ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СИГНАЛОВ ФОНА И ОБЪЕКТА В ПАССИВНОЙ СЕЙСМИЧЕСКОЙ ЛОКАЦИИ

Главная

Статья в Elpub

РУС ENG

Вопросы радиоэлектроники. 2018; : 73-78

ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СИГНАЛОВ ФОНА И ОБЪЕКТА В ПАССИВНОЙ СЕЙСМИЧЕСКОЙ ЛОКАЦИИ

Морозов Ю. В., Райфельд М. А., Спектор А. А.

https://doi.org/10.21778/2218-5453-2018-4-73-78

Аннотация

В настоящей работе предложена модель сейсмического сигнала человека с фоном для исследования характеристик систем пассивной сейсмической локации. Проанализированы известные модели на основе импульсов Габора и Берлаге, которые не позволяют в полной мере учитывать статистические свойства сейсмических сигналов. Основой предложенной модели является почти периодический характер сейсмических сигналов, гауссовский характер внутриимпульсных флюктуаций, случайное изменение амплитуд от импульса к импульсу и относительно небольшие флюктуации положения отдельных импульсов. Процедура моделирования состоит из прохождения белого шума через линейный формирующий фильтр, характеристики которого формируются по реальным сигналам шагов человека, и модуляции первичной последовательности импульсов гауссовскими функциями. Модель позволяет управлять отношением сигнал/шум после приведения его к единице, а также сдвигами импульсов, чтобы учесть неравномерность шагов человека. Показано, что модель сейсмического сигнала человека с фоном по своим свойствам соответствует экспериментальным данным.

Список литературы

1. Райфельд М. А., Соколова Д. О., Спектор А. А. Пассивная сейсмическая локация: аппаратное и базовое программное обеспечение // Вычислительные технологии. 2016. Т. 21. № 1. С. 116–126.

2. Теория обнаружения сигналов / П. С. Акимов, П. А. Бакут, В. А. Богданович и др. М.: Радио и связь, 1984. 440 с.

3. Алямкин С. А., Еременко С. И. Алгоритм распознавания пешехода на основе анализа автокорреляционной функции сейсмического сигнала // Автометрия. 2011. Т. 47. № 2. С. 26–32.

4. Костенко К. В., Шевцов В. Ф. Классификация объектов в сейсмических системах охраны // Информационно-управляющие системы. 2009. № 3. С. 2–6.

5. Бокс Дж., Дженкинс Г. Анализ временных рядов. Прогноз и управление. М.: Мир, 1974. Вып. 1. 406 с.

6. Фазочастотный алгоритм прослеживания сейсмических сигналов с управляемой протяженностью функции качества / П. В. Иванченков, А. М. Кочегуров, Н. С. Хунг, О. В. Орлов // Научный вестник НГТУ. 2014. № 4. С. 59–68.

7. Рабинович Е. В., Ганчин К. С., Пупышев И. М., Шефель Г. С. Модель сейсмического импульса, возникающего при гидравлическом разрыве пласта // Математические структуры и моделирование. 2014. № 4 (32). С. 105–111.

8. Применение разреженной аппроксимации и методов кластеризации для описания структуры временных рядов акустической эмиссии / А. А. Афанасьева, О. О. Луковенкова, Ю. В. Марапулец, А. Б. Тристанов // Цифровая обработка сигналов. 2013. № 2. С. 30–34.

9. Филатова С. Г. Оценка длительностей импульсов в сейсмическом сигнале от шагов человека // Доклады Академии наук высшей школы Российской Федерации, 2015. № 2 (27). С. 128–136.

10. Соколова Д. О. Совместная обработка сигналов группы датчиков в сейсмической системе наблюдения: сборник научных трудов. Новосибирск: НГТУ, 2007. № 4. С. 39–44.

Issues of radio electronics. 2018; : 73-78

NOISE AND TARGET SIGNALS SIMULATION IN PASSIVE SEISMIC LOCATION SYSTEMS

Morozov Yu. V., Rajfeld M. A., Spektor A. A.

https://doi.org/10.21778/2218-5453-2018-4-73-78

Abstract

The paper proposes the model of a person seismic signal with noise for the investigation of passive seismic location system characteristics. The known models based on Gabor and Berlage pulses have been analyzed. These models are not able wholly to consider statistical properties of seismic signals. The proposed model is based on almost cyclic character of seismic signals, Gauss character of fluctuations inside a pulse, random amplitude change from pulse to pulse and relatively small fluctuation of separate pulses positions. The simulation procedure consists of passing the white noise through a linear generating filter with characteristics formed by real steps of a person, and the primary pulse sequence modulation by Gauss functions. The model permits to control the signal-to-noise ratio after its reduction to unity and to vary pulse shifts with respect to person steps irregularity. It has been shown that the model of a person seismic signal with noise agrees with experimental data.

References

1. Raifel'd M. A., Sokolova D. O., Spektor A. A. Passivnaya seismicheskaya lokatsiya: apparatnoe i bazovoe programmnoe obespechenie // Vychislitel'nye tekhnologii. 2016. T. 21. № 1. S. 116–126.

2. Teoriya obnaruzheniya signalov / P. S. Akimov, P. A. Bakut, V. A. Bogdanovich i dr. M.: Radio i svyaz', 1984. 440 s.

3. Alyamkin S. A., Eremenko S. I. Algoritm raspoznavaniya peshekhoda na osnove analiza avtokorrelyatsionnoi funktsii seismicheskogo signala // Avtometriya. 2011. T. 47. № 2. S. 26–32.

4. Kostenko K. V., Shevtsov V. F. Klassifikatsiya ob\"ektov v seismicheskikh sistemakh okhrany // Informatsionno-upravlyayushchie sistemy. 2009. № 3. S. 2–6.

5. Boks Dzh., Dzhenkins G. Analiz vremennykh ryadov. Prognoz i upravlenie. M.: Mir, 1974. Vyp. 1. 406 s.

6. Fazochastotnyi algoritm proslezhivaniya seismicheskikh signalov s upravlyaemoi protyazhennost'yu funktsii kachestva / P. V. Ivanchenkov, A. M. Kochegurov, N. S. Khung, O. V. Orlov // Nauchnyi vestnik NGTU. 2014. № 4. S. 59–68.

7. Rabinovich E. V., Ganchin K. S., Pupyshev I. M., Shefel' G. S. Model' seismicheskogo impul'sa, voznikayushchego pri gidravlicheskom razryve plasta // Matematicheskie struktury i modelirovanie. 2014. № 4 (32). S. 105–111.

8. Primenenie razrezhennoi approksimatsii i metodov klasterizatsii dlya opisaniya struktury vremennykh ryadov akusticheskoi emissii / A. A. Afanas'eva, O. O. Lukovenkova, Yu. V. Marapulets, A. B. Tristanov // Tsifrovaya obrabotka signalov. 2013. № 2. S. 30–34.

9. Filatova S. G. Otsenka dlitel'nostei impul'sov v seismicheskom signale ot shagov cheloveka // Doklady Akademii nauk vysshei shkoly Rossiiskoi Federatsii, 2015. № 2 (27). S. 128–136.

10. Sokolova D. O. Sovmestnaya obrabotka signalov gruppy datchikov v seismicheskoi sisteme nablyudeniya: sbornik nauchnykh trudov. Novosibirsk: NGTU, 2007. № 4. S. 39–44.

ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СИГНАЛОВ ФОНА И ОБЪЕКТА В ПАССИВНОЙ СЕЙСМИЧЕСКОЙ ЛОКАЦИИ

Аннотация

NOISE AND TARGET SIGNALS SIMULATION IN PASSIVE SEISMIC LOCATION SYSTEMS

Abstract

События