Разработка и исследование методов и программ геоакустической локации мобильными сейсмическими группами

• Автор: Авроров, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.13.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 145 с. : ил.

Содержание
Введение

1 Современное состояние проблемы локации сейсмических источников

1.1 Общие сведения.

1.2 Проблема повышения точности локации сейсмических источников

1.3 Технология калибровки сейсмических трасс с использованием мобильных сейсмических групп.
1.4 Проблема инспекции на месте в рамках Договора о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний.

1.5 Задача определения параметров скважинного источника.

1.6 Задача определения координат падающих ступеней ракетносителей

1.7 Обзор источников по теме исследования.

1.7 Выводы к главе 1

2. Задача обнаружения сейсмических сигналов
2.1 Постановка задачи.
2.1.1 Многоканальная обработка сейсмических данных
2.1.2 Пространственная фильтрация сейсмических волн.
2.1.3 Математическое моделирование и сравнительный анализ
алгоритмов многоканальной обработки.
2.2 Алгоритмы фильтрации импульсных сейсмических сигналов
2.2.1 Особенности анализа сейсмических волновых форм
2.2.2 Дискретное вейвлетпреобразование.
2.2.3 Выбор параметров вейвлетфильтра
2.2.4 Математическое моделирование процедуры вейвлетфильтрации в
2.3 Обнаружение сейсмических событий
2.3.1 Оптимизация выбора порога обнаружения Алгоритм БТАЬТА
2.3.2 Модельный эксперимент по оценке точности вычисления времн
вступления сейсмических сигналов.
2.4 Выводы к главе 2
3 Распознавание сейсмических событий и локация сейсмоисточника
3.1 Метод разделяющих замкнутых поверхностей
3.2 Обнаружение и распознавание полигонных взрывов
3.3 Обнаружение и распознавание промышленных взрывов на угольных разрезах
3.4 Вычисление координат источника
3.4.1 Геоакустическая локация малоудалнных полигонных взрывов
3.4.2 Решение задачи локации с помощью многоканальной обработки .
3.4.4 Сейсмическая локация с использованием вейвлетфильтрации данных.
3.5 Оценивание точности локации промышленных взрывов.
3.6 Помехи обнаружения и распознавания.
3.7 Оценка времени выполнения алгоритмов.
3.8 Выводы к главе 3.
4 Программный комплекс автоматизированного обнаружения и локации сейсмических событий.
4.1 Требования к реализации и общая характеристика программного комплекса
4.2 Программа обработки сейсмических данных в реальном зремени 5еШоОегесЮг
4.2.1 Общая структура программы ЗБтоОесЮг
4.2.2 Описание функционирования
4.2.3 Передача сообщений между вычислительными потоками и синхронизация доступа к ресурсам.
4.2.4 Подсистема протоколирования
4.2.5 Особенности реализации алгоритмов обработки сейсмических данных.
4.2.6 Сборка и запуск программы ЗятоОеГесЮг.
4.2.7 Настройка параметров обработки сейсмических данных.
4.3 Графическая среда обработки сигналов 8е1ятоОе1есиг вШ.
4.4 Модуль сопряжения с картографической системой
4.5 Выводы к главе 4.
Заключение.
Список использованных источников


Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ) №4а, 5-офи-м и междисциплинарного проекта СО РАН №_3. Исследования алгоритмов обнаружения, измерения параметров и локации тестовых полигонных взрывов выполнялись в рамках хоздоговора “Полесовщик” между НГТУ и ОАО “Завод Ленинец” (г. Санкт-Петербург). Полученные результаты исследований используются в составе технологии автоматизированной локации полигонных взрывов падающих боеприпасов и карьерных взрывов. РФФИ. Апробация работы. Международной научной конференции «В1КСОЫ» (Новосибирск, г. Иркутск, г. Всероссийской научной конференции молодых ученых «Наука. Технологии. Инновации» (г. Новосибирск, , гг. Конференции молодых учёных ИВМиМГ СО РАН (г. Новосибирск, , гг. Международных научных конгрессах «ГЕО-Сибирь» (г. Новосибирск, , гг. Международной конференции «Мониторинг ядерных испытаний и их последствий» (и. Боровое, Казахстан, г. VI Всероссийской научно-практической конференции сту дентов, аспирантов и молодых ученых (Томск, г. Международном семинаре "Акустика неоднородных сред-Х" (Новосибирск, г. Научной сессии НГТУ (г. Новосибирск, , гг. Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 научных статей, а также тезисы доклада. Опубликовано 3 статьи в рецензируемых сборниках, рекомендуемых ВАК. Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из наименований и приложения. Основное содержание представлено на 3 страницах, содержит рисунка и таблиц. Во введении определены цели и задачи диссертационного исследования, обоснована его актуальность, сформулированы основные положения, выносимые на защиту. В первой главе рассматривается постановка задачи автоматизированной геоакустической локации сейсмических источников с использованием мобильных сейсмических групп (МСГ), анализируется современное состояние проблемы и выделяются основные этапы ее решения. В третьей главе приводятся результаты анализа и выбора информативных признаков сейсмических и акустических волн, рассматривается процедура их распознавания на основе замкнутых разделяющих поверхностей, рассматривается алгоритм локации сейсмического источника. Приводятся оценки точности и помехоустойчивости разработанной технологии применительно к задачам локации тестовых полигонных взрывов и удалённых промышленных взрывов. В четвертой главе приводиться описание созданного программного обеспечения на основе разработанных алгоритмов для автоматизированной локации сейсмических событий в режиме реального времени. В заключении формулируются основные выводы по результатам исследования. Современное состояние проблемы локации сейсмических источников 1. Развитие сейсмолог ии, как и прогресс во многих других естественных науках, был ограничен количеством и качеством доступных данных. Появление каждого нового поколения инструментальных средств сейсмологии вело к новым открытиям. Современная инструментальная сейсмология имеет корни в прошлом веке. В первых десятилетиях прошлого века впервые была развернута сеть сейсмометров, которая позволяла вести первые каталоги землетрясений. Это была первая попытка заглянуть внутрь земли. С тех пор постоянно шел процесс наращивания количества сейсмических станций. Помимо увеличения количества станций, также шел процесс наращивания получаемой информации. Существенное улучшение инструментальных средств было при появлении глобальной сейсмографической сети (WWSSN - World-Wide Standartized Seismograph Network) в начале -х годов прошлого века. В этой сети действовали 2 сейсмических станции, которые были распределены по всему миру. Эти станции были оборудованы шестью стандартными трехкомпонентными сейсмографами с аналоговой записью сигнала. Недостатками этой сети были высокий уровень помех и низкий динамический диапазон применяемых датчиков. В начале -х годов аналоговое оборудование станций было заменено цифровым с большим диапазоном регистрации, а также с более низким уровнем помех, что позволило улучшить качество данных, а также дало больший объем информации для исследовательских целей.