技術(shù)特征：

1.一種考慮聲波在兩種介質(zhì)界面折射情況下的聲發(fā)射源定位方法，其特征在于：分為兩種情況：

A：二維定位方法：

首先在介質(zhì)2中放置M個(gè)不處于同一直線位置的聲發(fā)射傳感器，M個(gè)聲發(fā)射傳感器的二維位置坐標(biāo)已知，分別為(x₁，y₁)，(x₂，y₂)，……，(x_M，y_M)，M大于等于3；

置于介質(zhì)1中的聲發(fā)射源產(chǎn)生應(yīng)力波后，M個(gè)聲發(fā)射傳感器感應(yīng)到聲發(fā)射源的時(shí)刻：t₁，t₂，……，t_M；

設(shè)聲發(fā)射源坐標(biāo)為(x，y)，在兩種介質(zhì)中傳播的速度分別為c₁，c₂，入射角為θ₁，折射角為θ₂；

折射定律：

$\frac{{\mathrm{sin\θ}}_1}{{\mathrm{sin\θ}}_2}=\frac{c_1}{c_2}---\left(1\right);$

設(shè)任意兩個(gè)聲發(fā)射傳感器的位置為A點(diǎn)和B點(diǎn)，聲發(fā)射源的位置為O點(diǎn)，聲波到達(dá)A點(diǎn)和B點(diǎn)的時(shí)間分別為T_i和T_j，A點(diǎn)和B點(diǎn)坐標(biāo)分別為(x_i，y_i)和(x_j，y_j)，聲發(fā)射源產(chǎn)生的聲波從介質(zhì)1經(jīng)過介質(zhì)2傳播到兩個(gè)聲發(fā)射傳感器的折射點(diǎn)分別為M(a_i，b_i)和N(a_j，b_j)，其中i，j為1，2，...，M，且i≠j，則

聲源O到折射點(diǎn)M的距離L_OM為：

$L_{OM}=\sqrt{{(a_i-x)}^2+{(b_i-y)}^2}---\left(2\right);$

折射點(diǎn)M到聲發(fā)射傳感器A的距離L_AM為：

$L_{AM}=\sqrt{{(x_i-a_i)}^2+{(y_i-b_i)}^2}---\left(3\right);$

聲源O到折射點(diǎn)N的距離為L(zhǎng)_ON為：

$L_{ON}=\sqrt{{(a_j-x)}^2+{(b_j-y)}^2}---\left(4\right);$

折射點(diǎn)N到聲發(fā)射傳感器B的距離L_BN為：

$L_{BN}=\sqrt{{(x_j-a_j)}^2+{(y_j-b_j)}^2}---\left(5\right);$

聲源傳播到聲發(fā)射傳感器A和B的時(shí)間差ΔT_ij為：

${\mathrm{\ΔT}}_{ij}=T_i-T_j=\frac{L_{OM}}{c_1}+\frac{L_{AM}}{c_2}-\frac{L_{ON}}{c_1}-\frac{L_{BN}}{c_2}---\left(6\right);$

設(shè)T_min為聲發(fā)射傳感器接收到的第一個(gè)信號(hào)所用的最短時(shí)間，

對(duì)于每一組觀測(cè)值(x_i，y_i；x_j，y_j)，假設(shè)一個(gè)聲發(fā)射源所在空間內(nèi)的初始聲源坐標(biāo)(x₀，y₀)，代入式(1)、(6)和(7)可確定一個(gè)計(jì)算值ΔT_ij，計(jì)算值ΔT_ij與實(shí)際測(cè)得的值Δt_ij＝t_i-t_j之間存在一個(gè)差值，這個(gè)差值即是誤差，采用最優(yōu)化解法通過最小化誤差的平方和，即可得出聲發(fā)射源初始聲源坐標(biāo)(x，y)。

B：三維定位方法

首先在介質(zhì)2中放置M個(gè)不處于同一直線位置的聲發(fā)射傳感器，M個(gè)聲發(fā)射傳感器的三維位置坐標(biāo)已知，分別為(x₁，y₁，z₁)，(x₂，y₂，z₂)，……，(x_M，y_M，z_M)，M大于等于4；

置于介質(zhì)1中的聲發(fā)射源產(chǎn)生應(yīng)力波后，M個(gè)聲發(fā)射傳感器感應(yīng)到聲發(fā)射源的時(shí)刻：t₁，t₂，……，t_M；

設(shè)聲發(fā)射源坐標(biāo)為(x，y，z)，在兩種介質(zhì)中傳播的速度分別為c₁，c₂，入射角為θ₁，折射角為θ₂；

折射定律：

$\frac{{\mathrm{sin\θ}}_1}{{\mathrm{sin\θ}}_2}=\frac{c_1}{c_2}---\left(8\right);$

設(shè)任意兩個(gè)聲發(fā)射傳感器的位置為A點(diǎn)和B點(diǎn)，聲發(fā)射源的位置為O點(diǎn)，聲波到達(dá)A點(diǎn)和B點(diǎn)的時(shí)間分別為T_i和T_j，A點(diǎn)和B點(diǎn)坐標(biāo)分別為(x_i，y_i，z_i)和(x_j，y_j，z_j)，聲發(fā)射源產(chǎn)生的聲波從介質(zhì)1經(jīng)過介質(zhì)2傳播到兩個(gè)聲發(fā)射傳感器的折射點(diǎn)分別為M(a_i，b_i，c_i)和N(a_j，b_j，c_j)，其中i，j為1，2，...，M，且i≠j，則

聲源O到折射點(diǎn)M的距離L_OM為：

$L_{OM}=\sqrt{{(a_i-x)}^2+{(b_i-y)}^2+{(c_i-z)}^2}---\left(9\right);$

折射點(diǎn)M到探頭A的距離L_AM為：

$L_{AM}=\sqrt{{(x_i-a_i)}^2+{(y_i-b_i)}^2+{(z_i-c_i)}^2}---\left(10\right);$

聲源O到折射點(diǎn)N的距離L_ON為：

$L_{ON}=\sqrt{{(a_j-x)}^2+{(b_j-y)}^2+{(c_j-z)}^2}---\left(11\right);$

折射點(diǎn)N到探頭B的距離L_BN為：

$L_{BN}=\sqrt{{(x_j-a_j)}^2+{(y_j-b_j)}^2+{(z_j-c_j)}^2}---\left(12\right);$

聲源傳播到聲發(fā)射傳感器A和B的時(shí)間差ΔT_ij為：

${\mathrm{\ΔT}}_{ij}=T_i-T_j=\frac{L_{OM}}{c_1}+\frac{L_{AM}}{c_2}-\frac{L_{ON}}{c_1}-\frac{L_{BN}}{c_2}---\left(13\right);$

設(shè)T_min為聲發(fā)射傳感器接收到的第一個(gè)信號(hào)所用的最短時(shí)間，

對(duì)于每一組觀測(cè)值(x_i，y_i，z_i；x_j，y_j，z_j)，假設(shè)一個(gè)聲發(fā)射源所在空間內(nèi)的初始聲源坐標(biāo)(x₀，y₀，z₀)，代入式(8)、(13)和(14)可確定一個(gè)計(jì)算值ΔT_ij，計(jì)算值ΔT_ij與實(shí)際測(cè)得的值Δt_ij＝t_i-t_j之間存在一個(gè)差值，這個(gè)差值即是誤差，采用最優(yōu)化解法通過最小化誤差的平方和，即可得出聲發(fā)射源初始聲源坐標(biāo)(x，y，z)。