Способ определения координат эпицентра ожидаемого землетрясения



Способ определения координат эпицентра ожидаемого землетрясения
Способ определения координат эпицентра ожидаемого землетрясения
Способ определения координат эпицентра ожидаемого землетрясения
Способ определения координат эпицентра ожидаемого землетрясения

 


Владельцы патента RU 2423730:

Сергеева Валентина Георгиевна (RU)
Дикарев Виктор Иванович (RU)
Рыбкин Леонид Всеволодович (RU)
Журкович Виталий Владимирович (RU)
Михайлов Виктор Анатольевич (RU)

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для определения координат эпицентра ожидаемых землетрясений, горных ударов и контроля электромагнитной обстановки в сейсмоопасной зоне земной коры с борта летательного аппарата. Сущность: преобразуют по частоте в измерительном канале принимаемое электромагнитное излучение. Периодически измеряют в точке наблюдения напряженность электромагнитного поля. Определяют разностный сигнал двух последовательных измерений. Интегрируют разностный сигнал. Делят разностный сигнал на проинтегрированный разностный сигнал, сравнивают полученное значение с заданным пороговым значением. В случае если полученное значение превышает пороговое, перемножают преобразованное по частоте электромагнитное излучение с электромагнитными излучениями, принимаемыми в четырех пеленгационных каналах. Выделяют гармонические сигналы на частоте гетеродина, измеряют между ними и напряжением гетеродина фазовые сдвиги. По измеренным фазовым сдвигам определяют фазовым методом в двух взаимно перпендикулярных плоскостях направления на эпицентр ожидаемого землетрясения. При этом приемные антенны измерительного и пеленгационных каналов размещают в виде несимметричного геометрического креста, в пересечении которого помещают приемную антенну измерительного канала. Сдвигают по фазе на +90° напряжение гетеродина, используют его для дополнительного преобразования по частоте принимаемого электромагнитного излучения. Сдвигают по фазе на +90° дополнительно преобразованное по частоте электромагнитное излучение, суммируют его с основным преобразованным по частоте электромагнитным излучением. Перемножают полученное суммарное электромагнитное излучение с принимаемым электромагнитным излучением. Выделяют напряжение на частоте гетеродина, детектируют его и используют в качестве управляющего сигнала для разрешения дальнейшей обработки суммарного электромагнитного излучения. При этом гармонические сигналы на частоте гетеродина, выделяемые в первом и втором, третьем и четвертом пеленгационных каналах, перемножают между собой. Выделяют гармонические сигналы на удвоенной частоте гетеродина, измеряют между ними и напряжением гетеродина удвоенной частоты разности разностей фаз. Формируют с использованием разности разностей фаз грубые, но однозначные шкалы отсчета углов. Технический результат: увеличение диапазона однозначного измерения углов при малой длине грубых измерительных баз. 4 ил.

 

Предлагаемые способ и устройство относятся к геофизике и могут быть использованы для определения координат эпицентра ожидаемых землетрясений, горных ударов и контроля электромагнитной обстановки в сейсмоопасной зоне земной коры с борта летательного аппарата.

В прогнозировании землетрясений известны способы и устройства, основанные на использовании электромагнитных явлений, предшествующих и сопровождающих землетрясения (авт. свид. СССР №499.543, 913.311, 1.080.095, 1.171.737, 1.193.620; патенты РФ №1.806.095, 2.037.162, 2.106.001, 2.172.968; патенты США №4.193.072, 4.884.030; патент ФРГ №1.548.490; Электромагнитные предвестники землетрясений. Под ред. М.А.Садовского. М., 1982, с.60-80 и другие).

Из известных способов и устройств наиболее близкими к предлагаемым являются «Способ определения координат эпицентра ожидаемого землетрясения» (патент РФ №2.172.968, G01V 9/00, 2000) и устройство для его осуществления, которые и выбраны в качестве базовых объектов.

Известные способ и устройство используют фазовый метод пеленгации области возмущения с помощью пяти приемных антенн, расположенных в виде несимметричного геометрического креста. Способ и устройство инвариантны к нестабильности частоты, так как пеленгация области возмущения электромагнитного поля осуществляется на стабильной частоте гетеродина. Кроме того, за счет использования неподвижных антенн значительно упрощается техническая реализация способа на борту летательного аппарата. При этом меньшие базы d1 и d3 образуют грубые, но однозначные шкалы пеленгации, а большие базы d7=d1+d2 и d8=d3+d4 - точные, но неоднозначные шкалы пеленгации:

d1/λ<1/2<d7/λ, d3/λ<1/2<d8/λ.

Однако в ряде случаев при больших диапазонах однозначного измерения углов α и β грубые базы d1 и d3 могут быть столь малы, что на них физически невозможно разместить две антенны.

В таких случаях возможно образование грубых шкал косвенным методом. Имеются две пары измерительных неравных баз (фиг.2), d1 и d2, d3 и d4, на каждой из которых измеряются фазовые сдвиги:

Δφ121, Δφ231;

Δφ341, Δφ451.

Измерение разности разностей фаз

Δφp1=Δφ2-Δφ1, Δφp2=Δφ4-Δφ3

эквивалентно измерению фазовых сдвигов на измерительных базах, длина которых

d5=d2-d1, d6=d4-d3.

Таким образом, выбирая разности баз d5 и d6 достаточно малыми, можно обеспечить формирование соответствующих грубых измерительных баз.

Технической задачей изобретения является увеличение диапазона однозначного измерения углов при малой длине грубых измерительных баз.

Поставленная задача решается тем, что способ определения координат эпицентра ожидаемого землетрясения, основанный, в соответствии с ближайшим аналогом, на преобразовании по частоте в измерительном канале принимаемого электромагнитного излучения, периодическом производстве в точке наблюдения не менее двух последовательных измерений напряженности электромагнитного поля, определении разностного сигнала двух последовательных измерений, интегрировании разностного сигнала, делении разностного сигнала на проинтегрированный разностный сигнал, сравнении полученного значения с заданным пороговым значением и в случае превышения заданного порогового значения перемножении преобразованного по частоте электромагнитного излучения с принимаемыми в четырех пеленгационных каналах электромагнитными излучениями, выделении гармонических сигналов на частоте гетеродина, измерении между ними и напряжением гетеродина фазовых сдвигов, по которым определяют фазовым методом в двух взаимно перпендикулярных плоскостях направления на эпицентр ожидаемого землетрясения, при этом приемные антенны измерительного и пеленгационных каналов размещают в виде несимметричного геометрического креста, в пересечении которого помещают приемную антенну измерительного канала, сдвигают по фазе на +90° напряжение гетеродина, используют его для дополнительного преобразования по частоте принимаемого в измерительном канале электромагнитного излучения, сдвигают по фазе на +90° дополнительно преобразованное по частоте электромагнитное излучение, суммируют его с основным преобразованным по частоте электромагнитным излучением, перемножают полученное суммарное электромагнитное излучение с принимаемым электромагнитным излучением, выделяют напряжение на частоте гетеродина, детектируют его и используют в качестве управляющего сигнала для разрешения дальнейшей обработки суммарного электромагнитного излучения, отличается от ближайшего аналога тем, что гармонические сигналы на частоте гетеродина, выделяемые в первом и втором, третьем и четвертом пеленгационных каналах, перемножают между собой, выделяют гармонические сигналы на удвоенной частоте гетеродина, измеряют между ними и напряжением гетеродина удвоенной частоты разности разностей фаз

Δφp1=Δφ1-Δφ2, Δφp2=Δφ3-Δφ4,

формируют с использованием разности разностей фаз грубые, но однозначные шкалы отсчета углов, при этом измерение разности разностей фаз Δφp1 и Δφp2 эквивалентно измерению фазовых сдвигов на измерительных базах, длина которых

d5=d2-d1 и d6=d4-d3

при условии выполнения неравенств

d5/λ<1/2<d7/λ, d6/λ<1/2<d8/λ,

где d7=d1+d2, d8=d3+d4.

Поставленная задача решается тем, что устройство для определения координат эпицентра ожидаемого землетрясения, содержащее, в соответствии с ближайшим аналогом, один измерительный и четыре пеленгационных канала, при этом измерительный канал состоит из последовательно включенных приемной антенны, приемного устройства, первого смесителя, второй вход которого соединен с первым выходом гетеродина, первого усилителя промежуточной частоты, сумматора, перемножителя, второй вход которого соединен с выходом приемного устройства, узкополосного фильтра, амплитудного детектора, второго ключа, второй вход которого соединен с выходом сумматора, измерителя напряженности электромагнитного поля, линии задержки, блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом измерителя напряженности электромагнитного поля, блока интегрирования, блока деления, второй вход которого соединен с выходом блока вычитания, блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока формирования эталонного напряжения, вычислительного устройства и блока индикации, последовательно подключенных к второму выходу гетеродина первого фазовращателя на +90°, второго смесителя, второй вход которого соединен с выходом приемного устройства, второго усилителя промежуточной частоты и второго фазовращателя на +90°, выход которого соединен с вторым входом сумматора, каждый пеленгационный канал состоит из последовательно включенных приемной антенны, приемного устройства, смесителя, второй вход которого через первый ключ соединен с выходом второго ключа и вычислительного устройства, и узкополосного фильтра, к выходу узкополосного фильтра второго пеленгационного канала последовательно подключены фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом узкополосного фильтра первого пеленгационного канала, и блок регистрации, к выходу узкополосного фильтра четвертого пеленгационного канала последовательно подключены фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом узкополосного фильтра третьего пеленгационного канала, и блок регистрации, первый и третий пеленгационные каналы содержат последовательно включенные фазовый детектор и блок регистрации, приемные антенны измерительного и пеленгационных каналов размещены в виде несимметричного геометрического креста, в пересечении которого помещена приемная антенна измерительного канала, отличается от ближайшего аналога тем, что оно снабжено шестым и седьмым перемножителями, шестым и седьмым узкополосными фильтрами, удвоителем фазы, причем к выходу узкополосного фильтра первого пеленгационного канала последовательно подключены шестой перемножитель, второй вход которого соединен с выходом узкополосного фильтра второго пеленгационного канала, и шестой узкополосный фильтр, выход которого подключен к первому входу фазового детектора, второй вход которого через удвоитель фазы соединен с первым выходом гетеродина, к выходу узкополосного фильтра третьего пеленгационного канала последовательно подключены седьмой перемножитель, второй вход которого соединен с выходом узкополосного фильтра четвертого пеленгационного канала, и седьмой узкополосный фильтр, выход которого подключен к первому входу фазового детектора, второй вход которого через удвоитель фазы соединен с первым выходом гетеродина.

Структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ, представлена на фиг.1. Взаимное положение приемных антенн изображено на фиг.2. Геометрическая схема расположения приемных антенн на борту летательного аппарата показана на фиг.3. Частотная диаграмма, поясняющая принцип образования дополнительных каналов приема, изображена на фиг.4.

Устройство содержит один измерительный и четыре пеленгационных канала.

Измерительный канал состоит из последовательно включенных приемной антенны 1, приемного устройства 2, первого смесителя 3, второй вход которого соединен с первым выходом гетеродина 4, первого усилителя 5 промежуточной частоты, сумматора 44, перемножителя 45, второй вход которого соединен с выходом приемного устройства 2, узкополосного фильтра 46, амплитудного детектора 47, второго ключа 48, второй вход которого соединен с выходом сумматора 44, измерителя 6 напряженности электромагнитного поля, линии 7 задержки, блока 8 вычитания, второй вход которого соединен с выходом измерителя 6 напряженности электромагнитного поля, блока 9 интегрирования, блока 10 деления, второй вход которого соединен с выходом блока 8 вычитания, блока 11 сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока 12 формирования эталонного напряжения, вычислительного устройства 13 и блока 14 индикации. К выходу приемного устройства 2 последовательно подключены второй смеситель 41, второй вход которого через первый фазовращатель 40 на +90° соединен с вторым выходом гетеродина 4, второй усилитель 42 промежуточной частоты и второй фазовращатель 43 на +90°, выход которого соединен со вторым входом сумматора 44.

Каждый пеленгационный канал состоит из последовательно включенных приемной антенны 15 (16, 17, 18), приемного устройства 19 (20, 21, 22), перемножителя 23 (24, 25, 26), второй вход которого через первый ключ 27 соединен с выходом второго ключа 48 и вычислительного устройства 13, и узкополосного фильтра 28 (29, 30, 31). К выходу узкополосного фильтра 29 (31) последовательно подключены фазовый детектор 33 (39), второй вход которого соединен с выходом узкополосного фильтра 28 (30), и блок 35 (37) регистрации. К выходу узкополосного фильтра 28 (30) последовательно подключены перемножитель 49 (50), второй вход которого соединен с выходом узкополосного фильтра 29 (31), узкополосный фильтр 51 (52), фазовый детектор 32 (38), второй вход которого через удвоитель 53 фазы соединен с первым выходом гетеродина 4, и блок 34 (36) регистрации.

Если в качестве летательного аппарата используется самолет, то приемные антенны 1, 15-17 располагаются на фюзеляже снизу, а приемная антенна 18 - на левом крыле (фиг.3, а).

Если в качестве летательного аппарата используется космический аппарат (объект), то используются специальные панели, аналогичные солнечным панелям, которые после вывода космического аппарата на орбиту раскрываются и располагаются по направлению к поверхности Земли (фиг.3, б).

Приемные антенны 1, 15-18, поднятые над поверхностью Земли, например, с помощью летательного аппарата и размещенные в виде несимметричного геометрического креста (фиг.2), принимают электромагнитные излучения:

l1(t)=Ec*Cos[2π(fc±Δf)t+φ1],

l2(t)=Ec*Cos[2π(fc±Δf)t+φ2],

l3(t)=Ec*Cos[2π(fc±Δf)t+φ3],

l4(t)=Ec*Cos[2π(fc±Δf)t+φ4],

l5(t)=Ec*Cos[2π(fc±Δf)t+φ5], 0≤t≤τc,

где Ес, fc, φ15, τc - амплитуда, частота, начальные фазы и длительность электромагнитных излучений;

±Δf - нестабильность несущей частоты электромагнитного излучения, обусловленная различными дестабилизирующими факторами.

Регистрацию электромагнитных излучений производят приемными устройствами 2, 19-22. Зарегистрированное электромагнитное излучение l1(t) с выхода приемного устройства 2 поступает на первые входы смесителей 3 и 41, на вторые входы которых подаются напряжения гетеродина 4 соответственно:

UГ1(t)=υг*Cos(2πfгt+φг),

UГ2(t)=υг*Cos(2πfгt+φг+90°).

На выходе смесителей 3 и 41 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителями 5 и 42 выделяются напряжения промежуточной (разностной) частоты:

Uпр1(t)=υпр*Cos[2π(fпр±Δf)t+φпр1],

Uпр2(t)=υпр*Cos[2π(fпр±Δf)t+φпр1-90°],

где υпр=1/2*Есг;

fпр=fc-fг - промежуточная частота;

φпр11г.

Напряжение Uпр2(t) с выхода усилителя 42 промежуточной частоты поступает на вход фазовращателя 43 на +90°, на выходе которого образуется напряжение

Uпр3(t)=υпр*Cos[2π(fпр±Δf)t+φпр1-90°+90°]=

пр*Cos[2π(fпр±Δf)t+φпр1].

Напряжения Uпр1(t) и Uпр3(t)поступают на два входа сумматора 44, на выходе которого образуется суммарное напряжение

UΣ(t)=υΣ*Cos[2π(fпр±Δf)t+φпр1],

где υΣ=2*υпр.

Это напряжение подается на второй вход перемножителя 45, на первый вход которого поступает электромагнитное излучение l1(t) с выхода приемного устройства 2.

На выходе перемножителя 45 образуется гармоническое напряжение на частоте гетеродина fг

UГ3(t)=υг3*Cos(2π*fгt+φг), 0≤t≤τc ,

где υг3=1/2*Еc.

Так как частота настройки fн узкополосного фильтра 46 выбирается равной частоте fг гетеродина (fн=fг), то напряжение UГ3(t) выделяется узкополосным фильтром 46, детектируется амплитудным детектором 47 и поступает на управляющий вход ключа 48, открывая его. В исходном состоянии ключ 48 всегда закрыт.

При этом напряжение UΣ(t) с выхода сумматора 44 через открытый ключ 48 поступает на вход измерителя 6 напряженности электромагнитного поля, в качестве которого может быть использован амплитудный детектор. В каждой точке наблюдения производят не менее двух последовательных измерений напряженности электромагнитного поля Земли. Затем производится операция вычитания двух последовательных измерений. Для этого сигнал, соответствующий предшествующему измерению, задерживается линией 7 задержки до момента сравнения его с последующим сигналом в блоке 8 вычитания. Операции интегрирования разностного сигнала и деления разностного сигнала на проинтегрированный разностный сигнал производится в блоках 9 и 10.

В блоке 11 осуществляется сравнение нормированного сигнала с пороговым значением сигнала, задаваемого блоком 12. В вычислительном устройстве 13 осуществляется обработка результатов измерения, а их индикация осуществляется блоком 14.

Сигнал с выхода блока 11 сравнения одновременно поступает на управляющий вход ключа 27, открывая его. В исходном состоянии ключ 27 всегда закрыт.

Электромагнитные излучения l2(t)-l5(t) с выходов приемных устройств 19-22 поступают на первые входы перемножителей 23-26 соответственно, на вторые входы которых подается напряжение UΣ(t) с выхода сумматора 44 через открытый ключ 27. На выходах перемножителей 23-26 образуются следующие гармонические колебания:

U1(t)=υ1*Cos(2π*fгt+φг+Δφ1),

U2(t)=υ1*Cos(2π*fгt+φг-Δφ2),

U3(t)=υ1*Cos(2π*fгt+φг+Δφ3),

U4(t)=υ1*Cos(2π*fгt+φг-Δφ4), 0≤t≤τc,

где υ1=1/2*Еc;

Δφ121=2π*d1/λ*Cosα;

Δφ231=2π*d2/λ*Cosα;

Δφ341=2π*d3/λ*Cosβ;

Δφ451=2π*d4/λ*Cosβ;

α, β - угловые координаты эпицентра ожидаемого землетрясения (азимут и угол места),

которые выделяются узкополосными фильтрами 28-31 соответственно. Знаки «+» и «-» перед фазовыми сдвигами Δφ2 и Δφ4 соответствуют диаметрально противоположным положениям антенн 15 и 16, 17 и 18 относительно антенны 1. Гармонические колебания U1(t) и U2(t), U3(t) и U4(t) поступают на два входа фазовых детекторов 33 и 39 соответственно. На выходе фазовых детекторов 33 и 39 образуются постоянные напряжения:

UН2(α)=υн2*CosΔφ5,

UН4(β)=υн2*CosΔφ6,

где υн2=1/2*υ12;

Δφ5=Δφ1+Δφ2=2π*d7/λ*Cosα;

Δφ6=Δφ3+Δφ4=2π*d8/λ*Cosβ;

d7=d1+d2; d8=d3+d4,

которые фиксируются блоками 35 и 37 регистрации соответственно.

Гармонические колебания U1(t) и U2(t), U3(t) и U4(t) одновременно поступают на два входа перемножителей 49 и 50 соответственно. На выходе перемножителей 40 и 50 образуются следующие напряжения:

U5(t)=υ2*Cos(4π*fгt+2φг+Δφ7),

U6(t)=υ2*Cos(4π*fгt+2φг+Δφ8), 0≤t≤τс,

где υ2=1/2*υ12;

Δφр1=Δφ1-Δφ2;

Δφр2=Δφ3-Δφ4;

которые выделяются узкополосными фильтрами 51 и 52 соответственно и поступают на первые входы фазовых детекторов 32 и 38.

Напряжение UГ1(t) гетеродина 4 поступает на вход удвоителя 53 фазы, на выходе которого образуется напряжение

UГ4(t)=υг4*Cos(4π*fгt+2φг),

где υг4=1/2*υ12;

которое подается на вторые входы фазовых детекторов 32 и 38. На выходе фазовых детекторов 32 и 38 образуются постоянные напряжения:

UН1(α)=υн1*CosΔφр1 ,

UН3(β)=υн1*CosΔφр2,

где υн1=1/2*υ22.

Измерение разности разностей фаз

Δφр1=Δφ1-Δφ2, Δφр2=Δφ3-Δφ4

эквивалентно измерению фазовых сдвигов на измерительных базах, длина которых определяются разностью

d5=d2-d1; d6=d4-d3.

Следовательно, выбирая разности баз d5 и d6 достаточно малыми, можно обеспечить формирование соответствующих измерительных баз.

Напряжения UH1(α) и UH3(β) фиксируются блоками 34 и 36 регистрации.

Приемные антенны 1, 15-18 размещают таким образом, что измерительные базы образуют несимметричный геометрический крест, в перемещении которого помещают приемную антенну 1 измерительного канала (фиг.2). При этом меньшие базы d5 и d6 образуют грубые, но однозначные шкалы пеленгации, а большие базы d7 и d8 - точные, но неоднозначные шкалы пеленгации:

d5/λ<1/2<d7/λ, d6/λ<1/2<d8/λ,

где d5=d2-d1, d6=d4-d3;

d7=d1+d2, d8=d3+d4.

Зная высоту полета h летательного аппарата и измерив угловые координаты α и β, можно точно и однозначно определить координаты эпицентра ожидаемого землетрясения.

Так, предполагается использовать фазовый метод пеленгации области возмущения с помощью пяти приемных антенн, расположенных в виде несимметричного геометрического креста.

Способ и устройство инвариантны к нестабильности несущей частоты электромагнитного излучения, так как пеленгацию области возмущения электромагнитного поля осуществляют на стабильной частоте fг гетеродина. Кроме того, за счет использования неподвижных антенн значительно упрощается техническая реализация способа и устройства на борту летательного аппарата.

Описанная выше работа устройства, реализующего предлагаемый способ, соответствует случаю приема электромагнитного излучения по основному каналу на частоте fc (фиг.4).

Если ложное электромагнитное излучение (помеха) принимается по зеркальному каналу на частоте fз

Uз(t)=υз*Cos(2π*fзt+φз), 0≤t≤τз ,

то усилителями 5 и 42 выделяются следующие напряжения промежуточной частоты:

Uпр4(t)=υпр4*Cos(2π*fпрt+φпр4),

Uпр5(t)=υпр4*Cos(2π*fпрt+φпр4+90°), 0≤t≤τз,

где υпр4=1/2*υзг;

fпр=fг-fз - промежуточная частота;

φпр4гз.

Напряжение Uпр5(t) с выхода усилителя 42 промежуточной частоты поступает на вход фазовращателя 43 на 90°, на выходе которого образуется напряжение

Uпр6(t)=υпр4*Cos(2πfпрt+φпр4+90°+90°)=

=-υпр4*Cos(2πfпрt+φпр4), 0≤t≤τз.

Напряжения Uпр4(t) и Uпр6(t), поступающие на два входа сумматора 44, на его выходе компенсируются.

Следовательно, ложное электромагнитное излучение (помеха), принимаемое по зеркальному каналу на частоте fз, подавляется «внешним кольцом», состоящим из смесителей 3 и 41, гетеродина 4, усилителей 5 и 42 промежуточной частоты, фазовращателей 40 и 43, сумматора 44 и реализующим фазокомпенсационный метод.

По аналогичной причине подавляется и ложное электромагнитное излучение (помеха), принимаемое по первому комбинационному каналу на частоте fк1.

Если ложное электромагнитное излучение (помеха) принимается по второму комбинационному каналу

Uк2(t)=υк2*Cos(2π*fк2t+φк2), 0≤t≤τк2,

то усилителями 5 и 42 выделяются следующие напряжения промежуточной частоты:

Uпр7(t)=υпр7*Cos(2π*fпрt+φпр7),

Uпр8(t)=υпр7*Cos(2π*fпрt+φпр7-90°), 0≤t≤τк2,

где υпр7=1/2*υк2г;

fпр=fк2-2fг - промежуточная частота;

φпр7к2г.

Напряжение Uпр8(t) с выхода усилителя 42 промежуточной частоты поступает на вход фазовращателя 43 на 90°, на выходе которого образуется напряжение

Uпр9(t)=υпр7*Cos(2πfпрt+φпр7-90°+90°)=

пр7*Cos(2πfпрt+φпр7), 0≤t≤τк2.

Напряжения Uпр7(t) и Uпр9(t) поступают на два входа сумматора 44, на выходе которого образуется суммарное напряжение

UΣ1(t)=υΣ1*Cos(2πfпрt+φпр7), 0≤t≤τк2,

где υΣ1=2υпр2.

Это напряжение подается на второй вход перемножителя 45, на первый вход которого поступает ложное электромагнитное излучение (помеха) Uк2(t) с выхода приемного устройства 2. На выходе перемножителя 45 образуется гармоническое напряжение на второй гармонике частоты гетеродина 2fг

Uг(t)=υг*Cos(4π*fгt+2φг), 0≤t≤τк2,

где υг=1/2*υк2∑2,

которое не подает в полосу пропускания узкополосного фильтра 46. Ключ 48 не открывается, и ложное электромагнитное излучение (помеха), принимаемое по второму комбинационному каналу на частоте fк2, подавляется «внутренним кольцом», состоящим из перемножителя 45, узкополосного фильтра 46, амплитудного детектора 47, ключа 48 и реализующим метод узкополосной фильтрации.

Таким образом, предлагаемые способ и устройство по сравнению с прототипами и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивают увеличение диапазона однозначного измерения углов при малой длине грубых измерительных баз. Это достигается формированием грубых шкал косвенным методом. Особенно это важно при пеленгации источников электромагнитного излучения, предшествующих и сопровождающих землетрясения, в широком частотном диапазоне.

Способ определения координат эпицентра ожидаемого землетрясения, основанный на преобразовании по частоте в измерительном канале принимаемого электромагнитного излучения, периодическом производстве в точке наблюдения не менее двух последовательных измерений напряженности электромагнитного поля, определении разностного сигнала двух последовательных измерений, интегрировании разностного сигнала, делении разностного сигнала на проинтегрированный разностный сигнал, сравнении полученного значения с заданным пороговым значением и, в случае превышения заданного порогового значения, перемножении преобразованного по частоте электромагнитного излучения с принимаемыми в четырех пеленгационных каналах электромагнитными излучениями, выделении гармонических сигналов на частоте гетеродина, измерении между ними и напряжением гетеродина фазовых сдвигов, по которым определяют фазовым методом в двух взаимно перпендикулярных плоскостях направления на эпицентр ожидаемого землетрясения, при этом приемные антенны измерительного и пеленгационных каналов размещают в виде несимметричного геометрического креста, в пересечении которого помещают приемную антенну измерительного канала, сдвигают по фазе на +90° напряжение гетеродина, используют его для дополнительного преобразования по частоте принимаемого электромагнитного излучения, сдвигают по фазе на +90° дополнительно преобразованное по частоте электромагнитное излучение, суммируют его с основным преобразованным по частоте электромагнитным излучением, перемножают полученное суммарное электромагнитное излучение с принимаемым электромагнитным излучением, выделяют напряжение на частоте гетеродина, детектируют его и используют в качестве управляющего сигнала для разрешения дальнейшей обработки суммарного электромагнитного излучения, отличающийся тем, что гармонические сигналы на частоте гетеродина, выделяемые в первом и втором, третьем и четвертом пеленгационных каналах, перемножают между собой, выделяют гармонические сигналы на удвоенной частоте гетеродина, измеряют между ними и напряжением гетеродина удвоенной частоты разности разностей фаз Δφр1=Δφ1-Δφ2,, Δφp234, формируют с использованием разности разностей фаз грубые, но однозначные шкалы отсчета углов, при этом измерение разности разностей фаз Δφр1 и Δφ2 эквивалентно измерению фазовых сдвигов на измерительных базах, длина которых d5=d2-d1, d6=d4-d3 при условии выполнения неравенств d5λ<1/2<d7/λ, d6/λ<1/2<d8/λ, где d7=d1+d2, d8=d3+d4.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам дистанционного прогнозирования землетрясения. .

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при распознавании образов природно-техногенных объектов и оценки параметров их состояния по гиперспектральным данным аэрокосмического зондирования.

Изобретение относится к области изучения свойств горных массивов и протекающих в них процессов путем измерений в скважинах, а именно получению информации о горных массивах путем измерений температуры в скважинах.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для дистанционного тепловизионного зондирования геологической среды при поисках залежей углеводородов.
Изобретение относится к области геологии и может быть использовано для определения глубины зарождения алмазоносных трубок взрыва, а также других полезных ископаемых, происхождение которых связано с глубинной геодинамикой.

Изобретение относится к нефтегазовой геологии и может быть использовано для количественного прогноза ресурсов углеводородов. .

Изобретение относится к геохимическим методам исследований и может быть использовано для выявления месторождений нефти на морском шельфе. .
Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для определения несущей способности грунтов. .

Изобретение относится к геофизике и может быть использовано при поисках нефтяных и газовых месторождений. .

Изобретение относится к области инженерной сейсмологии и может быть использовано для определения приращений сейсмической интенсивности, обусловленных влиянием геоморфологических условий участка.

Изобретение относится к области экологии. .

Изобретение относится к области магниторазведки и предназначено для обнаружения, локализации и классификации локальных магнитных аномалий (ЛМА) при помощи установленных на подвижном носителе бортовых средств магнитных измерений, в частности магнитометров.

Изобретение относится к технике дистанционного определения места утечки жидкости или газа из магистрального трубопровода. .

Изобретение относится к электроразведке на переменном токе, возбуждаемом в земле индуктивным способом, и может быть использовано при поисках и разведке проводящих объектов в непроводящей и проводящей среде.

Изобретение относится к средствам обнаружения скрытых объектов с использованием электромагнитного поля и может использоваться в металлоискателях, в трассоискателях, работающих по принципу сканирования поисковой головкой.

Изобретение относится к области аэрогеологического картографирования. .

Изобретение относится к области диагностической техники и может быть использовано для систематического дистанционного контроля состояния магистральных газопроводов и хранилищ.

Изобретение относится к аэроэлектромагнитной разведке. .

Изобретение относится к области геофизики, а более конкретно к способам определения вариаций геомагнитного поля при проведении магнитных съемок, преимущественно при морской магнитной съемке.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения трассы и глубины прокладки подводного кабеля в дно водоема в процессе его эксплуатации, а также трассы и глубины прокладки труб и других протяженных подводных коммуникаций.
Наверх