Young Scientist School – 2016

Young Scientist School – 2016 ____________________________________________________________________ 8 позволяет говорить о новой разновидности локационных систем – пассивной сейсмической локации (ПСЛ). Вполне естественно, базовым теоретическим инструментом ПСЛ служит статистическая теория радиолокации. Наряду с пассивным характером, особенностями ПСЛ являются наличие в составе её оборудования большого (как правило) числа датчиков, соединённых с центром обработки посредством сети передачи данных, нестационарный и неоднородный характер сигналов с быстрыми изменениями их свойств как во времени, так и в пространстве, многолучевой характер распространения сейсмических сигналов и частотно-зависимые свойства среды распространения. Специфическими являются также помехи в ПСЛ, среди которых основная – сейсмический фон, представляющий собой суперпозицию большого числа колебаний, связанных с различными по мощности и по удалённости от точки регистрации воздействиями на грунт. Следствием суперпозиции является нормализация распределения сейсмического фона. Целью настоящей работы является исследование алгоритмов обнаружения и классификацию сейсмических объектов при наличии фона с использованием спектральных признаков. Принцип обнаружения сейсмических объектов на основе непараметрической статистики в частотной области Подход к построению алгоритма обнаружения сигнала может зависеть от назначения системы ПСЛ, поскольку структурные свойства сигналов определяются типом сейсмически активного объекта. Если предполагается использовать систему для обнаружения объекта определенного типа (когда наличие других типов исключается условиями применения), то алгоритмы обработки, в том числе и обнаружения, целесообразно максимально согласовать с характерными свойствами сейсмического сигнала, создаваемого данным объектом. Если же в роли источника сейсмического возмущения выступают объекты различных типов с различными свойствами сигналов (в том числе и структурными), то обработка должна быть универсальной, сохраняющей высокие характеристики качества независимо от типа наблюдаемого объекта. Рассмотрим обнаружение сигналов, образуемых на выходах сейсмических датчиков при движении одиночного человека [3]. В этом случае полезный сигнал представляет собой близкую к периодической последовательность импульсов. Примеры сигналов приведены на рис. 1: слева сильный сигнал, а справа – слабый. Огибающую сигнала в дискретном времени j , содержащего n импульсов длительности m отсчетов каждый, можно описать выражением:       . значениях других при , )( при , 0 1 j d T j d s j , где T - период следования импульсов (шагов); },1 ],1 1 1 [ { )( n k m- )T )T, (k- (k- j T      - множество моментов времени, включающее точки j , соответствующие участкам предполагаемого наличия сигнальных элементов (верхняя строка формулы); 1 0 1 0 , ( ) d d d d  – дисперсии наблюдаемого сигнала на участке импульсного воздействия шага и в промежутке между шагами соответственно. На пассивных участках (между импульсами шагов) сигнал обусловлен влиянием сейсмического фона, выступающего в роли помехи.