【技术实现步骤摘要】
鲁棒性微震/声发射源定位方法及系统
[0001]本专利技术涉及微震/声发射源定位
，尤其涉及一种鲁棒性微震/声发射源定位方法及系统。
技术介绍
[0002]随着浅层矿产资源的不断枯竭，矿产资源的开采逐渐向深部发展。地下岩体工程面临更高的地应力和开采扰动，更易诱发岩爆灾害，造成重大人员伤亡和财产损失。微震/声发射源定位手段则可以有效地监测和预警岩爆，为深部岩石破裂失稳机制研究提供必要的支持。学者们也提出了各种基于最小二乘估计及其变体的微震/声发射源定位方法，并在给定准确的波速以及到时测量情况下可以实现较好的定位结果。
[0003]然而在现实的工程实践中，波速测量误差是不可避免的。介质波速往往随着工程推进而动态变化，因此真实波速与预先测定的波速往往存在较大的偏差，并进一步导致严重的定位误差。此外，由于异常信号干扰、信道串扰、信号微弱和初至模糊、传播延迟以及传感器故障等，均会产生异常到时。并且由于最小二乘估计对误差的平方放大效应，定位精度在异常到时的影响下将产生严重的误差。
[0004]因此，在现实工程实际中...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种鲁棒性微震/声发射源定位方法，其特征在于：步骤如下：首先，从未知波速v系统下的n个到时数据中随机选择m个，得到组到时数据；根据不同的到时组合构建到时差方程，并采用线性迭代方法计算各个方程的解；接着，筛除包含虚根以及波速v为0的解，得到微震/声发射源坐标的样本集；然后，利用DBSCAN算法将样本集进行聚类，得到多个簇；再找到包含微震/声发射源坐标最多的簇，并统计该簇中源坐标计算所使用的各到时的频次，根据传感器的使用频次筛选出正常到时数据，由此筛选得到正常到时组合；最后，根据筛选出的正常到时组合，重新采用线性迭代方法计算微震/声发射源坐标，得到最优的定位结果。2.根据权利要求1所述的鲁棒性微震/声发射源定位方法，其特征在于：具体包括如下步骤：S1、假设一个包含n个传感器S
i
(i＝1，2，
…
，n)且波速v未知的三维定位系统，各传感器接收的到时数据表示为t
i
(i＝1，2，
…
，n)，从n个到时数据中随机选择m个，可产生个到时组合；其中5≤m＜n
‑
ω，ω为异常到时个数，ω≥0；当m＝6时，以其中一组随机选择的到时组合t
i
(i＝1，2，3，4，5，6)为例，可构建微震/声发射源的到时差方程，如下所示：其中，t
i，1
为传感器S
i
与S1之间的到时差，t
i，1
＝t
i
‑
t1；D
i，1
为传感器S
i
与S1之间的距离之差，D
i，1
＝D
i
‑
D1，x，y和z为微震/声发射源的坐标；x
i
，y
i
和z
i
为微震/声发射传感器S
i
的坐标；S2、观测到时差与计算到时差之间的偏差称为方程残差，其残差方程表示为：S3、将上述残差方程进行一阶线性展开，并表示为矢量形式，如下所示：ε≈gΔθ；其中，其中，其中，Δx，Δy，Δz，Δv代表微震/声发射源坐标和波速的修正项；
S4、通过最小化加权方程残差，得到：其中，W为方程权重，通过θ＝θ+Δθ更新初始值，反复迭代获得最终的声发射源坐标；其中θ为微震/声发射源坐标x，y，z以及波速v的向量形式，上标T代表矩阵或向量的转置；S5、通过上述步骤可以获得组微震/声发射源坐标，排除存在虚根或波速为0的坐标，得到微震/声发射源坐标的样本集Ω＝{θ1，θ2，...，θ
m
}；S6、利用无监督学习的DBSCAN算法将所示样本集Ω进行聚类，得到多个簇，用参数(∈，minpts)来设置约束条件，其中，参数∈代表邻域搜索半径，被设置为监测尺寸的1％～2％；minpts代表∈
‑
邻域内的最小源坐标个数，被设置为未知量个数加1的值；S7、根据所述DBSCAN算法的聚类结果找到包含源坐标最多的簇，然后统计该簇中微震/声发射源坐标计算所使用的各到时的频次Count
i
，i＝1，2，
…
，n，当某个到时的使用频次Count
i
大于某一设定数值时，认为...
【专利技术属性】
技术研发人员：芮艺超，周子龙，赵聪聪，蔡鑫，蓝日彦，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：
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