本发明专利技术涉及一种地震测量终端的空间姿态和运动状态识别方法，属于减灾防灾领域。其步骤为：①测量得到持续时间为t的地震测量终端的三轴加速度信号、三轴角速度信号和三轴方向的磁感应强度信号，并把这些信号发送给分析模块；0.1≤t≤10秒。②分析模块对地震测量终端的三轴加速度信号、三轴角速度信号和三轴方向的磁感应强度信号进行分析，得到地震测量终端的空间姿态和运动状态。③若地震测量终端为不可测量运动状态，则暂停t1时间后，重复执行步骤①至步骤③的操作；其中，t1≥3秒。本发明专利技术提出的方法与已有技术相比较，具有如下优点：解决了地震测量终端在测量时处于运动过程中而引起的测量误差；同时解决了地震测量终端在测量时处于非水平状态而引起的测量误差。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，属于减灾防灾领 域。
技术介绍
目前地震预警方法大都是在一定区域内布设多个地震计。地震计放在基岩上或其 他稳定的基础上，以减少非地震产生的环境震动的干扰。专利《一种地震测量终端预警地震 系统》（专利【申请号】2015101125333)提出一种成本低、预测准确，并且快速向民众传播地 震信息的地震测量终端预警地震系统。该系统在预警区域范围内，包含1个数据中心和多 个地震测量终端1。在预警过程中，数据中心根据数据处理子中心建立方法，从地震测量终 端1中动态挑选出部分地震测量终端1，将其设置为地震测量终端2,地震测量终端2也称 为数据处理子中心。地震测量终端1和地震测量终端2内有三轴加速度计、三轴陀螺仪和 磁力计，可以满足测量需要，但考虑到地震测量终端日常使用中会有较为复杂的运动状态 和空间姿态，当其运动状态及空间姿态不满足正常的地震监测条件（例如终端处于摔落、 急剧运动、突然被拿起等影响准确测量振动的状态），其加速度传感器测量的振动信号不全 是由地震产生，便会出现测量误差。因此确定地震测量终端的运动状态及空间姿态是一项 很重要的工作。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出。 本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。 本专利技术的，所述地震测量终端 包括：三轴加速度计、三轴陀螺仪、磁力计和分析模块；其特征在于：其具体操作步骤为： 步骤1 :通过三轴加速度计、三轴陀螺仪和磁力计测量得到持续时间为t的地震测 量终端的三轴加速度信号、三轴角速度信号和三轴方向的磁感应强度信号，并把这些信号 发送给分析模块。其中，0.1 < t < 10秒。 步骤2 :分析模块对地震测量终端的三轴加速度信号、三轴角速度信号和三轴方 向的磁感应强度信号进行分析，得到地震测量终端的空间姿态和运动状态。 所述地震测量终端的空间姿态为地震测量终端分别与地磁坐标系三轴的夹角，分 别用符号 α，β，γ表不。 所述地震测量终端的运动状态包括：可测量运动状态和不可测量运动状态。 步骤2中所述识别地震测量终端的空间姿态和运动状态的方法具体为： 第2. 1步：分析模块分析时间段t内测量的三轴角速度信号。如果三轴角速度信 号在时间t内均小于预先设定的角速度阈值（用符号ω表示），〇. 01 < ω < 100弧度/ 秒（rad/s)，则认为地震测量终端处于可测量运动状态；否则，进行第2. 2步的操作。 第2. 2步：分析模块分析时间段t内测量的三轴加速度信号和三轴方向的磁感应 强度信号，得到时间段t内地震测量终端分别与地磁坐标系三轴的夹角α，β，γ随时间变 化的3条曲线。当地震测量终端分别与地磁坐标系三轴的夹角α，β，γ随时间t的3条曲 线峰值均小于预先设定的阈值（用符号△ α表示）时，则认为地震测量终端处于可测量运 动状态，将得到的地震测量终端空间姿态用于计算地震测量终端的加速度信号特征；否则， 认为地震测量终端处于不可测量运动状态。其中，Δ α < 180度。 步骤2. 2中所述加速度信号特征包括：纵向加速度信号到达时间、纵向加速度信 号到达后3秒内的信号、纵向加速度信号到达后3秒内的信号频谱图、纵向加速度信号峰 值、横向加速度信号到达时间、横向加速度信号到达后3秒内的信号、横向加速度信号到达 后3秒内的信号频谱图、横向加速度信号峰值和τ。值。所述纵向加速度信号为地震P波 信号；所述横向加速度信号为地震S波信号。所述τ。值通过公式（1)计算得到，其中，τ。 =3s〇【主权项】1. ，所述地震测量终端包括：三轴 加速度计、三轴陀螺仪、磁力计和分析模块；其特征在于：其具体操作步骤为： 步骤1:通过三轴加速度计、三轴陀螺仪和磁力计测量得到持续时间为t的地震测量终 端的三轴加速度信号、三轴角速度信号和三轴方向的磁感应强度信号，并把这些信号发送 给分析模块；其中，〇.Kt< 10秒； 步骤2 :分析模块对地震测量终端的三轴加速度信号、三轴角速度信号和三轴方向的 磁感应强度信号进行分析，得到地震测量终端的空间姿态和运动状态； 所述地震测量终端的空间姿态为地震测量终端分别与地磁坐标系三轴的夹角，分别用 符号a，0，y表不； 所述地震测量终端的运动状态包括：可测量运动状态和不可测量运动状态； 步骤3 :若地震测量终端为不可测量运动状态，则暂停h时间后，重复执行步骤1至步 骤3的操作；其中，3秒。2. 如权利要求1所述的，其特征在 于：步骤2中所述识别地震测量终端的空间姿态和运动状态的方法具体为： 第2. 1步：分析模块分析时间段t内测量的三轴角速度信号；如果三轴角速度信号在 时间t内均小于预先设定的角速度阈值《，0. 01彡《彡100弧度/秒（rad/s)，则认为地 震测量终端处于可测量运动状态；否则，进行第2. 2步的操作； 第2. 2步：分析模块分析时间段t内测量的三轴加速度信号和三轴方向的磁感应强度 信号，得到时间段t内地震测量终端分别与地磁坐标系三轴的夹角a，0，Y随时间变化的 3条曲线；当地震测量终端分别与地磁坐标系三轴的夹角a，0，Y随时间t的3条曲线峰 值均小于预先设定的阈值△a时，则认为地震测量终端处于可测量运动状态，将得到的地 震测量终端空间姿态用于计算地震测量终端的加速度信号特征；否则，认为地震测量终端 处于不可测量运动状态；其中，〇 <Aa< 180度。3. 如权利要求2所述的，其特征在 于：步骤2. 2中所述加速度信号特征包括：纵向加速度信号到达时间、纵向加速度信号到达 后3秒内的信号、纵向加速度信号到达后3秒内的信号频谱图、纵向加速度信号峰值、横向 加速度信号到达时间、横向加速度信号到达后3秒内的信号、横向加速度信号到达后3秒内 的信号频谱图、横向加速度信号峰值和t。值；所述纵向加速度信号为地震P波信号；所述 横向加速度信号为地震S波信号；所述T。值通过公式（1)计算得到，其中，T。= 3S;其中，Ts;u(t)是随时间t变化的加速度彳目号；是对 u(t)的差分。【专利摘要】本专利技术涉及，属于减灾防灾领域。其步骤为：①测量得到持续时间为t的地震测量终端的三轴加速度信号、三轴角速度信号和三轴方向的磁感应强度信号，并把这些信号发送给分析模块；0.1≤t≤10秒。②分析模块对地震测量终端的三轴加速度信号、三轴角速度信号和三轴方向的磁感应强度信号进行分析，得到地震测量终端的空间姿态和运动状态。③若地震测量终端为不可测量运动状态，则暂停t1时间后，重复执行步骤①至步骤③的操作；其中，t1≥3秒。本专利技术提出的方法与已有技术相比较，具有如下优点：解决了地震测量终端在测量时处于运动过程中而引起的测量误差；同时解决了地震测量终端在测量时处于非水平状态而引起的测量误差。【IPC分类】G01V1-18【公开号】CN104808240【申请号】CN201510202306【专利技术人】张力, 杨军, 黄日恒 【申请人】中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所【公开日】2015年7月29日【申请日】2015年4月24日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种地震测量终端的空间姿态和运动状态识别方法，所述地震测量终端包括：三轴加速度计、三轴陀螺仪、磁力计和分析模块；其特征在于：其具体操作步骤为：步骤1：通过三轴加速度计、三轴陀螺仪和磁力计测量得到持续时间为t的地震测量终端的三轴加速度信号、三轴角速度信号和三轴方向的磁感应强度信号，并把这些信号发送给分析模块；其中，0.1≤t≤10秒；步骤2：分析模块对地震测量终端的三轴加速度信号、三轴角速度信号和三轴方向的磁感应强度信号进行分析，得到地震测量终端的空间姿态和运动状态；所述地震测量终端的空间姿态为地震测量终端分别与地磁坐标系三轴的夹角，分别用符号α,β,γ表示；所述地震测量终端的运动状态包括：可测量运动状态和不可测量运动状态；步骤3：若地震测量终端为不可测量运动状态，则暂停t1时间后，重复执行步骤1至步骤3的操作；其中，t1≥3秒。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：张力，杨军，黄日恒，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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