Теоретические основы автоматизированного электромагнитного контроля геодинамических объектов

Скачать 497.52 Kb.

Название	Теоретические основы автоматизированного электромагнитного контроля геодинамических объектов
страница	3/4
Дата публикации	28.12.2014
Размер	497.52 Kb.
Тип	Автореферат

100-bal.ru > Право > Автореферат

1 2 3 4

Обосновано, что в соответствии с приведенными соотношениями геодинамические вариации приповерхностных неоднородностей могут быть оценены по спектральным изображениям объекта в рамках применяемых геодинамических моделей:

где

– вектор микросейсмической помехи, имеющий нулевое математическое ожидание

и дисперсию

; размерность вектора геодинамических вариаций

определяется количеством контролируемых параметров.

Электрические параметры горных пород

легко изменяют свои значения в зависимости от внешних климатических воздействий, и на них сильное влияние оказывают температура, давление, влажность и другие факторы. Обосновано, что основой этого влияния является установленная взаимосвязь электрических и упругих параметров горных пород. Экспериментальные исследования, проводимые в рамках данной работы, показали, что структурные геодинамические изменения в среде могут быть обнаружены электромагнитными методами ранее, чем возникает необратимое геодинамическое разрушение объекта.

В четвертой главе проведено исследование методов пространственно-временной обработки сигналов электромагнитных полей на основе выделения и анализа аномальных составляющих поля.

При регистрации и обработке электромагнитных сигналов в низкочастотном и ультранизкочастотном диапазонах волн всегда постулировалось отсутствие влияния токов смещения. Однако при использовании в низкочастотных геодинамических исследованиях высокоточных измерительных систем, позволяющих регистрировать незначительные геодинамические вариации объектов исследования, влияние токов смещения становится существенным, и их учет становится необходим. Кроме того, повышение геодинамической чувствительности приводит к увеличению влияния помехообразующих факторов на результаты обработки геомагнитных данных и соответственно требует разработки соответствующих алгоритмов коррекции.

Основой построения алгоритмов температурной коррекции является использование параметрических одномерных моделей влияния температуры на результаты геодинамического контроля. Параметры распространения температуры в среде а,  – выражены через соответствующие статистические моменты регрессионного уравнения на основе экспериментальных температурных рядов по данным геодинамических исследований:

где

В качестве примера приводятся результаты обработки экспериментальных данных, полученных в ходе долговременных наблюдений за геологическим разрезом на Ашхабадском геодинамическом полигоне, п. Берзенги в 1989 году, в ходе экспериментальных работ с Институтом Физики Земли РАН и Институтом сейсмологии АНТ.

а) б)

Рисунок 4 – Экспериментальные данные регистрации коэффициента передачи

В эксперименте регистрировались действительная и мнимая составляющие коэффициента передачи среды (рис. 4а), а также температура воздуха

и температура среды

на глубине 20 см с часовым интервалом. На рис. 4б приведены зависимости коэффициента передачи от времени без влияния температуры, вычисленные в соответствии с предложенным алгоритмом. Как видно из графиков, температурные суточные колебания в зависимостях отсутствуют, и на графиках четко отражаются качественные изменения коэффициента передачи среды для исследуемого геологического разреза.

Обосновано, что для повышения точности обработки необходимо учитывать пространственную поляризационную структуру регистрируемых электромагнитных полей при геодинамических исследованиях. При этом количественная оценка его структуры выполняется по основным, инвариантным к измерительному базису, поляризационным характеристикам выделяемых монохроматических составляющих. Ошибка определения поляризационных характеристик в точке регистрации поля:

.

Определены критерии разработки алгоритмов для оптимизации процессов измерения и регистрации электромагнитных сигналов с целью повышения отношения сигнал-шум. Алгоритмы могут быть направлены как на оптимизацию ориентации измерительной системы, так и на синтез оптимальных зондирующих сигналов в системах геодинамического контроля.

Показано, что регистрируемые сигналы аномальной составляющей электромагнитного поля при геодинамическом контроле в общем виде описываются пространственной функцией

, которая в произвольной точке наблюдения с координатами

представляется моделью нестационарного процесса аддитивно-мультипликативного класса:

,

где

– случайный стационарный процесс, характеризующий действие планетарных и техногенных факторов;

– действительные детерминированные функции, определяемые текущей геодинамикой объекта. Соответственно для такой модели процесса:

где

– корреляционная функция случайного процесса

.

Так как вариации передаточной функции определяются временными вариациями действительных коэффициентов, то модель объекта в дифференциальной форме при наличии геодинамических вариаций имеет вид:

или

.

При отделении геодинамического тренда уравнение сводится к следующему виду:

.

Оно является обобщением геодинамической оценки вариаций приповерхностных неоднородностей, и решается с применением методов регрессионного анализа относительно вектора геодинамики объекта исследования.

Особенностью применения регрессионного анализа при геодинамических исследованиях является оценка не самих моделей объектов, а их геодинамических изменений. Причем эта оценка проводится по ограниченному объему измерительной информации с учетом применяемых алгоритмов предварительной обработки. При рассмотрении базовых положений регрессионного анализа данных электромагнитного мониторинга выделены три основные регрессионные задачи, решаемые в рамках обработки информации в системах геодинамического контроля. Это задача выделения сигнала и определения его параметров при распределенной регистрации электромагнитного поля, задача определения геодинамических изменений объекта исследования и задача идентификации и прогнозных оценок геодинамики объектов.

В пятой главе рассмотрены вопросы построения системы мониторинга импульсных геомагнитных источников в диапазоне короткопериодических колебаний геомагнитного поля Земли.

В данной главе обоснованы методы организации распределенной регистрации и обработки сигналов возмущений геомагнитного поля, которые основаны на предварительной частотной селекции возмущений и пространственно-временной регрессионной обработке сигналов, регистрируемых в выделенном частотном диапазоне на распределенной системе пунктов наблюдения. Для определения координат и параметров источника иррегулярного возмущения в данной зоне поиска производится селективный контроль электромагнитного поля на периферийных наблюдательных пунктах в заданной полосе частот. Количество и ширина частотных поддиапазонов определяется предполагаемыми характеристиками источника и задачами контроля. Результат предварительной обработки геомагнитных сигналов в пунктах наблюдения представляется в виде векторно-матричного выражения:

,

где

– передаточная характеристика соответствующего фильтра; – временной интервал окна поиска. Соответственно алгоритмы обнаружения и определения координат геомагнитного импульсного источника строятся на решении данного матричного выражения. Доказано, что получаемые при этом регрессионные соотношения должны учитывать частотную дисперсию фазовых скоростей для идентифицированных «тел» сигналов иррегулярного возмущения геомагнитного поля.

Основным методом предварительной обработки геомагнитных сигналов является СВАН (спектрально-временной анализ), который позволяет выделить частотные составляющие сигнала на распределенной сети станций с минимальными фазовыми искажениями. При геодинамическом контроле в реальном масштабе времени традиционный СВАН становится нереализуемым в силу ряда причин. В настоящей работе предложен и исследован алгоритм, основанный на применении метода комплексной демодуляции, позволяющего осуществить спектрально-временной анализ без преобразований Фурье в реальном масштабе времени.

Для обеспечения необходимой точности селекции геомагнитных пульсаций необходимо, чтобы амплитудно-частотные характеристики полосовых фильтров с шириной полосы пропускания

(соответственно для низкочастотных фильтров в процедуре комплексной демодуляции

) пересекались между собой на уровне 3 дБ. Соответственно, введя параметр перекрытия частотного диапазона

получим логарифмическую шкалу центральных частот фильтров, наиболее распространенную в известных системах СВАН:

.

Показано, что точность работы алгоритма и его временные характеристики определяются применяемыми цифровыми фильтрами низких частот, которые обеспечивают выделение отдельных спектральных составляющих.

Индукционные магнитометры, применяемые в геомагнитных исследованиях, должны обеспечивать надежную регистрацию исследуемых сигналов в широкой полосе частот со сжатием динамического диапазона. При этом измерительный тракт магнитометров должен иметь стабильную амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) при расширении полосы пропускания до 0,002 Гц с минимальным уровнем собственных шумов и температурной нестабильности. Для достижения поставленных целей индукционный датчик конструктивно выполняется совместно с предусилителем (активный датчик) и подключается к тракту фильтрации и управления магнитометра через линию связи. Из проведенного в данной главе анализа вариантов технической реализации активного индукционного датчика для геомагнитных исследований делается вывод, что конструктивно повысить чувствительность датчиков можно за счет использования их секционирования. При этом собственная резонансная частота датчика смещается в область верхних частот, улучшая метрологические параметры магнитометра в целом. Предложенная схема включения источника тестового сигнала позволяет избежать информативных потерь при долговременной регистрации геомагнитного поля Земли, возникающих вследствие необходимости периодического тестирования датчика.

Так как интенсивность регистрируемых геомагнитных колебаний имеет ярко выраженную частотную зависимость, то возникает необходимость проведения измерений в нескольких частотных диапазонах независимо друг от друга. Эта задача решается введением в измерительный тракт геомагнитных измерительных комплексов сопряженных многодиапазонных фильтров и применением алгоритмов распределенной обработки на сети станций наблюдения синхронно во всех диапазонах. Технически многодиапазонная фильтрация может быть реализована за счет применения независимых полосовых фильтров, содержащих последовательно включенные активные фильтры верхних (ФВЧ) и нижних (ФНЧ) частот. При этом необходимо использовать методы одновременного формирования границ диапазонов ФВЧ и ФНЧ, что позволяет получить абсолютно точное сопряжение частотных границ соседних поддиапазонов фильтров, а также уменьшить число настраиваемых пассивных элементов. Кроме упрощения сопряжения частотных границ соседних поддиапазонов и уменьшения числа настраиваемых пассивных элементов при технической реализации не менее важным является получение произвольной, не связанной с амплитудно-частотной, фазочастотной характеристики и обеспечение устойчивости многодиапазонного фильтра высокого порядка.

Поставленные цели достигаются тем, что в многодиапазонный активный фильтр, содержащий последовательно включенные по мере нарастания граничных частот активные многозвенные фильтры верхних частот, включаются сумматоры по числу поддиапазонов, в соответствии с рассмотренным принципом организации сопряженных фильтров. Такое решение исключает возможность возникновения обратных связей через сумматор между звеньями активного многозвенного фильтра высокого порядка, что обеспечивает сохранение устойчивости этого фильтра с подключенными сумматорами.

В шестой главе определены методы и алгоритмы обработки информации в системе мониторинга импульсных геомагнитных источников. Проведена экспериментальная оценка параметров геомагнитных возмущений на примере геомагнитных пульсаций типа Pi-2 по данным пространственной регистрации геомагнитного поля. Опробованы методы регрессионной обработки волновых пакетов и проведена оценка точности выделения и контроля их параметров.

Показано, что возможность локального описания поля геомагнитных пульсаций плоской волной определяется его пространственной непрерывностью, то есть линейностью и незначительностью изменений в пределах зоны регистрации поля. Пространственный анализ сигналов геомагнитных пульсаций предполагает согласование амплитудно-фазовых соотношений гармонических составляющих в точке наблюдения с пространственной поляризационной структурой поля. При этом, для электрической и магнитной компоненты по отношению к источнику поля:

,

где ввиду ограниченности зоны контроля

для волнового вектора

.

Данный подход позволил использовать линейную регрессионную модель для оценки параметров волнового вектора. Уравнения Максвелла примут при этом упрощении следующий вид:

где

 пространственные коэффициенты затухания парциальных волн магнитного и электрического типа соответственно.

Неоднородность рассматриваемого поля предполагает спектрально-пространственную неоднородность самого источника геомагнитных пульсаций. Соответственно определить его характеристики возможно лишь для отдельных составляющих спектрального разложения поля, полученных в результате обработки сигналов геомагнитного поля на сети станций по алгоритму СВАН. Обосновано, что в алгоритме регрессионного анализа необходимо учитывать условия регистрации сигналов геомагнитных пульсаций и, в первую очередь, влияние применяемых многодиапазонных фильтров в измерительном тракте, а также параметры фильтров. При этом оценка эпицентра геомагнитного возмущения проводится по данным на основе линейной регрессионной модели:

.

В приведенном выражении

являются регрессионными коэффициентами, определяющими параметры распространения геомагнитного возмущения,

– расстояния от станций наблюдения до предполагаемого эпицентра, а

– приведенные значения фаз и логарифма амплитуды источника в эпицентральной зоне. Элементы матрицы фазовой коррекции

определяются уравнением:

,

где

– коррекция фазовых искажений, вносимых многодиапазонными фильтрами;

– фазовые добавки, учитывающие волновое распространение полей геомагнитных пульсаций.

В соответствии с алгоритмом регрессионного анализа параметры распространения определяются следующими соотношениями:

,

где

– дисперсионный коэффициент, учитывающий особенности распространения типов геомагнитных пульсаций;

– весовой коэффициент, учитывающий ширину полосы пропускания фильтров алгоритма СВАН на частоте настройки фильтра

и уровень шумов на

-ой станции наблюдения.

На основании рассмотренной методики были проанализированы несколько отобранных случаев Pi-2. По каждому идентифицированному случаю рассчитаны коэффициенты корреляции по фазам

, величина, которых превышает 0,999, и значения коэффициентов корреляции логарифмов амплитуд

с логарифмами расстояний до соответствующих станций. Значения коэффициентов

имеют среднюю величину 0,95, что говорит о соответствии пространственного распределения амплитуд и фаз спектральных составляющих сигналов геомагнитных пульсаций модели их волнового распространения по поверхности Земли. При этом близость к единице полученных коэффициентов корреляции

определяется небольшими значениями остаточной суммы квадратов по амплитудным и фазовым данным СВАН, и соответственно оценка S среднеквадратичного отклонения  по остаточной сумме квадратов при n-парах наблюдений. При этой оценке получаем значения полуширины доверительного интервала в центре тяжести (при

)

В точке эпицентра полуширина полосы увеличивается в

раз. Коэффициенты t, обеспечивающие доверительный интервал с вероятностью 0,95, равны 3,1824; 2,7764; 2,5706, соответственно для 5, 6 и 7 пар наблюдений. Делением на коэффициент b полуширины полосы Уоркинга-Хотеллинга на уровне эпицентра получим оценку доверительного радиуса окружности R, вокруг которого источник возмущения находится с вероятностью 0,95. Эпицентральные зоны при этом располагаются в пределах полярного овала, что подтверждает эффект группирования эпицентров при одинаковом локальном времени. Вместе с тем следует отметить некоторую неоднозначность полученных результатов. Так, для всех рассчитанных случаев Pi-2 получается несколько вариантов возможных эпицентров с высокими значениями коэффициентов корреляции. Разброс координат предполагаемых эпицентров находится в пределах от 2 до 5 градусов по широте и долготе. На основании этого возникает необходимость привлечения дополнительных данных при оценке эпицентральных зон геомагнитных пульсаций Pi-2.

Применение линейных фазовых соотношений в алгоритмах регрессионного анализа позволил увеличить точность определения местоположения геомагнитных источников и соответственно повысил эффективность работы системы мониторинга. Основной сложностью реализации данного метода является необходимость учета фазовых поправок в сигналах, подвергнутых предварительной обработке по алгоритму СВАН. Показано, что статистическая обработка с использованием рассмотренных моделей позволяет определить их с одновременной оценкой параметров

спектрального распределения сигналов на станциях наблюдения на основании линейного регрессионного выражения:

.

В приведенном выражении коэффициент

учитывает дисперсию фазовых скоростей волновых пакетов, а

является приведенной фазой к эпицентральной зоне геомагнитного возмущения.

Оценку суммарной задержки сигнала

можно провести усреднением задержек узкополосных составляющих по дорожкам СВАН в соответствии с рассмотренным алгоритмом статистической обработки

.

Количество анализируемых спектральных составляющих волнового пакета

в данном выражении определяется с помощью алгоритма выделения дорожек СВАН, по которым зарегистрировано превышение заданного порогового значения амплитуды регистрируемого сигнала на этапе выделения информативных участков регистрации геомагнитного поля при магнитотеллурическом зондировании.

В соответствии с предложенным алгоритмом в качестве тестового примера были обработаны данные регистрации геомагнитного поля, полученные в рамках проекта SAMNET в интервале времени UT: 2006-05-10 20:31:40–20:48:20 по трем станциям наблюдения Oulujarvi (Finland 64.52N 27.23E), Uppsala (Sweden 59.90N 17.35E), Crooktree (UK 57.09N 2.64W). Полученные результаты хорошо согласуются с принятой статистической моделью оценки характеристик горизонтального распространения геомагнитных пульсаций при магнитотеллурическом зондировании. Вероятность ошибки определения максимума сигнала для геомагнитного возмущения мала и не превосходит 5%.

Показано, что устранить неоднозначность оценок эпицентральных зон удается за счет привлечения соседних дорожек СВАН, как принадлежащих волновому пакету геомагнитного возмущения. Введя дополнительные параметры Лагранжа

для уравнений связи, получим условие минимума для отобранных дорожек волнового пакета в следующем виде:

Откуда получаем расширенную систему уравнений относительно коэффициентов

для фазовых данных и множителей Лагранжа

Она решается с помощью линейных преобразований:

.

Для нахождения весовых коэффициентов необходимо учитывать экспериментальную систематическую погрешность, а также уровни шумов спектральных дорожек СВАН и регистрируемых сигналов. На каждой станции наблюдения влияние шумовых сигналов на амплитудные и фазовые данные СВАН имеет разное значение и определяется уровнем фонового геомагнитного поля, а также уровнем промышленных помех.

При анализе волновых пакетов с применением предложенных алгоритмов полностью устраняется неоднозначность оценок. Если рассматривать точечные оценки эпицентров по отдельным составляющим волнового пакета, то они располагаются в виде некоторых линий с самым высоким коэффициентом корреляции по фазам

в центре линии, соответствующей центральной дорожке и уменьшающимся значениям к краям линии.

В седьмой главе определены методы геоэлектрического контроля приповерхностных неоднородностей в низкочастотном диапазоне с применением многополюсных электролокационных установок и соответствующие алгоритмы информационной обработки.

Системы геодинамического контроля, построенные с использованием многополюсных электроустановок, применяются для слежения за геодинамикой приповерхностных неоднородностей в случаях необходимости обеспечения повышенной чувствительности к особым изменениям объекта исследования. Показано, что высокая эффективность достигается увеличением чувствительности измерительной системы, начальной установкой и оперативным позиционированием электроустановки за счет управления источниками зондирующих сигналов. При этом алгоритмы обработки информации и управления системой базируются на предположениях, что геодинамика объекта может быть определена с достаточной степенью точности по результатам регистрации поля на N точках с координатами (), а количество полюсов (точек зондирования) M. В соответствии с принципом суперпозиции в каждой i-ой точке измерения источником j создается векторный сигнал электрического поля следующего вида:

,

где

– пространственные функции взаимного расположения источника локационного сигнала и измерительных датчиков;

– пространственные функции взаимного расположения мнимого k – го источника, определяемого исследуемый геодинамический объект;

– амплитуда и фаза зондирующего сигнала.

Доказано, что геодинамика исследуемого объекта определяется смещением фиктивных источников, которое приводит к дисбалансу измерительной системы и регистрации в ней соответствующего вектора сигнала. При этом смещение фиктивных источников представляется моделью аддитивно-мультипликативного класса:

,

где

– сигнал смещения фиктивных источников с учетом температурной зависимости коэффициента контрастности;

– тренд сигнала смещения;

– случайные стационарные процессы, характеризующие действие приливных деформационных воздействий на объект;

– обобщенная температура.

В случае незначительных смещений фиктивных источников

и текущей балансировки полюсов зондирующего сигнала результирующий сигнал в измерительной системе геомониторинга имеет следующий вид:

где

.

Данная система уравнений решается с использованием регрессионных соотношений относительно функций

с последующим устранением приливных деформационных помех и температурной коррекцией результатов.

Интерпретация поляризационной структуры аномального электрического поля предполагает аппроксимацию электролокационного изображения объекта совокупностью известных форм, полученных при решении задач о поляризационной структуре электролокационного поля вблизи типовых простейших неоднородностей. В частности, при оценке геодинамики объектов можно воспользоваться известным решением для поля точечного источника, расположенного на поверхности проводящего полупространства в присутствии плоской границы раздела двух сред. В этом случае предполагается, что граница исследуемого геологического объекта создает зону мнимых источников, каждый из которых аппроксимирован касательной линией к границе сред.

При произвольной ориентации границы объекта  к выбранному измерительному базису и неопределенности расстояния от источника А до него d по оси х, фазорное соотношение с учетом матрицы рассеяния имеет вид

где

– координаты в базисе, ориентированном в плоскости раздела;

. В результате статистическая оценка геодинамики участка границы объекта выражается как

где

– регрессионные уравнения связи, которые могут быть определены следующим образом:

где N – общее количество точек зондирования.

В восьмой главе рассмотрены вопросы создания автоматизированной системы контроля карстовых процессов с использованием разработанных в настоящей работе теоретических основ.

При организации геодинамического контроля карста необходимо учитывать разнообразность проявления геодинамики карстовых явлений, обуславливаемую флюидами и движением инфильтрационных вод в зонах аэрации. На рис. 5 приведена предлагаемая структура системы электромагнитного контроля геодинамики карста, учитывающая особенности развития карста и содержащая основные методические обобщения.

Рисунок 5 – Структура автоматизированной системы контроля геодинамики карста

На основе разработанной методики геоэлектрического моделирования проведен анализ спектральных моделей ЭГМ карстовых неоднородностей для различных соотношений геометрических и электрических параметров моделей.

На примере наклонного контакта двух сред коэффициент передачи среды форме, определяемой ее эквивалентной схемой:

,

где параметры двух сред

.

Пространственно-импульсная реакция среды на точечный источник по нормированному участку поиска ЭГМ при

где

граница поиска ЭГМ. Функция

имеет единичное значение в области, заполненной первой средой, и нулевое  в области второй среды. Функция

связана с

через соотношение

. Коэффициенты

полностью определяют спектральную модель наклонного контакта двух сред.

На рис.6 представлена нормированная зависимость

для различных значений параметров сред и угла наклона контакта . Из графиков видно, что ЭГМ карстовых форм типа “наклонный контакт” может быть хорошо дифференцирована как по “контрасту” двух сред (рис. 6а, в), так и по углу наклона  (рис. 6б, г).


а)	б)

в)	г)

Рисунок 6 – Спектральная модель ЭГМ типа “наклонный контакт”

На основании полученных зависимостей хорошо отслеживается эффект “противофазной” реакции действительной и мнимой составляющих на геодинамическое изменение угла наклона , так как коэффициент

растет, а

уменьшается с увеличением  и .

В заключении сформулированы основные результаты работы, которые сводятся к следующему:

1. Созданы теоретические основы организации автоматизированного контроля геодинамических объектов, базирующиеся на совокупности разработанных в настоящей работе методов и методик, обеспечивающих методическое, алгоритмическое, программно-техническое и информационное сопровождение процессов автоматизированного контроля геодинамических объектов в низкочастотном и ультранизкочастотном диапазоне электромагнитных волн.

2. Разработаны методы регистрации электромагнитных сигналов в геологических средах, позволяющие выделять аномальную составляющую поля по отдельным геодинамическим объектам. Это упрощает пространственное позиционирование измерительных датчиков и увеличивает на порядок геодинамическую чувствительность систем контроля.

3. Обосновано представление геодинамических объектов в виде параметрических геодинамических моделей сред с пространственно распределенными параметрами – удельного электрического сопротивления и диэлектрической проницаемости, аппроксимируемыми эквивалентными передаточными функциями на ограниченном диапазоне частот и пространственных координат. Исследованы базовые модели и определена структура контролируемых геодинамических вариаций объектов.

4. Проведено исследование и разработаны модели помехообразующих природных и техногенных факторов при электромагнитном контроле, а также оценено влияние климатических температурных и планетарных помех на точность геодинамических оценок. Установлено, что влияние микросейсмических полей выражается в наличии аддитивной помехи в регистрируемых сигналах, а влияние температуры носит приповерхностный мультипликативный характер и на глубине уже десяти метров несущественно.

5. Установлен характер и проведена оценка влияния токов смещения на результаты обработки информации при геодинамическом контроле и разработаны методы оценки геодинамики объектов, учитывающие это влияние.

6. Разработана методика распределенной обработки и анализа сигналов аномальных составляющих электромагнитных полей, с представлением их в аддитивно-мультипликативной форме, позволяющей уменьшить до суток время обнаружения кризисных состояний. Предложен метод спектральной обработки пространственных искажений поляризационной структуры поля с выделением вектора аномальной геодинамической составляющей, что существенно повышает чувствительность систем к геодинамическим изменениям объектов исследования (до 0.02% на расстоянии двадцати метров) на фоне действия климатических и планетарных помех.

7. Разработан алгоритм температурной коррекции данных геодинамического контроля, построенный на применении одномерных моделей температурных волн в грунтах и регрессионных методах выделения температурного градиента.

8. Предложены методы и принципы построения системы мониторинга импульсных геомагнитных источников, обеспечивающей возможность автоматизации процессов выделения, обработки и контроля сигналов иррегулярных геомагнитных возмущений по данным распределенной регистрации геомагнитного поля в реальном масштабе времени.

9. Разработана методика выделения информативных участков регистрации геомагнитного поля с помощью предложенных методов построения сопряженных многодиапазонных фильтров и алгоритмов предварительной обработки информации, что позволяет избежать технологических потерь информации при регистрации геомагнитных сигналов. Результаты экспериментальных испытаний показали, что погрешность тракта фильтрации сигнала не превосходит 2 %.

10. Определены методы повышения метрологических характеристик измерительных трактов в комплексах регистрации сигналов электромагнитного поля Земли в ультранизкочастотном диапазоне волн. Исследованы методы построения активных датчиков и обосновано применение геомагнитных датчиков с источником тестового сигнала, упрощающим настройку и понижающим уровень регистрируемых синфазных помех более 60 дБ.

11. Разработан метод парциальной обработки пространственных сигналов геомагнитных возмущений, основанный на выделении парциальных геомагнитных сигналов и на алгоритмах статистической фазовой коррекции. Доверительный радиус определяемых при этом эпицентральных зон не превосходит 150 км, а вероятность ошибки определения максимума сигнала для геомагнитного возмущения менее 5 %.

12. Устранена неоднозначность определения эпицентральных зон геомагнитных возмущений с помощью созданных в данной работе алгоритмов распределенной обработки выделяемых волновых пакетов.

13. Проведено исследование и получены оценки параметров пространственно-временного распределения полей для иррегулярных геомагнитных пульсаций типа Pi-2 с использованием разработанных алгоритмов. На основе обработки экспериментального материала был выявлен и интерпретирован эффект поляризационного расщепления спектров сигналов геомагнитных пульсаций по станциям наблюдения.

14. Разработана методика регистрации и оценки геодинамических вариаций приповерхностных неоднородностей, основанная на применении многополюсных электроустановок и алгоритмов регрессионной обработки данных поляризационной структуры поля и позволяющая эффективно проводить геомониторинговые исследования в зонах расположения сложных промышленных застроек.

15. Сформулированные теоретические положения и разработанные на их основе методические рекомендации обеспечили построение систем автоматизированного контроля геодинамической среды, которые благодаря значительному сокращению времени на выявление в ней критических ситуаций позволяют предсказать возможную катастрофу и принять меры по предотвращению или сокращению негативных последствий, чем существенно повышают безопасность техногенных объектов.

Приложения включают экспериментальные данные регистрации геомагнитного поля на сети станций наблюдения, результаты их обработки по разработанным алгоритмам и акты о внедрении результатов диссертационных исследований.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Монография

1. Кузичкин, О.Р. Методы и устройства обработки информации в системе мониторинга импульсных геомагнитных источников: Монография / О.Р. Кузичкин. – М.: Изд-во Радиотехника, 2008. –160 с.

1 2 3 4

	Рабочая программа учебной дисциплины теоретические основы автоматизированного управления Для изучения дисциплины «Теоретические основы автоматизированного управления» студентам необходимо обладать знаниями, умениями и...		Программа вступительных испытаний Тема Теоретические основы растениеводства Теоретическое обоснование диапазона оптимальной влагообеспеченности полевых культур. Биологические основы разработки системы удобрений....
	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Т света (фотон) – порция энергии электромагнитного излучения, элементарная частица, являющаяся порцией электромагнитного излучения,...		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Т света (фотон) – порция энергии электромагнитного излучения, элементарная частица, являющаяся порцией электромагнитного излучения,...
	Рабочая программа по дисциплине Теоретические основы электротехники Дисциплина: «Теоретические основы электротехники» относится к циклу профессиональных дисциплин, для ее изучения студент должен обладать...		Автоматизация технологического процесса составляет важную часть научно-технического... Теоретические исследования в области совершенствования управления процессом бурения и его оптимизации получили новые возможности...
	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... «мдк теоретические и методические основы организации различных видов деятельности детей раннего и дошкольного возраста» Теоретические...		Т. В. Сазанова теоретические основы и технологии по естествознанию В. Сазанова. Теоретические основы и технологии по естествознанию. Учебно-методический комплекс. Методические указания и индивидуальные...
	Реферат ргасу 19 2009 699 содержание введение 2 список использованной... «Теоретические основы "Философии хозяйства" С. Н. Булгакова» одна из важных и актуальных тем на сегодняшний день		«Учебно-методический комплекс дисциплины «Основы автоматизированного проектирования»
	«Основы построения и устройства зрк» Понятие радиолокации включает в себя процесс обнаружения и определения местоположения различных объектов в пространстве с использованием...		План введение Глава Научно-теоретические основы возрастных особенностей детского творчества Теоретические и методические вопросы организации творчества у школьников разных возрастов на уроках изобразительного искусства
	Рабочая программа учебной дисциплины «основы автоматизированного проектирования» Профиль подготовки: Компьютерные технологии управления в робототехнике и мехатронике		Программа одобрена на заседании каф. «Системы автоматизированного проектирования» Для студентов специальностей 22. 03. 00 Системы автоматизированного проектирования, 35. 15. 00 Математическое обеспечение и
	Методические рекомендации по изучению учебной дисциплины б 6 Теоретические... Б 6 Теоретические и экспериментальные основы психолого-педагогической деятельности: Психология развития		Рабочая программа дисциплины Теоретические основы органической химии... Целями освоения дисциплины Теоретические основы органической химии биологически активных добавок являются

Теоретические основы автоматизированного электромагнитного контроля геодинамических объектов

Похожие: