目标环境探测识别

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1、3.1地震波传播理论基础3.1.1地震波的分类第三章地震动探测技术地震波体波面波纵波横波瑞雷波乐夫波传播方向与质点振动方向一致传播方向与质点振动方向垂直沿自由表面传播时，轨迹呈逆进椭圆垂直于波的传播方向且平行于界面在地球介质内独立传播在一定条件下形成相长干涉并叠加产生3.2.2信号分析对地震动信号进行变换处理，从中提取出反映目标本质属性的特征信息。任务：方法：时域、频域或时频特征分析与识别。1、过零分析对确定时间段内的时域信号将其幅值与设定阈值比较，计算信号正向越过或负向越过阈值的次数。信号的过零数与信号的采样率有一定关

2、系，在一定采样率下，若信号是频率为f的正弦信号，则其过零数为：3.2地震动信号检测系统3.2地震动信号检测系统人员行走信号时域图轮式车行驶信号时域图根据某一标准设定一门限值时，脚步信号的过零点数远低于车辆的过零点数。优点：不采用绝对值和实际零点，能够适应较多地质条件，且具有一定的抗干扰能力；与频谱分析比较它计算量小，算法简单，易实现，而且硬件成本低。3.2地震动信号检测系统信号的时域分析是最常用的信号分析手段，用示波器、万用表等普通仪器直接显示信号波形，读取特征参数。周期T，频率f=1/T峰值P，双峰值Pp-ptATPP

3、p-p2、时域分析3.2地震动信号检测系统均值均值E[x(t)]表示集合平均值或数学期望值。0At均值：反映了信号变化的中心趋势，也称之为直流分量。3.2地震动信号检测系统均方值工程测量中仪器的表头示值就是信号的有效值。信号的均方值E[x2(t)]，表达了信号的强度；其正平方根值，又称为有效值(RMS)，也是信号平均能量的一种表达。3.2地震动信号检测系统方差方差：反映了信号绕均值的波动程度。信号x(t)的方差定义为：大方差小方差5.2.1几何截断定距（三角定距法）1、原理将4～6组激光发射器和接收器在弹体周向均匀排列形

4、成360°的发射接受视场。安装时发射器与接受器存在一定倾角，这样使发射视场与接受视场在前方某一区域重合，发射光束轴线与接受光束轴线交与一点，其底边高即为作用距离。5.2激光的定距原理目标作用区接收视场由于半导体激光器发出激光通常具有较大的束散角，所以采用凸透镜或透镜组对激光器发出的激光进行准直，并采用柱镜或反射光锥在弹体径向进行扩束。2、组成发射光学系统接受光学系统将目标发射光能量收集并聚到光电探测器上。一般单个透镜，并将光电探测器放在透镜焦平面上。系统的半场视角为：系统立体角为：5.2激光的定距原理接收的回波功率由激光

5、引信的距离方程可知：d—光电探测器直径；f—透镜焦距；Ad—光敏面积；注：接收视场的大小与光敏面积及光学透镜的焦距有关，获得尽可能大的接收视场必须选用光敏面积大的探测器及减小光学镜头焦距。Pr—接收功率；Pt—发射功率；ηt—发射光学系统效率；ηr—接收光学系统效率；K(R)—发射视场与接收视场部分重合造成的衰减；ρ—目标发射率；σ—大气衰减系数；R—激光器到目标的距离；Ar—接收光学系统的孔径面积；5.2激光的定距原理光电探测器中主要采用光敏二极管。光敏二极管原理与普通二极管基本相同。正常工作时，在未受光照时，电流几乎

6、为零；受光照时，电流迅速增加并随光强度增加而增大。5.2激光的定距原理光电探测器注：光敏二极管需在反向偏压条件下工作。2、特点优点：定距精度高；360度全向探测；处理电路简单。缺点：对于发射特性差别大的目标难以设定统一的作用门限；作用距离不能现场装定。5.2激光的定距原理5.2.2距离选通定距1、原理脉冲调制器激励半导体激光器发射光脉冲，通过发射光学系统形成一定形状的激光束，光脉冲照射到目标后，一部分光反射到接收光学系统，然后聚在光敏管上输出电脉冲，经过放大整形等信号处理送到选通器。另一路脉冲调制器发出激励信号经延迟器适

7、当延时后控制选通门。通过适当的延时可以实现预定距离范围内起爆。目标前置放大器，完成传感器与后续电路的性能匹配，要求必须为低噪声且有足够高的增益两项指标。原因：多级放大器的噪声模型为，等效到输入端的噪声电压为：2、组成5.2激光的定距原理放大电路roi—第I级放大器的输出电阻；Eni—第I级放大器等效噪声电压；Ki—第I级增益；Ini—第I级放大器的等效噪声电流；Ens—信号源等效噪声电压。由上式可知：当第一级放大器的增益足够高时，多级级联放大器的等效输入噪声主要由第一级的噪声水平决定。主放大器需满足高增益和宽带频。为提高

8、定距精度需调整主放大器增益来控制回波脉冲幅值。对于距离分档可调时，装定距离的同时装定增益使每个距离档对应一个增益档。另外对于目标反射率造成信号幅值变化则使用自动增益控制来解决。调整延时参数实现作用距离装定并补偿系统各元器件延时容差。5.2激光的定距原理延迟器选通器近似认为数字电路中的“与”门3、特点①利用脉冲相位差比