CN111505735A - 一种地震观测仪器的参数测量方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本说明书一个或多个实施例提供一种地震观测仪器的参数测量方法、装置及系统，包括：在标准仪器与至少一台待测仪器在测试平台上进行测试的过程中，获取所述标准仪器输出的电压信号，与各待测仪器输出的电压信号；对所述标准仪器和各待测仪器输出的电压信号进行预处理，得到预处理后的电压信号；根据标准仪器的预处理后的电压信号，计算所述测试平台的振动速度信号；根据各待测仪器的预处理后的电压信号和所述测试平台的振动速度信号，计算各待测仪器的传感参数。本实施例能够实现多台地震观测仪器的传感参数的测量，无需反复调试仪器，大幅提高测量效率。
Description
技术领域
本说明书一个或多个实施例涉及地震观测仪器技术领域，尤其涉及一种地震观测仪器的参数测量方法、装置及系统。
背景技术
地震观测仪器是地震观测领域的常用精密仪器，地震观测仪器的传感参数是影响输出信号精度的重要因素，传感参数需要在出厂之前准确的测量出来。利用振动台测试法能够测量地震观测仪器的传感参数，但是受振动台台面面积和负载能力的限制，一次只能测试一台仪器，且每个分向的测量都需要挪动、调试仪器，费时费力，测量效率低。
发明内容
有鉴于此，本说明书一个或多个实施例的目的在于提出一种地震观测仪器的参数测量方法、装置及系统，能够实现多台地震观测仪器的传感参数的测量，无需反复调试仪器，提高测量效率。
基于上述目的，本说明书一个或多个实施例提供了一种地震观测仪器的参数测量方法，包括：
在标准仪器与至少一台待测仪器在测试平台上进行测试的过程中，获取所述标准仪器输出的电压信号，与各待测仪器输出的电压信号；
对所述标准仪器和各待测仪器输出的电压信号进行预处理，得到预处理后的电压信号；
根据标准仪器的预处理后的电压信号，计算所述测试平台的振动速度信号；
根据各待测仪器的预处理后的电压信号和所述测试平台的振动速度信号，计算各待测仪器的传感参数。
可选的，对输出的电压信号进行预处理，得到预处理后的电压信号，包括：
对所述电压信号进行传递函数波动校正处理，得到校正处理后的电压信号；
按照预设的频带，对所述校正处理后的电压信号进行零相移带通滤波处理，得到滤波处理后的电压信号作为所述预处理后的电压信号。
可选的，所述地震观测仪器为倾斜悬挂型地震观测仪器，所述根据标准仪器的预处理后的电压信号，计算所述测试平台的振动速度信号，包括：
求取包括U分向、V分向、W分向三分向灵敏度的灵敏度矩阵的逆与标准仪器的预处理后的电压信号的积，得到三分向的输入振动速度信号；
求取包括三分向方向角和三分向倾角的投影矩阵的逆与所述输入振动速度信号的积，得到所述测试平台的X分向、Y分向、Z分向三分向的振动速度信号；
计算坐标转换矩阵与X分向、Y分向、Z分向三分向的振动速度信号的积，得到所述测试平台的振动速度信号。
可选的，根据各待测仪器的预处理后的电压信号和所述测试平台的振动速度信号，计算各待测仪器的传感参数，包括：
将所述待测仪器的预处理后的电压信号划分成预定段的分段电压信号；
根据各分段电压信号和所述测试平台的振动速度信号，计算对应的分段传感参数；
根据所有的分段传感参数，确定所述待测仪器的传感参数。
可选的，将所述待测仪器的预处理后的电压信号划分成预定段的分段电压信号，包括：
按照预设的窗口长度N、窗口重叠长度K，将所述待测仪器的预处理后的电压信号分成M段分段电压信号，每段电压信号的长度为N。
可选的，根据各分段电压信号和所述测试平台的振动速度信号，计算对应的分段传感参数，包括：
构造目标函数，求解所述目标函数的最优解，作为所述分段传感参数，所述目标函数为：
其中，N为所述分段电压信号的长度，ui为所述分段电压信号，ui`(s`,α`,β`)为根据所述测试平台的振动速度信号计算得到的待测仪器输出的电压信号。
可选的，根据所有的分段传感参数，确定所述待测仪器的传感参数，包括：
将所有的分段传感参数按照从大到小的顺序排序，从中选取中位值作为待测分向的传感参数；
计算所有的分段传感参数的标准差作为测试精度；
当判断所述测试精度小于设定的测试有效值时，将选取出的传感参数作为测试结果。
本说明书还提供一种地震观测仪器的参数测量装置，包括：
信号获取模块，用于在标准仪器与至少一台待测仪器在测试平台上进行测试的过程中，获取所述标准仪器输出的电压信号，与每个待测仪器输出的电压信号；
预处理模块，用于对所述标准仪器和各待测仪器输出的电压信号进行预处理，得到预处理后的电压信号；
平台参数计算模块，用于根据标准仪器的预处理后的电压信号，计算所述测试平台的振动速度信号；
传感参数计算模块，根据各待测仪器的预处理后的电压信号和所述测试平台的振动速度信号，计算各待测仪器的传感参数。
本说明书还提供一种地震观测仪器的参数测量系统，包括测试平台、地震数据采集器及所述参数测量装置。
可选的，所述测试平台为保持水平状态的石板，在大地微振动作用下，所述石板能够产生与大地微振动高度一致的微振动。
从上面所述可以看出，本说明书一个或多个实施例提供的一种地震观测仪器的参数测量方法、装置及系统，包括：在标准仪器与至少一台待测仪器在测试平台上进行测试的过程中，获取标准仪器输出的电压信号，与各待测仪器输出的电压信号；对标准仪器和各待测仪器输出的电压信号进行预处理，得到预处理后的电压信号；根据标准仪器的预处理后的电压信号，计算测试平台的振动速度信号；根据各待测仪器的预处理后的电压信号和测试平台的振动速度信号，计算各待测仪器的传感参数。本实施例能够实现多台地震观测仪器的传感参数的测量，无需反复调试仪器，大幅提高测量效率。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书一个或多个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本说明书一个或多个实施例的测量方法流程示意图；
图2为本说明书一个或多个实施例的信号预处理方法流程示意图；
图3为本说明书一个或多个实施例的测量装置的结构框图；
图4为本说明书一个或多个实施例的测量系统的结构框图；
图5为本说明书一个或多个实施例的电子设备的结构框图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
需要说明的是，除非另外定义，本说明书一个或多个实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书一个或多个实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
如图1所示，本说明书一个或多个实施例提供的地震观测仪器的参数测量方法，包括：
S101：在标准仪器与至少一台待测仪器在测试平台上进行测试的过程中，获取标准仪器输出的电压信号，与每个待测仪器输出的电压信号；
本实施例中，选定一台已经准确测定出传感参数的地震观测仪器作为标准仪器，将标准仪器与至少一台待测仪器(待测的地震观测仪器)放置于测试平台上进行测试，测试过程中，采集标准仪器与各待测仪器输出的电压信号，用于后续处理。
本实施例中，地震观测仪器为倾斜悬挂型地震观测仪器，倾斜悬挂型地震观测仪器包括用于感测U分向运动的U分向摆体、用于感测V分向运动的V分向摆体和用于感测W分向运动的W分向摆体，三个摆体沿120度均匀安装于基板上。对于倾斜悬挂型地震观测仪器，其传感参数包括U分向、V分向、W分向三个分向的灵敏度、三个分向的方向角和三个分向的倾角。
倾斜悬挂型地震观测仪器的U分向摆体、V分向摆体、W分向摆体分别输出的U分向、V分向、W分向三个分向的电压信号，需经过坐标变换处理，以获得X分向、Y分向、Z分向三个分向的电压信号。U分向、V分向、W分向三个分向的传感参数决定了经坐标变换后的X分向、Y分向、W分向三个分向的传感参数，因此，在倾斜悬挂型地震观测仪器出厂之前，必须对其U分向、V分向、W分向三个分向的传感参数进行精确测量。
一些实施方式中，测试平台是保持水平状态的石板，石板通过支脚稳定放置于地面，测试平台上设置用于精确调节水平状态的水平调节装置，能够将测试平台的水平度调节达到千分之一以上，在大地微振动作用下，石板能够产生与大地微振动高度一致的微振动，从而为地震观测仪器提供测试条件。可选的，测试平台由花岗岩制成，测试平台的长宽高尺寸为1000×1000×100毫米，能够同时承载测试20台地震观测仪器，测试平台的材料和尺寸可以灵活配置，本说明书不做具体限定。
测试过程中，将标准仪器和多台待测仪器放置于测试平台上，连续测试18小时以上，在测试过程中，通过地震数据采集器同步采集标准仪器输出的电压和各待测仪器输出的电压信号。一些方式中，在测试过程中，选取仪器工作稳定、环境相对安静、近场干扰小的时间段内的电压信号进行后续处理，以提高测试精确度，例如，选取测试6小时以上、连续1小时之内所采集的电压信号进行后续处理，以得到仪器的传感参数。
S102：对标准仪器和各待测仪器输出的电压信号进行预处理，得到预处理后的电压信号；
本实施例中，对标准仪器输出的电压信号和各待测仪器输出的电压信号进行预处理，得到对应的预处理后的电压信号。其中，对电压信号进行预处理包括：对电压信号进行传递函数波动校正处理，得到校正处理后的电压信号，以消除传递函数波动对电压信号造成的影响；按照预设的频带，对校正处理后的电压信号进行零相移带通滤波处理，得到滤波处理后的电压信号作为预处理后的电压信号，以消除相位失真影响，提高信号精度。
S103：根据标准仪器的预处理后的电压信号，计算测试平台的振动速度信号；
S104：根据各待测仪器的预处理后的电压信号和测试平台的振动速度信号，计算各待测仪器的传感参数。
本实施例中，地震观测仪器将感测的振动转换为电压信号输出，即，仪器输出的电压信号和测试平台的振动信号有关。先根据已知传感参数的标准仪器的预处理后的电压信号，计算出测试平台的振动速度信号，然后，根据各待测仪器的预处理后的电压信号和计算得到的测试平台的振动速度信号，计算得到每个待测仪器的传感参数，从而实现各待测仪器的传感参数的测量。
本实施例中，利用测试平台测试对多台待测仪器进行测试，测试过程中，获取标准仪器和各待测仪器输出的电压信号，对电压信号进行预处理，得到预处理后的电压信号，提高信号精度；之后，根据标准仪器的预处理后的电压信号，计算测试平台的振动速度信号，再根据计算得到的测试平台的振动速度信号和各待测仪器的预处理后的电压信号，计算得到各待测仪器的传感参数，能够实现多台待测仪器的传感参数测量，且测试过程中，无需反复调试仪器，大幅题述测量效率。
以下结合实施例对本说明书的参数测量方法进行详细说明。
如图2所示，本实施例中，所述步骤S102中，对标准仪器和各待测仪器输出的电压信号进行预处理，得到预处理后的电压信号，包括：
S201：对标准仪器和各待测仪器输出的电压信号进行传递函数波动校正处理，得到校正处理后的电压信号；
本实施例中，对电压信号进行传递函数波动校正处理，包括：对电压信号进行傅里叶变换，得到频域电压信号；对频域电压信号进行二阶传递函数校正处理，得到校正后的频域电压信号；对校正后的频域电压信号进行傅里叶逆变换，得到经过传递函数波动校正后的电压信号。
其中，二阶传递函数校正公式为：
式中，X(ω)为频域电压信号，ω为角频率，Y(ω)为校正后的频域电压信号，H0(ω)为二阶传递函数，其公式为：
式中，D0为地震观测仪器的工作阻尼系数，ω0为地震观测仪器的工作自振角频率，两个参数均可利用现有的测量方法测量得到。
S202：按照预设的频带，对校正处理后的电压信号进行零相移带通滤波处理，得到预处理后的电压信号。
一些实施方式中，预设中心频率f0和频带倍频程宽度w，计算通带的低端频率fl和高端频率fh，计算公式为：
计算巴特沃斯(Butterworth)滤波器的滤波器参数，巴特沃斯滤波器的滤波器参数计算方法为现有技术，本说明书不进行详细说明。
利用该滤波参数的巴特沃斯滤波器对校正处理后的电压信号进行正向、反向二次滤波实现零相移带通滤波，得到预处理的电压信号；其中，零相移带通滤波方法为常用滤波方法，本说明书不对其原理及过程进行详细说明。
本实施例中，所述步骤S103中，根据标准仪器的预处理后的电压信号，计算测试平台的振动速度信号，包括：
测试平台的振动速度信号可表示为：
Vuvw＝TP-1S-1U (4)
其中，
式中，Vuvw是测试平台的振动速度矢量，vu为U分向的振动速度分量，vv为V分向的振动速度分量，vw为W分向的振动速度分量。
T为坐标变换矩阵，表示为：
P为投影矩阵，表示为：
式中，αu、αv、αw分别为U分向、V分向、W分向三个分向的方向角，βu、βv、βw为U分向、V分向、W分向三个分向的倾角，对于标准仪器，其三分向的方向角和三分向的倾角均为已知参数。
S为灵敏度矩阵，表示为：
式中，su、sv、sw分别为U分向、V分向、W分向三个分向的灵敏度，对于标准仪器，其三个分向的灵敏度均为已知参数。
U为标准仪器的预处理后的电压信号，表示为：
式中，uu为U分向摆体的预处理后的电压信号，uv为V分向摆体的预处理后的电压信号、uw为W分向摆体的预处理后的电压信号。
在测试过程中，地震观测仪器将测点的振动信号转换为电压信号输出，也可以说，地震观测仪器输出的电压信号是仪器的灵敏度与测点所在观测方向(例如U分向、V分向、W分向)上振动速度的积。根据公式(4)-(9)，先求取灵敏度矩阵S的逆与电压信号的积，即是各分向的电压信号除以相应分向的灵敏度，得到各分向的输入振动速度信号；之后，求取投影矩阵P的逆与输入振动速度信号的积，得到测试平台的X分向、Y分向、Z分向的振动速度信号；然后，计算坐标转换矩阵T与X分向、Y分向、Z分向的振动速度信号的积，得到测试平台的振动速度信号Vuvw。
本实施例中，所述步骤S104中，根据各待测仪器的预处理后的电压信号，以及测试平台的振动速度信号，计算各待测仪器的传感参数，包括：
将待测仪器的预处理后的电压信号划分成预定段的分段电压信号，根据各分段电压信号和测试平台的振动速度信号，计算对应的分段传感参数，根据所有的分段传感参数，计算待测仪器的传感参数。
一些实施例中，按照预设的窗口长度N、窗口重叠长度K，将待测仪器的预处理后的电压信号分成M段分段电压信号，每段电压信号的长度为N；根据分段电压信号和测试平台的振动速度信号，计算每段电压信号对应的分段传感参数，共得到M组分段传感参数。
一些方式中，可利用无约束的最优化方法计算分段传感参数。具体的，对于每个待测仪器的任意一个待测分向的摆体，根据公式(4)所示测试平台的振动速度信号，计算得到待测仪器输出的电压信号为：
式中，s`为待测分向的灵敏度变量，α`为待测分向的方向角变量，β`为待测分向的倾角变量。
构造以下目标函数：
式中，N为分段电压信号的长度，ui为待测仪器的预处理后的电压信号(分段电压信号)，ui`(s`,α`,β`)为公式(10)所示计算得到的待测仪器输出的电压信号。
对于以上目标函数，利用无约束的最优化方法求得目标函数的最优解，该最优解对应最小的一组分段传感参数，将最优解作为待测仪器的该待测分向的一组分段传感参数。一些方式中，可利用现有的最优化方法求解目标函数，本实施例不对最优化方法进行详细说明。
利用上述方法，计算得到待测仪器的某个待测分向的所有分段传感参数，将所有分段传感参数按照从大到小的顺序排序，从中选取中位值作为该待测分向的传感参数，计算所有分段传感参数的标准差作为测试精度，当判断测试精度小于设于的测试有效值时，确定本次测试结果可靠，可将选取出的传感参数作为测试结果，若测试精度大于等于测试有效值，测试结果不可靠，需要重新测试。
对地震观测仪器的每个分向的传感参数，均按照上述过程计算求解传感参数，直至每个分向的测试结果均可靠有效，最终测量得到三个分向的传感参数，包括U分向、V分向、W分向三个分向的灵敏度、三个分向的方向角、三个分向的倾角，共三组九个参数，测量得到待测仪器的传感参数。
按照上述方法过程，可同时测量多台待测仪器的传感参数，无需人工调试仪器，测量结果可靠准确，大幅提升测量效率。
本实施例中，在测试平台上对多台待测仪器进行传感参数的测量，测试过程中，采集获取各待测仪器输出的电压信号和标准仪器输出的电压信号，对电压信号进行预处理得到预处理后的电压信号，根据标准仪器的预处理后的电压信号，计算得到测试平台的振动速度信号，根据各测试仪器的预处理后的电压信号和测试平台的振动速度信号，计算得到各测试仪器的三分向的传感参数，利用本实施例的参数测量方法，能够同时测量多台待测仪器的传感参数，无需人工反复调试仪器，大幅提升测量效率，且测量结果准确可靠。
需要说明的是，本说明书一个或多个实施例的方法可以由单个设备执行，例如一台计算机或服务器等。本实施例的方法也可以应用于分布式场景下，由多台设备相互配合来完成。在这种分布式场景的情况下，这多台设备中的一台设备可以只执行本说明书一个或多个实施例的方法中的某一个或多个步骤，这多台设备相互之间会进行交互以完成所述的方法。
上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
如图3所示，本说明书实施例还提供一种地震观测仪器的参数测量装置，包括：
信号获取模块，用于在标准仪器与至少一台待测仪器在测试平台上进行测试的过程中，获取标准仪器输出的电压信号，与每个待测仪器输出的电压信号；
预处理模块，用于对标准仪器和各待测仪器输出的电压信号进行预处理，得到预处理后的电压信号；
平台参数计算模块，用于根据标准仪器的预处理后的电压信号，计算测试平台的振动速度信号；
传感参数计算模块，根据各待测仪器的预处理后的电压信号，以及测试平台的振动速度信号，计算各待测仪器的传感参数。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本说明书一个或多个实施例时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
上述实施例的装置用于实现前述实施例中相应的方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
如图4所示，本说明书实施例还提供一种地震观测仪器的参数测量系统，包括测试平台、地震数据采集器和参数测量装置，标准仪器和至少一个待测仪器安装于测试平台上，标准仪器和各待测仪器的信号输出端与地震数据采集器的信号输入端相连接，地震数据采集器将采集的标准仪器和各待测仪器的模拟电压信号转换为数字电压信号，将数字电压信号传输至参数测量装置；参数测量装置根据获取的标准仪器和各待测仪器的数字电压信号进行处理，得到各待测仪器的传感参数，本实施例的参数测量系统能够实现同步测量多台待测仪器的传感参数，测量效率高，测量结果准确。
图5示出了本实施例所提供的一种更为具体的电子设备硬件结构示意图，该设备可以包括：处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040和总线1050。其中处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040通过总线1050实现彼此之间在设备内部的通信连接。
处理器1010可以采用通用的CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、微处理器、应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、或者一个或多个集成电路等方式实现，用于执行相关程序，以实现本说明书实施例所提供的技术方案。
存储器1020可以采用ROM(Read Only Memory，只读存储器)、RAM(Random AccessMemory，随机存取存储器)、静态存储设备，动态存储设备等形式实现。存储器1020可以存储操作系统和其他应用程序，在通过软件或者固件来实现本说明书实施例所提供的技术方案时，相关的程序代码保存在存储器1020中，并由处理器1010来调用执行。
输入/输出接口1030用于连接输入/输出模块，以实现信息输入及输出。输入输出/模块可以作为组件配置在设备中(图中未示出)，也可以外接于设备以提供相应功能。其中输入设备可以包括键盘、鼠标、触摸屏、麦克风、各类传感器等，输出设备可以包括显示器、扬声器、振动器、指示灯等。
通信接口1040用于连接通信模块(图中未示出)，以实现本设备与其他设备的通信交互。其中通信模块可以通过有线方式(例如USB、网线等)实现通信，也可以通过无线方式(例如移动网络、WIFI、蓝牙等)实现通信。
总线1050包括一通路，在设备的各个组件(例如处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040)之间传输信息。
需要说明的是，尽管上述设备仅示出了处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040以及总线1050，但是在具体实施过程中，该设备还可以包括实现正常运行所必需的其他组件。此外，本领域的技术人员可以理解的是，上述设备中也可以仅包含实现本说明书实施例方案所必需的组件，而不必包含图中所示的全部组件。
本实施例的计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本说明书一个或多个实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本说明书一个或多个实施例难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本说明书一个或多个实施例难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本说明书一个或多个实施例的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本公开的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本说明书一个或多个实施例。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
尽管已经结合了本公开的具体实施例对本公开进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。
本说明书一个或多个实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种地震观测仪器的参数测量方法，其特征在于，包括：
在标准仪器与至少一台待测仪器在测试平台上进行测试的过程中，获取所述标准仪器输出的电压信号，与各待测仪器输出的电压信号；
对所述标准仪器和各待测仪器输出的电压信号进行预处理，得到预处理后的电压信号；
根据标准仪器的预处理后的电压信号，计算所述测试平台的振动速度信号；
根据各待测仪器的预处理后的电压信号和所述测试平台的振动速度信号，计算各待测仪器的传感参数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对输出的电压信号进行预处理，得到预处理后的电压信号，包括：
对所述电压信号进行传递函数波动校正处理，得到校正处理后的电压信号；
按照预设的频带，对所述校正处理后的电压信号进行零相移带通滤波处理，得到滤波处理后的电压信号作为所述预处理后的电压信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述地震观测仪器为倾斜悬挂型地震观测仪器，所述根据标准仪器的预处理后的电压信号，计算所述测试平台的振动速度信号，包括：
求取包括U分向、V分向、W分向三分向灵敏度的灵敏度矩阵的逆与标准仪器的预处理后的电压信号的积，得到三分向的输入振动速度信号；
求取包括三分向方向角和三分向倾角的投影矩阵的逆与所述输入振动速度信号的积，得到所述测试平台的X分向、Y分向、Z分向三分向的振动速度信号；
计算坐标转换矩阵与X分向、Y分向、Z分向三分向的振动速度信号的积，得到所述测试平台的振动速度信号。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据各待测仪器的预处理后的电压信号和所述测试平台的振动速度信号，计算各待测仪器的传感参数，包括：
将所述待测仪器的预处理后的电压信号划分成预定段的分段电压信号；
根据各分段电压信号和所述测试平台的振动速度信号，计算对应的分段传感参数；
根据所有的分段传感参数，确定所述待测仪器的传感参数。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，将所述待测仪器的预处理后的电压信号划分成预定段的分段电压信号，包括：
按照预设的窗口长度N、窗口重叠长度K，将所述待测仪器的预处理后的电压信号分成M段分段电压信号，每段电压信号的长度为N。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据各分段电压信号和所述测试平台的振动速度信号，计算对应的分段传感参数，包括：
构造目标函数，求解所述目标函数的最优解，作为所述分段传感参数，所述目标函数为：
其中，N为所述分段电压信号的长度，ui为所述分段电压信号，ui`(s`,α`,β`)为根据所述测试平台的振动速度信号计算得到的待测仪器输出的电压信号。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所有的分段传感参数，确定所述待测仪器的传感参数，包括：
将所有的分段传感参数按照从大到小的顺序排序，从中选取中位值作为待测分向的传感参数；
计算所有的分段传感参数的标准差作为测试精度；
当判断所述测试精度小于设定的测试有效值时，将选取出的传感参数作为测试结果。
8.一种地震观测仪器的参数测量装置，其特征在于，包括：
信号获取模块，用于在标准仪器与至少一台待测仪器在测试平台上进行测试的过程中，获取所述标准仪器输出的电压信号，与每个待测仪器输出的电压信号；
预处理模块，用于对所述标准仪器和各待测仪器输出的电压信号进行预处理，得到预处理后的电压信号；
平台参数计算模块，用于根据标准仪器的预处理后的电压信号，计算所述测试平台的振动速度信号；
传感参数计算模块，根据各待测仪器的预处理后的电压信号和所述测试平台的振动速度信号，计算各待测仪器的传感参数。
9.一种地震观测仪器的参数测量系统，其特征在于，包括测试平台、地震数据采集器及权利要求8所述的参数测量装置。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述测试平台为保持水平状态的石板，在大地微振动作用下，所述石板能够产生与大地微振动高度一致的微振动。
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| CN202010320310.7A CN111505735A (zh) | 2020-04-22 | 2020-04-22 | 一种地震观测仪器的参数测量方法、装置及系统 |
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| CN111505735A true CN111505735A (zh) | 2020-08-07 |
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