基于矢量传感器的地下振动信号检测技术

方尔正 王欢 李响 桂晨阳 张秋实 马旭卓

摘 要： 研究了地下振动信号的产生和振动机制，设计了地下振动信号检测系统试验方案。对利用矢量传感器采集到的信号进行处理，研究了地下振动信号的功率谱分布，综合利用信号去趋势、经验模态分解、小波去噪三种去噪方法，消除了混叠于振动信号中的噪声。通过对实测数据的处理，得到在0°到90°间，系统对目标的定向结果和来波方向的误差除了0°和90°以外，均小于10°，验证了矢量传感器有较好的定向能力。为下一步继续研究提供了技术支撑，且对矢量传感器在地下振动信号检测领域的工程化应用奠定了基础。

关键词： 矢量传感器； 定向； 地下振动信号

中图分类号： TP 212.9，TP 274 文献标志码： A 文章编号： 1671-2153（2018）01-0087-04

0 引 言

利用地下振動信号进行地下探测是直接获取地下信息的重要途径之一，在地质研究、地下岩层结构研究以及地下掩埋人员的救援等方面都具有重要意义。本文主要针对矢量传感器采集得到的地下振动信号进行数据分析和信号处理，并在此基础上分析振动信号的组成成分和频谱特征，分析地下振动信号通过土壤介质传播时的速度特性以及频谱衰减规律。对采集到的实际信号进行消趋势和小波去噪为后续工作提供比较理想的目标信号。对目标信号进行定向计算，得到传感器的定向情况和测量距离。本文验证了运用矢量传感器进行来波定向的可行性，同时为矢量传感器在地下振动信号检测领域的工程化应用奠定基础，进而为后续研究内容提供技术支持。……