岩体声发射与微震监测定位技术及其应用
声发射源线性定位误差研究
近几年，声发射检测以其不可 替代的优点得到较为广泛的应用， 各种声发射检测仪应运而生，声发 射源定位的准确程度已成为影响声 发射检测技术发展的关键因素，到 目前为止，还没有充足的理论计算 与实际源坐标的实验对比数据，在 这里对时差线性定位的精确性进行 浅显的探讨。 1、一维源定位（又称线性定 位）原理 线性定位是指在一维空间中，确 定声发射源位置坐标的直线定位法。 传感器1#和2#，设坐标分别为 （-c，0）和（c，0），某一声源声发 射信号到达传感器时的时差为△t， 材料中的声速为v，则声发射源到两 个传感器的距离之差为： 2a=v?△t（1-1） 那么声源的位置满足以两个传 感器为焦点，以2a为顶点距离的双 曲线方程。 （1-2） 图1 声源位置确定示意图 1.1声发射源在两个传感器之间 （即x轴上），此时，y=0(-c≤x≤ c)，解方程得 x=±a 当声发射信号先到1#传感器，则 x=-a，反之，x=a。只要测出△t→ 2a=v?△t，有声源 的位置可定。 1.2如果知道声源在某一条直线 上，可通过求解方程组： 可得 或者 当信号先到达1#传感器时，将x 代入到直线方程就可以求出y的值， 声源位置可以确定。 2.实验模拟 本文实验中采用断铅模拟声发 射信号源，所用的铅笔型号为0.5/ HB;耦合剂为机油。 2.1一维X轴定位模拟 2.1.1数据采集 ①实验前将要做断铅实验的位置 确定，坐标为（17，0）， ②两个探头的坐标是（-100， 0），（100，0） 声发射源线性定位误差研究 王健王运玲 辽宁石油化工大学机械工程学院 １１３００１
用断铅试验在试件上得到的实验数据如表3。 2.1.2通过数学计算得到的结果由表中数据可得△t =1.02×10-5 S ：v =3200m/s ，由公式 得a =16.32mm 由得双 曲线方程为 数学计算声源的位置是（16.32，0）。依照此种方法，在此点模拟声发射10次，最后得声源位置坐标的平均值是（16.50，0）。 2.2一维坐标轴定位模拟2.2.1数据采集 表1 各通道参数表 ①实验前将要做断铅实验的位置确定，坐标为（-80，55），声源所在直线方程y =-0.7x ②两个探头的坐标是（-130，0），（130，0） 2.2.2通过数学计算得到的结果△t =4.8×10-5S ，v =3200m/s ， =76.8mm ， c =130mm 得双曲线方程式 （1） 直线方程y =-0.7x （2）（1），（2）方程联立得x =-89.8mm ，y=62.86mm ，依照此种方法，在此点模拟声发射10次，最后 得声源位置坐标的平均值是（89.2，62.45）。 3. 误差分析 分析结果见表4。 4、结论与思考 由误差对比及误差原因分析可知： （1）此数据说明声发射源的时差理论计算定位与实际位置有一定的出入。第一种线性定位理论与实际位置坐标吻合较好，相对误差为2.4%。第二种线性定位误差较大，坐标x 、y 的相对误差分别为11.5%、13.6%。 （2）误差的产生与传感器、通道的灵敏度、断铅模拟声发射的频率差有关，材料的不均匀、各向异性（理论计算视为各项同性）也可导致出现误差。 （3）对于线性定位，SDAES 数字声发射检测仪产生可容许误差。 （4）对其他定位方式所产生的定位误差有待进一步研究。 表2 各通道参数表 表3 一维X 轴时差定位值比较 表4 一维时差定位值比较
声发射技术在土木工程中的应用
声发射技术在正交异性钢桥面板疲劳损伤监测中的应用展望
目录 声发射技术在正交异性钢桥面板疲劳损伤监测中的应用展望 (3) 1.声发射技术及其原理 (3) 2.声发射信号的特点 (4) 2.1Kaiser效应 (4) 2.2金属破坏过程中的声发射 (4) 3.声发射在土木工程中的应用 (6) 3.1声发射在岩土领域的应用 (6) 3.2声发射在结构领域的应用 (7) 3.3声发射在桥梁结构中的应用 (7) 4.桥梁结构高周疲劳理论 (8) 5.声发射在桥梁结构疲劳监测中的应用 (9) 6.现有研究的不足及展望 (12)
声发射技术在正交异性钢桥面板疲劳 损伤监测中的应用展望 1.声发射技术及其原理 声发射技术（Acoustic Emission Technique）作为一门检测技术起步于20 世纪50 年代的德国，开始应用于材料研究最早在工程材料方面对声发射进行研究的当属1941年的Obert 和1942年的Hodgson,他们不仅提出了声发射检测的基本思想,而且研究了发现破裂点的定位技术,并想据此确定岩石中的最大应力区[1]。在60 年代开始应用于无损检测领域。我国则于70 年代开始应用声发射技术。声发射检测技术已广泛应用于石油化工工业、电力工业、材料及力学方面的研究、汽车工业、民用工程、航空航天、金属加工、焊接质量检测与监控等领域[2-3]。 固体物质在外界条件(机械载荷、温度变化等)作用下,其内部将产生局部应力集中现象。由于应力集中区的高能状态是不稳定的,它必将向稳定的低能状态过渡,在这一过渡过程中,应变能将以弹性波的方式快速释放,即声发射现象。各种材料的声发射范围很宽,从次声频、声频到超声频,所以声发射有时也称为应力波发射(Stress wave emission)。在地质上有时称为微震(Microseismic)。声发射是一种非常普遍的物理现象,大多数金属材料和几乎所有的岩石在塑性变形和断裂时都有声发射发生。在外部条件作用下，材料或零部件的缺陷或潜在缺陷 图 1 声发射监测原理 改变状态而自动发出瞬态弹性波的现象亦称为声发射。由于这种声发射弹性波能反映出材料的一些性质，故采用检测声发射信号的方法，可以判断材料或设备的某种状态。运用仪器检测、记录、分析声发射信号，并利用声发射信号诊断发射源状态的技术称为声发射检测技术。声发射检测技术是一种动态无损检测方法，它可以对检测对象进行实时监测，且检测灵敏度
卫星定位技术与应用期末试卷答案2010
2009~10学年第二学期《卫星定位技术与应用》期末试卷 （测绘工程2007级） 班级姓名学号成绩 一、填空题（每小题3分，共15分） 1、目前卫星导航定位系统主要有哪几种？ 。 2、GPS三大基本功能分别为：；而GPS 单点绝对定位至少需要观测颗卫星。 3、WGS-84坐标系是指： 。 4、瞬时载波相位差是指： 。 5、同类型同频率载波相位观测值的线性组合主要有哪几大类？ 。答案： 1、美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧洲的GALILEO、中国的BDSS 等 2、导航、定位、授时；4 3、以地球质心为坐标原点的地固坐标系，坐标系的定向与国际时间局BIH1984.0所定义的方向一致。 4、某一指定时刻接收机产生的参考载波信号与此时接收到的卫星载波信号的相位之差。 5、单差观测值、双差观测值、三差观测值
二、简答题（每小题5分，共25分） 1、GPS载波相位测量的优点是什么？载波相位测量需要解决的关键问题又有哪 些？ 2、GPS测量发生周跳是指什么？产生的原因主要有哪些？ 3、国家GPS控制网包括哪些等级？而城市GPS控制网又包括哪些等级？ 4、GPS网的设计指标指什么？评价GPS网设计的优劣主要指标又有哪些？ 5、GPS控制网测量数据处理包括哪些流程？ 答案： 1、答： 1）GPS载波相位测量的优点：抗干扰性能好，定位精度高，用于精密定位。 2）需要解决的关键问题：载波重建、整周模糊度确定以及周跳的探测和修复。 2、答： 1）GPS测量发生周跳：是指由于卫星信号的失锁而使载波相位观测值中的整周计数所发生的突变现象。 2）周跳产生原因： （1）由于顶空障碍物阻挡，造成卫星信号暂时中断； （2）由于电离层条件差、多路径效应和卫星高度过低等原因，造成卫星信号的信噪比过低，导致整周计数错误； （3）接收机软件发生故障，导致错误的信号处理； （4）接收机在高速动态的环境下进行观测，导致接收机无法正确跟踪卫星信号； （5）卫星发生瞬时故障，无法产生信号。 3、答： 1）国家GPS控制网包括AA级、A级、B级、C级、D级、E级； 2）城市GPS控制网包括二等、三等、四等、一级、二级。 4、答： 1）GPS网的设计指标：是指导GPS网设计量化因子，是评价GPS网设计
基于ZigBee技术的RFID空间定位系统
中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1009-2552(2009)09-0102-04 基于ZigBee技术的RFID空间定位系统 房淑芬 (辽宁省铁岭师范高等专科学校,铁岭112001) 摘 要:通过ZigBee mote与RFID reader结合的方式应用随机数定位算法展示了一种低能耗的基于Zigbee技术的R FID空间定位系统,使得对佩带了Zigbee mote的人可以实时进行定位。在本系统中,通过使用基于取样的表示方法,定位算法能够表示任意分布。通过将系统实现的算法与算法原型比较,可以发现在Non-Line-Of-Sight(NLOS)场景下,本算法的定位错误(positioning er-r ors)有明显改进。 关键词:RFI D;ZigBee;空间定位算法 RFID space location system based on ZigBee technology FANG Shu-fen (Tieling Normal C ollege of Liaoning Province,Tieling112001,China) Abstract:This paper presented a low energy cost RFID space location system based on Zigbee technology by using the combination of ZigB ee mote and R FID reader,and random sa mpling algorithm,by which a person holding an Zigbee mote can be located in real time.In this system,by using the representation based on random sa mpling,the location algorithm can represent ar bitrar y distribution.According to the comparison of the algorithm implemented in this system and the prototype algorithm,we it is concluded that the location err ors in this algorithm have been distinctly impr oved under the scenario of Non-Line-Of-Sight(NL OS). Key words:RFID;ZigBee;space location algorithm 0 引言 移动计算设备、无线技术和Inter net的飞速发展,促使人们对位置感知的服务系统越来越感兴趣。在许多应用中,都需要知道一个物体的确切位置。其中,GPS[1]是最著名,也是应用最广泛的定位系统,它被用来对户外移动的物体进行定位。对于室内的定位机制,有红外线[2]、超声波[3]、RFID[4]等等。 上面介绍了三种基于网络的定位机制。它们的共同点是采用固定的接收装置来接收佩带在人或物体上的发射装置发出的信息并将这些信息通过有线网络转发到控制中心。这些机制经常在一些跟踪系统中被采用。 红外线机制为每一个物体附带一个标签,这些标签周期性地通过红外线发射器发射自己的唯一的ID,固定的接收装置接收这些信息并通过有线网络将这些信息传到控制中心,通过这种方式来实现对室内物体的识别、定位。但是,这种机制存在两个缺点,首先它要求发射装置跟接收装置之间的光线不能被阻隔,另外,它要求在一个建筑内布置一个有线的网络以进行数据的传输。 超声波机制与红外线机制的区别就是把红外线换成了超声波。但是,由于目前超声波装置结构比较复杂,使得它的成本过高,目前还很难让大多数用户接受。RFID定位的典型系统是LANDMARC(Location identification based on dynamic active RFID calibra-tion)[4],它使用tags和r eaders来实现定位。这一系统的精确度随着所部署的tag的密度的增加而增加。但是部署太多的ta g是不实际的。 收稿日期:2009-02-10 作者简介:房淑芬(1965-),女,副教授,本科,研究方向为电子测量技术。 — 102 —
定位技术的发展及现代应用分解
定位技术的发展及现代应用 定位技术的发展 早在15 世纪，人类开始探索海洋的时候，定位技术也随之催生。主要的定位方法是运用当时的航海图和星象图，确定自己的位子。 随着社会和科技的不断发展，对导航定位的需求已不仅仅局限于传统的航 海、航空、航天和测绘领域。GPS 乍为常见的导航定位系统已经逐渐进入社会的各个角落。尤其在军事领域，对导航定位提出了更高的要求。导航定位的方法从早期的陆基无线电导航系统到现在常用的卫星导航系统，经历了80 多年的发展，从少数的几种精度差、设备较庞大的陆基系统到现在多种导航定位手段共存，设备日趋小型化的发展阶段，在技术手段、导航定位精度、可用性等方面均取得质的飞越。 1.1陆基无线电导航系统 1.1.1 第一次世界大战期间 陆基无线电导航系统是从20 世纪20年代第一次世界大战期间开始发展起来 的。首先是应用在航海，逐渐扩展到航空领域。其技术手段主要是采用无线电信标。 舰船和飞机接受信标的发射信号，通过方向图调制测出与信标的方位，从而确定自身的航向。这时的导航主要侧重是侧向，定位能力比较差。 1.1.2 第二次世界大战及战后时期 第二次世界大战及后期，无线电导航定位系统飞速发展，出现了许多新的系统，并在不断发展，到目前大多系统仍在广泛使用。 这其中主要有罗兰-A (Loran-A )、罗兰-C (Loran-C )、台卡(Decca-A)、奥米伽系统、伏尔/测距器(DME和塔康(Tacan)等。 (1) 罗兰-A和罗兰-C 罗兰-A和罗兰-C的基本原理是发射脉冲信号，利用双曲线交会定位，20世 纪50 年代末产生的罗兰-C 在罗兰-A 的基础上，对发射信号进行了改进，使得用户可以得到几百米量级的定位精度和微妙级的授时精度。目前各国已建成近100 个发射台站，但仍不能覆盖全球。 2) 台卡和奥米伽
声发射技术及其应用
声发射技术及其在检测中的应用 学号:姓名: 摘要：介绍了声发射检测技术原理及其发展历程和现状，综述声发射信号处理的困难、降噪方法、信号分析方法、源定位和在检测中的应用。 关键词：声发射技术；信号处理；源定位；安全评定 1声发射技术发展 现代声发射技术的开始上世纪50年代初Kaiser在德国所作的研究工作为标志。声发射技术在20世纪70年代初引入我国，希望利用声发射进行断裂力学难点裂纹的开裂点预报和测量研究。20世纪80年代初，国内开始尝试将声发射技术用于压力容器检验等工程，但是由于当时声发射仪器性能和信号处理方面的限制，以及缺乏对声发射源性质和声发射信号传输特性等理论知识，声发射技术陷入低谷。20世纪80年代中期，从美国PAC公司引进声发射仪器，使我国声发射技术的研究、应用和仪器技术水平不断提高。20世纪90年代至今，随着声发射仪研制国产化程度不断提高，声发射技术在我国的研究和应用呈快速发展的趋势。2声发射信号处理分析技术 2．1声发射信号及信号处理的困难：从时域形态上，一般将声发射信号分 为两种基本类型：突发型和连续型。突发型信号，指在时域上可分离的波形。如断续的裂纹扩展。当声发射频度高达时域上不可分离的程度时，就以连续型信号显示出来，如流体泄漏信号。突发信号参数包括：波击计数、振铃计数、幅度、能量计数、上升时间、持续时间和时差等；连续信号参数包括：振铡寸数、平均信号电平和有效值电压。图2常用信号特征参数的定义： 声发射信号处理分析是实现声发射源定性识别、定位判断和定量评价。AE 信号处理面临的最大难题，首先是AE源的多样性、信号本身的突发性和不确定
性。不同的AE源机制，可以产生完全不同的AE信号。其次，AE信号传输途径的影响。AE传感器所获得的信号至少是声源、传输介质、耦合介质和换能器响应等因素的综合结果。声发射信号在材料或结构中经多次反射、衰减以及波形转换后，其波形将发生很大畸变。声源发出的声波可以经多种路径到达传感器，因此，所探测到的声信号波形是不同路径到达传感器声波的叠加，使信号趋于复杂。此外，由于传感器本身的“振铃”效应，从而导致输出信号更加复杂。AE信号处理技术面临的另外两大困难是AE信号的微弱性和干扰噪声的多样性。声发射是以被动检测的方式用于动态监测，噪声干扰十分严重，外部干扰噪声可能远远大于AE信号。AE检测干扰噪声主要有：环境噪声、机械噪声和电子仪器干扰噪声等。这些噪声的主要时域特征是随机地分布在整个采样时间范围内，不仅影响信号采集速率，而且造成采集的数据非常庞大难以有效处理，很难保证AE监测的实时性。 2．2克服干扰噪声的常用方法： 在AE检测中，克服干扰噪声十分重要，也是AE信号的处理方法。常用的降噪的方法如下： (1)选择适当的工作频率。 (2)利用差动传感器。 (3)设置阈值或降低测试灵敏度。同时去除低于阈值的AE信号和噪声信号。 (4)在声源处阻止噪声发生。设备适当接地或屏蔽，噪声源和传感器问引入屏蔽或衰减介质。 (5)时间闸门。为抑制来自电源开关的噪声，测试电路仅在产生有用AE信号时才工作。 (6)负载控制闸门。采用电子闸门电路，仅在负荷接近最大值时才记录AE 数据，排除其他期间噪声干扰。 2．3 AE信号处理技术 2．3．1 AE信号参数分析：早期的声发射仪不具备对信号进行瞬态波形捕捉和实时处理的能力，因此信号分析中用得较多的是参数分析方法。尽管每个声发射参数都能提供与声发射源特征的相关信息，但声发射参数只是对声发射信号波形某个特征的描述，用其表征整个声发射源的特征具有局限性。参数分析方法
空间定位技术论文
空间定位技术与定位信息 学院： 专业： 学生姓名： 学号：
合成孔径雷达（InSAR） 合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）是一种高分辨率的二维成像雷达。它作为一种全新的对地观测技术，近20 年来获得了巨大的发展，现已逐渐成为一种不可缺少的遥感手段。与传统的可见光、红外遥感技术相比，SAR 具有许多优越性，它属于微波遥感的范畴，可以穿透云层甚至在一定程度上穿透雨区，而且具有不依赖于太阳作为照射源的特点。微波遥感还能在一定程度上穿透植被，可以提供可见光、红外遥感所得不到的某些新信息，使其具有全天候、全天时的观测能力，这是其它任何遥感手段所不能比拟的。 传统的SAR 技术只能获得目标的二维信息，它缺乏获取地面目标三维信息和监测目标微小形变的能力。通过将干涉测量技术与传统SAR 技术结合而形成的合成孔径雷达干涉技术（Synthetic Aperture Radar Interferometry，InSAR）提供了获取地面三维信息的全新方法。 一、InSAR技术基本原理 InSAR的原理是通过两副天线同时观测或通过一副天线两次平行观测，获取地面同一景观的复图像对，根据地面各点在两幅复图像中的相位差，得出各点在两次成像中微波的路程差，从而获得地面目标的三维信息。[1] 雷达数据干涉处理要满足几个条件[2]，第一，基线长度要满足相干的要求；第二，相干图像获取期间成像区变化要足够小；第三，将数据处理成SLC(单探视复数)格式。 InSAR 数据处理的核心算法包括SAR 图像配准、干涉相位图的生成和滤波、相位解缠、干涉基线参数确定或估计等。其数据处理流程和处理步骤可以概括如下： (1)获取满足InSAR处理条件的机载或星载雷达数据； (2)对每一频段数据按斜距坐标生成复数SAR图像； (3)根据两个复数图像，计算图像中每一个配准像元的相位差，即干涉相； (4)用相位解缠技术解2π模糊性； (5)将解缠过的相位差转换为地物高程角；
声发射技术发展概述
声发射技术发展概述 声发射技术发展概述 ? ?声发射和微震动都是自然界中随时发生的自然现象，尽管无法考证人们何时首次听到声发射，但逐如折断树技、岩石破碎和折断骨头等的断裂过程无疑是人们最早听到的声发射信号。可以十分肯定地推断“锡呜”是人们首次观察到的金属中的声发射现象，因为纯锡在塑性形变期间机械栾晶产生可听得到的声发射，而铜和锡的冶炼可追朔到公元前3700年。 现代的声发射技术的开始以Kaiser五十年代初在德国所作的研究工作为标志。他观察到铜、锌、铝、铅、锡、黄铜、铸铁和钢等金属和合金在形变过程中都有声发射现象。他最有意义的发现是材料形变声发射的不可逆效应即：“材料被重新加载期间，在应力值达到上次加载最大应力之前不产生声发射信号”。现在人们称材料的这种不可逆现象为“Kaiser效应”。Kaiser同时提出了连续型和突发型声发射信号的概念。 五十年代末，美国人Schofield和Tatro经大量研究发现金属塑性形变的声发射主要由大量位错的运动所引起[5], 而且还得到一个重要的结论, 即声发射主要是体积效应而不是表面效应。Tatro进行了导致声发射现象的物理机制方面的研究工作, 首次提出声发射可以作为研究工程材料行为疑难问题的工具, 并预言声发射在无损检测方面具有独特的潜在优势。 六十年代初，Green等人首先开始了声发射技术在无损检测领域方面的应用, Dunegan首次将声发射技术应用于压力容器方面的研究。在整个六十年代, 美国和日本开始广泛地进行声发射的研究工作, 人们除开展声发射现象的基础研究外, 还将这一技术应用于材料工程和无损检测领域。美国于1967
定位技术的发展及现代应用
定位技术的发展及现代应用 一、定位技术的发展 早在15世纪，人类开始探索海洋的时候，定位技术也随之催生。主要的定位方法是运用当时的航海图和星象图，确定自己的位子。 随着社会和科技的不断发展，对导航定位的需求已不仅仅局限于传统的航海、航空、航天和测绘领域。GPS作为常见的导航定位系统已经逐渐进入社会的各个角落。尤其在军事领域，对导航定位提出了更高的要求。导航定位的方法从早期的陆基无线电导航系统到现在常用的卫星导航系统，经历了80多年的发展，从少数的几种精度差、设备较庞大的陆基系统到现在多种导航定位手段共存，设备日趋小型化的发展阶段，在技术手段、导航定位精度、可用性等方面均取得质的飞越。 1.1陆基无线电导航系统 1.1.1 第一次世界大战期间 陆基无线电导航系统是从20世纪20年代第一次世界大战期间开始发展起来的。首先是应用在航海，逐渐扩展到航空领域。其技术手段主要是采用无线电信标。 舰船和飞机接受信标的发射信号，通过方向图调制测出与信标的方位，从而确定自身的航向。这时的导航主要侧重是侧向，定位能力比较差。 1.1.2 第二次世界大战及战后时期 第二次世界大战及后期，无线电导航定位系统飞速发展，出现了许多新的系统，并在不断发展，到目前大多系统仍在广泛使用。 这其中主要有罗兰-A（Loran-A）、罗兰-C（Loran-C）、台卡（Decca-A）、奥米伽系统、伏尔/测距器（DME）和塔康（Tacan）等。 （1）罗兰-A和罗兰-C 罗兰-A和罗兰-C的基本原理是发射脉冲信号，利用双曲线交会定位，20世
纪50年代末产生的罗兰-C在罗兰-A的基础上，对发射信号进行了改进，使得用户可以得到几百米量级的定位精度和微妙级的授时精度。目前各国已建成近100个发射台站，但仍不能覆盖全球。 （2）台卡和奥米伽 台卡也是一种双曲线，主要针对欧洲的海上用户。其精度和覆盖范围均不如罗兰-C。随着罗兰-C西北欧台链的建成，其永华逐渐减少。 奥米伽是针对以上几种系统存在的不能覆盖全球的问题而由美国在20世纪50年代中期研制的。采用低频连续波发射（10—14KHz）,双曲线定位。缺点是定位精度低、有多值性、数据率低和设备昂贵等。随着卫星导航定位系统的使用，奥米伽已于1997年关闭。 （3）伏尔+测距器（DME） 该系统主要针对航空用户研制。本质仍是一种甚高频全向信标，只能给飞机指示方位。所以，在1949年又将测距器纳入了系统中。测距器与伏尔信标置于一地，采用询问和应答的方式，能够为110架左右飞机提供距离测量的服务。（4）塔康（Tacan） 工作在L频段，采用脉冲体制，同时提供方位和距离坐标，具有设备小的优点，在航空导航欧较为广泛的应用。 1.2自主式导航 路基导航定位系统虽然具有价格低、可靠新高等优点，但它依赖于电磁波在空中的传播，系统的生存能力、抗干扰能力和抗欺骗能力较为薄弱。因此，自主导航也逐渐得到了发展。主要有惯性导航和多普勒导航两种。 1.2.1惯性导航 惯性导航系统（INS）是一种推算导航，20世纪60年代开始投入使用。是以惯性测量器件——陀螺为中心，通过测量载体的三维加速度。积分测速和测距，然后根据起点坐标推算载体当前坐标的一种定位方法。其优点是完全自主导航，缺点是精度随着距离和时间的退役逐渐降低，往往需要定期校准。 目前惯性导航系统一般都和卫星导航系统结合使用，利用卫星导航系统为其提供校准坐标。
声发射源的定位方法
2. 3声发射源定位方法 1.一维(线)定位 一维(线)定位就是在一维空间中确定声发射源的位置坐标,亦称直线定位法。线定位是声源定位中最简单的方法。一维定位至少采用两个传感器和单时差,是最为简单的时差定位方式,其原理见图2.3。 图2.3 —维定位法 Fig.2.3 AE 1-D localization 若声发射波源从Q 到达传感器21S S 和的时间差为t ?，波速为ν，则可得下式： t 21??=-νQS QS （2.9） 离两个传感器的距离差相等的轨迹为如图所示的一条双曲线。声发射源就位于此双曲线的某一点上。线定位仅提供波源的双曲线坐标,故还不属点定位,主要用于细长试样、长管道、线焊缝等一维元的检测。 2.二维(平面)定
图2.4 二维(平面)定位法 Fig.2.4 AE 2-D localization 二维定位至少需要三个传感器和两组时差,但为得到单一解一般需要四个传感器三组时差。传感器阵列可任意选择,但为运算简便,常釆用简单阵列形式,如三角形、方形、菱形等。近年来,任意三角形阵列及连续多阵列方式也得到应用。就原理而言,波源的位置均为两组或三组双曲线的交点所确定。由四个传感器构成的菱形阵列平面定位原理见图2.4。 若由传感器31S S 和间的时差X t ?所得双曲线为1，由传感器42S S 和间的时Y t ?所得双曲线为2，波源Q 离传感器31S S 和,42S S 和的距离分别为Y X L L 和,波速为ν，两组传感器间距分别为a 和b ，那么，波源就位于两条双曲线的交点()Y X Q , 上，其坐标可由下面方程求出： ???????????=??? ??-??? ??-?? ? ??=??? ??-??? ??-??? ??122b 2122a 222222222 22Y Y X X L X L Y L Y L X (2.10) 平面定位除了上述菱形定位方式外,常见的还有三角形定位、四边形定位、传感器任意布局定位等。传感器任意布局定位方式是用户在布置声发射传感器时不再受三角形、四边形的限制,而根据对象的实际需要随意布置传感器,而将传感器坐标位置输入计算机来定位。 3.三维(3D)空间定位
UWB定位技术应用
UWB定位技术应用 - 电力系统行业变电站方案 UWB定位技术在变电站安全区域监控的应用：跟踪运行人员位置，判断其是否超出安全区域) ◆UWB识别技术在变电站安全区域监控应用的解决方案 ◆定位实现方式 ◆三维空间定位的实际应用情况 ◆数据传输距离、测量范围、定位精度、抗干扰性 ◆支撑平台总体情况、开放性、对B/S、C/S架构的支持情况 ◆二次开发SDK包 ◆设备安装方式、数据传输频段（对变电站是否有影响） 定位系统采用超高频技术UWB，和同类产品相比，该系统具有部署简单，性价比高，精度高，可达7厘米，定位稳定不飘移，信号抗干扰能力强。是目前世界上最先进、定位精度最高的系统。 系统可使管理人员实时掌握各个区域人员的详细信息及数目；系统还能实现自动点算指定区域内人数，对区域内人员进行全程动态监控，大大降低管理人员的工作强度；同时，还可在定位系统覆盖的区域内设置多个危险边界，当巡检人员靠近危险边界时，系统能够自动发出报警信号，从而避免危险情况的发生。在遇到突发事件或紧急情况时，可通过人员定位系统迅速定位相关人员的所在位置，从而提高工作效率。 系统还可以与智能监控系统结合使用，可以为管理以及巡检工作的展开提供更加系统、便捷、高效的现代化手段。 相对比而言，GPS信号在建筑物内或者周围、在树木丛林中、以及视频摄像头附近很容易被阻挡。此外还易受天气和黑暗的影响。 需要了解以下信息： ●维度：2维平面（长X宽）、还是3维立体定位（长X宽X高）区域面积， ●定位精度； 例如：在120mX120m区域内，对进入变电站的巡检人员进行精确二维定位，定位精度为+/-30cm。 ●从参照点到移动人员/物体间是否有line-of-sight？ ●区域情况：开阔地，还是有障碍物、墙体？最好有照片。 ●位置更新速率； ●移动对象是物体、还是人？ ●移动人员/物体的最大、最小速度？ ●移动人员/物体的数目 ●系统需要完全无线、还是部分无线？参照点可以通过Ethernet电缆连接到主PC上吗？ ●环境电磁干扰强度； ●用户界面的具体需求；
声发射源辅助定位算法的研究及应用-北京声华
声发射源辅助定位算法的研究及应用 李赫，刘时风，董屹彪 北京声华兴业科技有限公司，北京 100012 摘 要：在实际的检测应用中，由于声发射技术具有可以对缺陷进行定位这一特点，经常配合超声、磁粉等检测技术共 同完成检测。常见的时差定位方法由于其算法复杂，同时又受许多易变量的影响，经常出现假点、错点的情况，实际应 用中常常受到限制。当声发射只需用来配合完成定位任务时，针对上述缺陷，通过引入标准声发射信号发生源辅助定位， 并提出了更加简单可靠的定位算法，从而实现储罐液面、罐底等环境下的精确定位。 关键词：声发射；定位；算法；储罐 Research and Application of Acoustic Emission Source Assisted Location Algorithm Li He, Liu Shifeng, Dong Yibiao Beijing Soundwel Technology Co.,Ltd. Beijing 100012, China Abstract: In the actual inspection applications, since acoustic emission technique can locate defects during detection, it is often be used in conjunction with ultrasound, magnetic and other detection technology. The common time difference locating method have complex algorithms and is always affected by multiple variables, which leads false-points interference. When the acoustic emission is used only to determine the location, we can introduce standard acoustic emission signal source to assist locating. We have achieved precise location by our simple and reliable location algorithm successfully. Keywords: Acoustic Emission, Location, Algorithm, Tank 0 引言 声发射检测作为无损检测的一种主要用于确定声发射源的部位；评定声发射源的活性和强度；分 析声发射源的性质；确定声发射发生的时间或载荷。对声发射源的定位是通过多通道声发射检测仪来 实现，根据采集信号种类不同分为突发信号定位与连续信号定位，连续声发射信号源定位主要用于带 压力的气液介质泄漏源的定位。突发信号中又分为时差定位与区域定位，区域定位是一种处理速度快， 简单而又粗略的定位方式。时差定位是经过对各个声发射通道信号到达时间差、波速和探头间距等参 数的测量及一定算法的运算来确定声源的位置或坐标，包括平面定位、柱面定位与球面定位等。时差 定位是一种精确而又复杂的定位方式，广泛用于试样和构件的检测。但它易丢失大量的低幅度信号， 其定位精度又受波速、衰减、波形和构件形状等许多易变量的影响，因而在实际应用中也受到种种限 制[1]。 当声发射只需用来配合完成定位任务时，针对上述各种声发射定位方法所受到的限制，通过引入 标准声发射信号发生源辅助定位，标准声发射信号发生器可提供声发射信号的发出时间，各通道传感 器只需接收到信号的到达时间，通过计算即可唯一确定声发射源的位置，避免了时差定位中出现的假 点、错点等情况。 1 声发射源辅助定位算法的研究 178
空间定位技术作业参考答案
研究生试卷 2013年— 2014年度第二学期 课程名称：空间定位技术评分：_________ 专业：测绘工程年级： 2013 研究生姓名: * * * 学号：********** 任课教师姓名： * * * 注意事项 1．答题必须写清题号； 2．字迹要清楚，保持卷面清洁； 3．试题随试卷交回； 4．考试课按百分制评分，考查课按5级分制评分； 5．阅完卷后，一周内将试卷、试题、成绩单由任课教师签名后，送有关部门。
合成孔径雷达干涉测量（InSAR） 摘要：本文主要介绍了合成孔径雷达干涉测量技术的发展简史、基本原理、及其3种基本模式，并且对其数据处理的基本步骤进行了概述。最后，还讲述合成孔径雷达干涉测量的主要应用，并对其未来发展进行了展望。 关键字：合成孔径雷达，合成孔径雷达干涉测量，微波遥感，影像 1.发展简史 合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）是一种高分辨率的二维成像雷达。它作为一种全新的对地观测技术，近20年来获得了巨大的发展，现已逐渐成为一种不可缺少的遥感手段。与传统的可见光、红外遥感技术相比，SAR 具有许多优越性，它属于微波遥感的范畴，可以穿透云层，甚至在一定程度上穿透雨区，而且具有不依赖于太阳作为照射源的特点，,具有全天候、全天时的观测能力，这是其它任何遥感手段所不能比拟的。微波遥感还能在一定程度上穿透植被，可以提供可见光、红外遥感所得不到的某些新信息。随着SAR 遥感技术的不断发展与完善，已经成功应用于地质、水文、海洋、测绘、环境监测、农业、林业、气象、军事等领域。 L. C. Graham 于1974 年最先提出了合成孔径雷达干涉测量（InSAR ）三维成像的概念，并用于金星测量和月球观察。后来Zebker、G. Fornaro及A. Pepe等做出了进一步的研究，以解决InSAR 处理系统中有关基线估计、SAR 图像配准、相位解缠和DEM 生成等方面的问题。自1991 年7 月欧空局发射载有C 波段SAR 的卫星ERS- 1 以来，极大地促进了有关星载SAR 的InSAR 技术研究与应用。由于有了优质易得的InSAR 数据源，大批欧洲研究者加入到这个领域，亚洲（主要是日本）的一些研究者也开展了这方面的研究。日本于1992 年2 月发射了JERS- 1，加拿大于1995 年初发射了RADARSAT，特别是1995 年ERS- 2 发射后，ERS- 1 和ERS- 2 的串联运行极大地扩展了利用星载SAR 干涉的机会，为InSAR 技术的研究提供了数据保证。目前用于InSAR 技术研究的数据来源主要有:ERS- 1/2、SIR- C/X SAR、RADARSAT、JERS- 1、TOPSAR 和SEASAT 等。 1979年9月，我国自行研制的第一台合成孔径雷达原理样机在实验室完成，并在试飞中获得我国第一批SAR 影像。1989年起国家科委设立了“合成孔径雷达遥感应用实验研究项目”，拉开了大规模雷达遥感研究的帷幕。目前国内外许多部门和科研机构正积极从事着InSAR 技术机理及其应用的研究，已经取得了许多成果，InSAR 技术的前景日益看好。
室内定位技术及应用
室内定位技术及应用 一、定位技术和应用分类 1.定位技术 如下图所示，目前在用的定位技术主要分为三种： 1）基于卫星网络的定位 包括GPS、伽利略、GLONASS和我国的北斗定位。 2）射频网络定位 包括运行商基站位置定位、蓝牙定位、红外定位、WIFI热点定位等。 3）基于传感器网络的定位 包括基于惯性传感器的定位、利用磁场定位、LIFI可见光通信定位、激光定位等 2.定位技术的应用 分两类： 1）室外应用 主要是用于导航、智慧物流等室外作业，活动范围广泛，便于接收卫星信号的领域。 2）室内应用 位置服务的相关技术和产业正从室外向室内发展，以提供无所不在的基于位置的服务。 包括作为室外定位技术的位置信息补盲（例如人员进入室内后的轨迹定位）、室内作业人员（甚至机器人、无人导引车等）位置跟踪与导向、室内关键物品固定位置的监控、轨道列车的导航和定位（包括信息服务等）。
二、室外定位 目前应用于室外定位的主流技术主要有卫星定位和基站定位两种。 1.卫星定位 卫星定位即是通过接收卫星提供的经纬度坐标信号来进行定位，卫星定位系统主要有：美国全球定位系(GPS)、俄罗斯格洛纳斯(GLONASS)、欧洲伽利略(GALILEO)系统、中国北斗卫星导航系统，其中GPS系统是现阶段应用最为广泛、技术最为成熟的卫星定位技术。 GPS全球卫星定位系统由三部分组成：空间部分、地面控制部分、用户设备部分。 空间部分是由24 颗工作卫星组成，均匀分布在6 个轨道面上（每个轨道面4 颗），卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到 4 颗以上的卫星，并能保持良好定位解算精度的几何图象； 控制部分主要由监测站、主控站、备用主控站、信息注入站构成，主要负责GPS卫星阵的管理控制； 用户设备部分主要是GPS接收机，主要功能是接收GPS卫星发射的信号，获得定位信息和观测量，经数据处理实现定位。 GPS的定位通过四颗已知位置的卫星来确定GPS接收器的位置。卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。而用户到卫星的距离则通过纪录卫星信号传播到用户所经历的时间，再将其乘以光速得到(由于大气层电离层的干扰，这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离，而是伪距）。 当GPS卫星正常工作时，会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码(简称伪码)发射导航电文。导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。然而，由于用户接受机使用的时钟与卫星星载时钟不可能总是同步，所以除了用户的三维坐标x、y、z外,还要引进一个变量t 即卫星与接收机之间的时间差作为未知数，然后用4个方程将这4个未知数解出来。所以如果想知道接收机所处的位置，至少要能接收到4个卫星的信号。如下图所示：
室内定位技术发展与应用研究
第 40卷第6期 测绘与空间地理信息 V 〇L40，N 〇.62017 年 6 月 GEOMATICS & SPATIAL INFORMATION TECHNOLOGY Jim.，2017 室内定位技术发展与应用研究 周源，刘禹鑫，林富明 (国家测绘地理信息局黑龙江基础地理信息中心，黑龙江哈尔滨150081) 摘 要 ：目前，全球卫星导航系统是获取室外环境位置信息最常用的技术手段，但由于卫星信号易被遮挡，并不 适用于室内或者高楼林立的复杂场合，因此，室内定位技术作为室外定位的有力补充迅速发展。本文通过介绍 目前主流室内定位方式及关键技术，结合室内定位技术的研究现状，深入挖掘了室内定位技术的潜在价值及广 阔前景，并提出具体创新应用方向，力求构建深层面的智慧位置平台。 关键词：室内定位；WI - F I ;定位数据；关键技术;应用前景；位置服务中图分类号：P 236 文献标识码：A 文章编号：1672 -5867(2017)06 -0054 -04 Research on the Development and Application of Indoor Positioning Technology ZHOU Yuan , LIU Yu -xin , LIN Fu - ming (Heilongjiang Geomatics Center of NASMG, Harbin 150081, China) Abstract ： At present , the Global Navigation Satellite System (GNSS ) is the most commonly used technical means accessing to outdoor environment location information , but the satellite signal is easily blocked and does not apply to the complex situations , such as indoor or high - rise buildings , so as the powerful supplement of outdoor positioning , indoor positioning technology is rapidly developing . Through the introduction of the method and key technology of current mainstream indoor positioning and combined with the research status of indoor positioning technology , the paper deeply digs the potential value and broad prospects of the indoor positioning technolo -gy , puts forward the specific innovation application , and strives to build the Smart Location Platform .Key words ： indoor positioning ； WI - FI ； location data ； key technology ； application prospect ； LBS 〇引言 随着人类社会的进步，人们越来越关注自身的精确 位置信息，以及兴趣点的定位与导航。GNSS 提供了有效 的室外定位手段，成为很多人的必备工具。但是卫星导 航也有它的不足:在高楼林立的城市区域以及大型场馆 的室内环境，卫星定位的精度会大幅降低，甚至无法定 位。随着人们对精准性和速度的要求越来越高，对室内 定位的需求也十分迫切，定位与位置服务“最后一公里”问题日益突出，室内定位凸显了其作用与价值。 常规的室内定位技术手段是:通过在室内有效布置 基站，用户凭借手机等工具在基站中产生包括距离和信 号强度等指纹特征，再根据多个基站的指纹交叉确定用 户的位置。目前，已经投入应用的基站类型包括Wi - Fi 、 收稿日期=2016 -08 -29 基金项目=2016年国家基础测绘科技计划项目测绘新技术系统开发与示范应用子课题室内外高精度无缝定位技术研究与智慧位置 示范系统构建(2016 KJ 0102)资助 作者简介:周源（1981 -)，男，吉林省吉林市人，工程师，硕士 ,2007年毕业于东北林业大学森林经理学专业，主要从事地理信息系 统研发、位置服务应用研究工作。 蓝牙、室内LED 灯、有源RFID 、UW B 等多种方式。此外， 有研究机构正积极开展基于多媒体的室内定位技术研 究，并获得初步成果。完善的室内定位技术，将是整合Wi -Fi 、蓝牙等基站数据的解算，配合手机或平板设备的陀 螺仪、摄像头、麦克风等自身硬件姿态参数，得出最终用 户位置，通过多种途径，实现室内条件下的精准定位。 1室内定位及应用关键技术 1.1主要室内定位方法 目前，室内定位技术百花齐放，除主流的Wi - Fi 、蓝 牙定位技术，还有红外线定位技术、超声波室内定位技 术、射频识别（RFID )室内定位技术、ZigBee 室内定位技 术、超宽带室内定位技术[1]。另外，基于计算机视觉、图 像、磁场以及信标等定位方式也已处于开发研究试验阶