Реферат: Сейсмические средства охранной сигнализации

где Ь₂ - линейный коэффициент затухания.

Математическая модель сейсмического сигнала. Типовые реализации сигналов, возникающих при движении человека через зону обнаружения со скоростью 1 м/с и 4 м/с, приведены на рис.4. Сигналы представляют собой импульсные последовательности. Флюктуации амплитуды импульсов объясняются наличием неровностей рельефа, неоднородностями поверхностного покрова и т.п. Огибающая всей импульсной последовательности определяется скоростью изменения расстояния между точкой воздействия на грунт и местом установки сейсмоприемника.

На рис.5 приведены мгновенные спектры сигналов при движении человека со скоростью 0,5 м/с на расстоянии 1 м от СП по дорожке с травяным покровом, по грунтовой дороге с твердым покровом и по асфальтовой дорожке. Ширина спектров сигналов по уровню - 20 дБ составляет соответственно 83 Гц, 92 Гц и 98 Гц, т.е. уменьшается при наличии мягкого поверхностного покрова. Таким образом, экспериментально подтверждается зависимость ширины спектра от состояния поверхностного покрова земли. Мягкая поверхность способствует формированию сигнала со спектром, максимум которого смещается от 50 Гц в низкочастотную область. Однако в большинстве случаев, характерных для охраны объектов, сигнал имеет ширину спектра от 55 до 100 Гц. Наличие отдельных локальных минимумов в спектрах объясняется отражениями сигналов от неоднородностей в грунте и последующим сложением прямого и отраженного сигналов в точке установки СП.

Обобщая результаты анализа процессов, происходящих при формировании сигнала на выходе сейсмоприемника, запишем его выражение для однородного грунта с твердой поверхностью. Полезный сигнал) можно описать выражением

где N - количество шагов в зоне обнаружения; - начальная фаза; - функция, описывающая огибающую пачки импульсов. Принято считать, что начальные фазы импульсов cp_si являются независимыми случайными величинами, имеющими равномерное распределение от 0 до. Функцияможет быть определена из анализа спектра сигнала.

Помехи в ССО.

1-й тип - стационарная помеха во времени и пространстве.

К этому типу помехи следует отнести реализации геосейсмического фона, которые сохраняют свою стационарность в течение периода времени более часа и имеют широкий спектр. Такой тип помехи присутствует всегда, поэтому обнаружить другой тип помехи и полезный сигнал можно лишь при условии, что они отличаются своими статистическими свойствами от помехи 1-го типа. Учитывая, что точность пересекаемого рубежа 300...500 м, можно построить многоканальную систему, состоящую из 40...50 сосредоточенных каналов, по данным из которых во времени и пространстве проверяются гипотезы об однородности выборки из генеральной совокупности. При выборе обрабатывающих алгоритмов обнаружения здесь могут быть полезны как параметрические критерии, так и непараметрические.

Выбор того или другого критерия может быть обоснован статистическими свойствами геосейсмического шума, действующего в данном географическом районе в определенное время суток.

К стационарной во времени и пространстве помехе следует отнести и наличие снежного покрова до 1 м и, промерзание грунта до 1 м. Такой тип помехи действует длительное время и практически однороден по всему пространству. Априори этот тип помехи должен вызывать ослабление сигнала и изменение его спектрального состава. Методы борьбы с помехой типа геосейсмический фон плюс

снежный покров и/или промерзание грунта остаются теми же самыми, что и при действии одиночного геосейсмического шума, но предполагается значительное уменьшение предельной дальности обнаружения.

II - й тип - нестационарная в пространстве и стационарная во времени помеха. К этому типу помех следует отнести помехи, действующие длительное или постоянное время в определенном месте охраняемого рубежа, а именно:

линии электропередачи, расположенные на расстоянии более 100 м от рубежа;

качание ветвей, травы, кустарника и деревьев на рубеже;

волнение моря до 6 баллов и удаление от кромки воды на расстояние более 30 м;

движение железнодорожного электрифицированного транспорта на расстоянии более 500 м от рубежа;

движение колесного автотранспорта;

шум, вызванный жизнедеятельностью населенных пунктов с числом жителей до 10 тыс. и удаленных от рубежа на расстояние более 500 м.

Действие такой помехи может быть либо априори известным, либо обнаружено при сравнении статистических свойств сигналов по времени и пространству ранее перечисленными критериями.

При действии одновременно помех 1-го и 11-го типов значительный интерес представляет определение частотного диапазона действующей помехи, возможность ее ослабления за счет временной фильтрации, а также изучение скоростных параметров волн - помех с целью применения пространственной фильтрации.

Полезным методом борьбы с помехами 11-го типа может явиться компенсационный способ, позволяющий по измеренным внешним параметрам изменить порог обнаружения или непосредственно компенсировать помеху.

III - й тип - нестационарная во времени и стационарная в пространстве помеха. К этому типу следует отнести помехи, действующие на значительной части охраняемого рубежа в течение определенного промежутка времени, а именно:

пролет авиатранспортных средств - как винтомоторных, так и реактивных - на высоте не менее 1000 м над рубежом;

песчано-пылевые бури со скоростью потока до 30 м/с;

осадки в виде дождя интенсивностью до 40 мм/ч;

осадки в виде снега интенсивностью до 10 мм/ч;