海洋平臺(tái)復(fù)雜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)聲發(fā)射源兩階段定位方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種海洋平臺(tái)復(fù)雜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)聲發(fā)射源兩階段定位方法，包括以下步驟：1)根據(jù)待測(cè)海洋平臺(tái)的實(shí)際尺寸數(shù)據(jù)將其抽象為點(diǎn)線組合結(jié)構(gòu)的空間坐標(biāo)系，2)根據(jù)節(jié)點(diǎn)和傳感器位置坐標(biāo)，3)在海洋平臺(tái)人工激勵(lì)聲發(fā)射的定位測(cè)試中，用鉛芯折斷模擬突發(fā)型聲發(fā)射信號(hào)，4)匹配序列組A和序列B進(jìn)行平臺(tái)聲源區(qū)域定位，5)采用傳統(tǒng)時(shí)差定位法進(jìn)行精確定位，該方法所需傳感器減少，且區(qū)域定位無需測(cè)定波速，精確定位則只需測(cè)定短程波速，大大提高檢測(cè)效率和定位準(zhǔn)確度，適合海洋平臺(tái)復(fù)雜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的聲發(fā)射源定位。
【專利說明】海洋平臺(tái)復(fù)雜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)聲發(fā)射源兩階段定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種海洋平臺(tái)復(fù)雜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)聲發(fā)射源兩階段定位方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聲發(fā)射作為被動(dòng)的動(dòng)態(tài)無損檢測(cè)技術(shù)，可為海洋平臺(tái)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)評(píng)估和壽命預(yù)測(cè)提供數(shù)據(jù)支持。聲發(fā)射源定位技術(shù)是聲發(fā)射技術(shù)研究的核心問題之一，其定位精度決定著該技術(shù)的應(yīng)用推廣。目前，聲發(fā)射源定位仍普遍采用傳統(tǒng)的、較為成熟的第一次門檻跨越時(shí)差定位技術(shù)，當(dāng)對(duì)復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)進(jìn)行定位時(shí)，需先測(cè)量聲速，安裝足夠多的傳感器才可保證線性定位精度。然而，這勢(shì)必增加結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)成本，對(duì)傳感器的安裝、靈敏度校正以及聲速確定等操作提出更高的要求，不利于聲發(fā)射技術(shù)的工程應(yīng)用及推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供一種海洋平臺(tái)復(fù)雜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)聲發(fā)射源兩階段定位方法，該方法對(duì)聲發(fā)射源的定位采用先區(qū)域粗定位后局部精確定位的兩階段方法，可大幅提高定位效率，減少檢測(cè)成本，降低操作要求，從而，可克服復(fù)雜結(jié)構(gòu)中定位傳感器多和遠(yuǎn)距離聲速測(cè)量誤差大的不足。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
1)將海洋平臺(tái)抽象為點(diǎn)線組合結(jié)構(gòu)的空間坐標(biāo)系，并對(duì)該空間坐標(biāo)系內(nèi)的各節(jié)點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)，選取三個(gè)及以上空間節(jié)點(diǎn)位置安裝傳感器，安放數(shù)量保證足以監(jiān)測(cè)平臺(tái)各部位即可；
2)根據(jù)節(jié)點(diǎn)和傳感器位置坐標(biāo)，利用最短路徑算法，找出各節(jié)點(diǎn)與各傳感器之間的最短路徑，并計(jì)算出相應(yīng)距離，對(duì)于每一個(gè)節(jié)點(diǎn)，將各個(gè)傳感器編號(hào)按照距離從小到大的順序排列，得到所有節(jié)點(diǎn)的傳感器序列組A ;
3)在海洋平臺(tái)人工激勵(lì)聲發(fā)射的定位測(cè)試中，用鉛芯折斷模擬突發(fā)型聲發(fā)射信號(hào)，采集結(jié)構(gòu)聲發(fā)射檢測(cè)數(shù)據(jù)，獲得聲源信號(hào)到各傳感器的到時(shí)時(shí)刻，將傳感器編號(hào)按照到時(shí)時(shí)刻從小到大的順序排列，得到傳感器序列B ；
4)匹配序列組A和序列B進(jìn)行平臺(tái)聲源區(qū)域定位:首先在序列組A中，篩選出與序列B的傳感器順序相同的序列對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)編號(hào)，然后，將檢測(cè)所得的到時(shí)時(shí)刻兩兩作差后相除，即
【權(quán)利要求】
1.海洋平臺(tái)復(fù)雜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)聲發(fā)射源兩階段定位方法，其特征在于:包括以下步驟:1)根據(jù)待測(cè)海洋平臺(tái)的實(shí)際尺寸數(shù)據(jù)將其抽象為點(diǎn)線組合結(jié)構(gòu)的空間坐標(biāo)系，并對(duì)該空間坐標(biāo)系內(nèi)的各節(jié)點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)，選取三個(gè)或三個(gè)以上空間節(jié)點(diǎn)位置安裝傳感器，傳感器的安放數(shù)量以保證足以監(jiān)測(cè)平臺(tái)各部位為準(zhǔn)； 2)根據(jù)節(jié)點(diǎn)和傳感器位置坐標(biāo)，利用最短路徑算法，找出各節(jié)點(diǎn)與各傳感器之間的最短路徑，并計(jì)算出相應(yīng)距離，對(duì)于每一個(gè)節(jié)點(diǎn)，將各個(gè)傳感器編號(hào)按照距離從小到大的順序排列，得到所有節(jié)點(diǎn)的傳感器序列組A ; 3)在海洋平臺(tái)人工激勵(lì)聲發(fā)射的定位測(cè)試中，用鉛芯折斷模擬突發(fā)型聲發(fā)射信號(hào)，采集結(jié)構(gòu)聲發(fā)射檢測(cè)數(shù)據(jù)，獲得聲源信號(hào)到各傳感器的到時(shí)時(shí)刻，將傳感器編號(hào)按照到時(shí)時(shí)刻從小到大的順序排列，得到傳感器序列B ； 4)匹配序列組A和序列B進(jìn)行平臺(tái)聲源區(qū)域定位:首先在序列組A中，篩選出與序列B的傳感器順序相同的序列對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)編號(hào)，然后，將檢測(cè)所得的到時(shí)時(shí)刻兩兩作差后相除，即
【文檔編號(hào)】G01S5/22GK103472435SQ201310435269
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月23日
【發(fā)明者】徐長(zhǎng)航, 李國(guó)瑞, 陳國(guó)明, 曹國(guó)梁, 艾素萍, 史煥地, 周乃望, 程麗萍 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(華東)