小時含有多重散射波的N × (N-1)/2條互相關函數；并按照挑選多重散射波的窗口，把互相關函數左半軸或者右半軸的多重散射波挑選出來。

6.根據權利要求5所述基于測量多重散射波的滑坡動態變化監測系統，其特征在于環境振動接收裝置由東、北、垂直三分量高精度振動傳感器模塊，高精度數據采集器模塊，太陽能供電模塊，高精度GPS授時模塊，數據傳輸模塊以及必要的線纜構成。

7.根據權利要求1所述基于測量多重散射波的滑坡動態變化監測系統，其特征在于獲得波速變化是假設滑坡上均勻分布的環境振動接收裝置大于等于4臺，可利用相鄰配對的儀器所組成的三角形內的波速變化的平均值在空間上做線性插值，得到4臺裝置范圍內的波速變化空間分布。