基于菲涅尔先验模型的无线电层析成像

得益于无线通信以及数据科学的飞速发展,物联网智能终端拥有了无源感知的能力。Device Free Localization(DFL)是一种重要的无线电无源感知技术之一,十多年来已经有大量研究,具有广阔的发展前景。基于RSSI的射频层析成像(RTI)方法因其成本低、部署方便等优点备受关注。然而,需要大量的观测样本是目前无线电层析成像难以实现实时成像的主要原因。利用压缩感知技术虽然可以有效降低RTI所需观测向量的数量,但是由此导致RTI性能急剧下降,难以满足无设备定位的应用需求。针对这一问题,本文构建了基于菲涅尔区的无线电传输经验模型,预先确定受目标影响的无线链路,极大减少了采集系统的样本数,提高了成像的实时性。实验结果表明,本系统将样本数减少至8.42%左右,仍然能够保持高定位精度。

基于二次规划的无线电波精细成像研究

目前无线电波透视常用的反演算法是ART,SIRT等层析成像方法,由于无线电波透视控制方程是线性方程组,反演依赖初始值的选择,迭代过程缺少对衰减常数β的约束,反演结果会陷入局部最优解,影响探测的精度。采取二次规划模型描述无线电波透视的反演问题,提出利用凸性不等式作为约束条件,利用迭代反演法求全局最优解。设置低阻陷落柱模型进行正演计算,用得到正演数据验证二次规划模型的准确性。使用二次规划模型处理实测资料,对采煤工作面内部构造有良好的识别效果。

基于改进振幅衰减常数的无线电波透视层析成像研究

为提高无线电波透视的探测精度,将改进的振幅衰减常数引入层析成像技术,给出改进的振幅衰减常数表达式,该常数不仅与电导率、介电常数、频率等参数与有关,而且与电磁波入射角度密切相关.基于射线理论采用阻尼约束的代数重建算法(ART)对陷落柱模型进行层析成像模拟,分析对比改进振幅衰减常数与经典振幅衰减常数的绝对衰减层析成像和相对衰减层析成像的反演重建效果.结果表明:改进振幅衰减常数的成像效果显著优于经典振幅衰减常数;绝对衰减层析成像对构造的横向定位较为准确,相对衰减层析成像容易造成真实构造的局部缺失.将改进的振幅衰减常数应用于工作面隐伏陷落柱的实际探测工作,取得了良好的应用效果.

无线电波层析成像技术及在矿井坑透中的应用

通过对无线电波层析成像中的模型构造和反演算法等方面的研究 ,对模型数据和实测数据进行了处理 .研究结果表明 ,本文给出的反演算法是有效的 .在实测数据处理中 ,若背景干扰因素不大 ,研究的反演算法可以取得比较好的效果 .

坑道无线电波透视相位层析成像技术

以麦克斯韦方程组为基础,推导出平面电磁波的波动方程。电磁波在煤层中传播时,相位随着电磁波的传播产生一定的滞后。当异常体和煤层的相位系数不同时,坑道无线电波透视发射点和接收点之间的相位差发生变化,相位差成为异常体相位参数层析成像的基础。利用时域有限差分算法对含有陷落柱、火成岩侵入区的两种地电模型进行正演模拟。结果表明:工作面内的异常体改变了发射点和接收点之间的相位差,相位差的大小随着异常体的规模、电阻率和介电常数的不同而不同。用代数重建法分别对陷落柱和火成岩侵入区进行相位系数反演,两种异常体的位置与模型中的实际位置相符。异常体的电磁参数不同,反演的相位系数值也不相同。相位系数层析成像可以用来反演工作面内的地质异常体。

层析成像在巷道无线电波透视法中的应用

针对巷道无线电波透视法实测数据不完整和反演方程组欠定这一问题,利用层析成像方法,重建了地质异常体图像.层析成像算法根据数据量大小、品质来选择矩阵反演法与迭代重建法,然后对物理模型、实测资料进行层析成像处理,结果获得满意的重建异常体图像.层析成像具有稳定性好、抗干扰能力强、分辨力高等特点,且异常体的性质也有反映,说明该方法在巷道无线电波透视中是可行的.

基于质心频移的无线电波透视层析成像

介绍了质心频移的基本理论,在频域内对信号质心频移进行了数值模拟,数值模拟表明,接收信号的质心频率向零点发生了明显的漂移,验证了质心频移理论的正确性.对正方形异常体模型进行了频谱分析,可以看出穿过异常体的信号的振幅发生了明显的变化.根据正演模拟得到的数据,利用质心频移法对模型进行了层析成像,成像结果基本反映了异常体在模型中的位置,验证了质心频移法探测工作面异常体的有效性和可行性.

坑道无线电波透视层析成像中数字模型的设计与特殊处理

本文介绍了用于坑道无线电波透视层析成像处理中数字模型的设计，用层析成像特殊算法（平行相关增强、斜交相关增强、异常增强）分别对精确和含噪声的数字模型数据进行了层析处理，并对特殊算法进行了评价。

基于分布式无线网络的无线电层析成像方法与实验研究

无线电层析成像(RTI)是利用无线传感网络对目标成像的新兴技术,在区域目标监测与定位等方面有广泛的应用。该文研究基于无线网络链路损耗和层析成像机理的区域目标成像定位方法,在链路质量指标(LQI)的测量基础上构建了目标成像的网络结构,通过压缩感知中的匹配追踪重构(OMP)算法对目标图像进行重建,最后通过实验验证该方法的有效性。

无线电层析成像中的恒定离心率椭圆模型

修正无线电层析成像方法采用的变化离心率椭圆模型,引入恒定离心率椭圆模型.当采用链路2节点为椭圆焦点时,该链路RSSI的变化量是以恒定椭圆离心率所覆盖的每个像素点阴影衰落的加权求和.比较了不同模型和椭圆离心率的Tikhonov正则化重建图像;选择美国犹他大学和北京理工大学的试验数据,成像结果表明恒定离心率模型的效果优于变化离心率模型.还表明恒定椭圆离心率越大,定位精度越高,但存在伪迹.当采用恒定离心率椭圆模型时,合理的离心率应在0.996附近.

无线电层析成像对石英脉型金矿体的圈定

文章在总结野外工作的基础上，讨论了无线电层析成像在石英脉型金矿的应用环境及条件，介绍了工作方法，并根据矿床地质特征及无线电理论对吸收图像同矿体的关系进行了分析研究。通过一年多的采矿实践，证明用无线电层析法圈定的矿体边界与实际矿体边界基本吻合。因此，用无线电层析法配合常规地质研究在石英脉型金矿的探测中可取得超常效果。

无线电波坑道透视法对煤矿井下地质构造的探测应用

煤矿矿井在开采过程中,采掘工作面附近的含水地质构造容易引发矿井水灾,为了确保工作面安全回采,常采用无线电波坑道透视法对工作面进行探测,论述了无线电波坑道透视法的地球物理特征以及基本原理,说明了方法的野外操作、数据处理以及地质解释方法,并通过实际案例论述了方法的实施要点,该方法可以在煤矿采掘过程中提前发现含水通道以及含水改造,从而指导开采生产。

基于WSNs三维无线层析成像定位方法研究

提出一种基于无线传感器网络(WSNs)的三维无线层析成像(RTI)定位方法,通过建立接收信号强度(RSS)阴影衰落模型和椭球权重模型来重建三维层析图像,从而获得目标的三维位置信息,为目标的三维定位提供了一种有效的算法。现场实验证明:该定位算法可行有效。

工作面无线电波透视实测场强成像分析及应用

为提高坑透数据解释效果,通过对工作面无线电波透视磁场强度的理论分析与公式推导,表明在正常煤层范围,场强值的变化主要受观测点几何位置控制;而在观测点场强路径穿过地质异常区时,主要影响因素为地质异常区内路径长及电磁波能量吸收系数值。将场强值H与观测点路径长R的乘积命名为M,则正常煤层段M可视为常量,而在地质异常存在范围,M值显著降低。将工作面划分为若干小单元,进行M值层析成像反演,可求取工作面各单元M值,再除以工作面平均宽度,得到各单元格场强值,从而获得工作面实测场强成像图。张集矿探测表明,该方法较好地反映了工作面内地质异常区的平面分布情况,回采验证探测结果可靠。作为新的解释手段,正在实际坑透探测中广泛应用。

时变三维电离层层析成像重建公式

基于GPS信标观测数据重建电离层电子密度的时变三维电离层层析问题的数学基础 ,在简化电离层电子密度随时间变化的条件下 ,导出了三维平行束层析重建公式 .在二维情况下 ,本文导出的三维平行束层析重建公式与Yeh等给出的二维电离层层析重建公式相同 .文中还讨论了有限视角和有限接收机孔径对重建图像的影响 .根据文中给出的三维平行束层析重建公式 ,在这些非理想条件下 ,对一个脉冲源函数进行CT重建的结果表明 ,基于GPS信标观测数据重建电离层电子密度的时变三维电离层层析是可行的 .

正则化方法在无线电波层析中的应用

无线电波透视法是常用的工作面地质构造探测方法之一,目前普遍使用的SIRT方法层析分辨率不高。本文采用约束正则化方法,推导Tikhonov正则化和全变差正则化的最小化问题表达式,讨论影响层析结果的主要因素,对典型理论模型进行了层析成像实验。结果表明:正则化方法具有比SIRT方法更好的分辨率;射线条数越多、噪声水平越低,层析分辨率越高;Tikhonov正则化在正则参数增大时层析结果更光滑,减小时则更贴近异常,全变差正则化与其相反。最后对实际坑透数据进行层析,识别出的异常构造基本吻合已知疑似构造位置,从而说明正则化方法在无线电波透视应用中的可行性。

实测坑透资料的层析成像特殊处理效果

用坑透层析成像特殊处理算法对 4个工作面的实测资料进行了处理 ,处理结果检测了算法的可行性、分辨率 。

坑透层析成像及其应用

本文介绍了坑透层析成像计算原理和工作方法，结合应用实际和电磁波衰减特征，介绍了不同物质异常的解释方法，实践证明：坑透ＣＴ解释方法大大提高了资料解释的精确度和可信度，增强了异常的识别能力，为坑透资料由定性解释到定量解释奠定了基础。

无线电波透视技术在工作面隐伏地质构造探测中的应用

本文介绍了电磁波基本理论和层析成像技术的基本原理,建立了含断层和陷落柱构造的地球物理模型,模拟了工作面内断层和陷落柱构造的电磁波响应曲线,分析了曲线规律,并基于SIRT算法对物理模型成功地进行了反演。结合羊东矿实际探测资料,成功预测了工作面内的隐伏地质构造。物理模拟和实际探测效果都表明,无线电波透视技术探测井下隐伏地质构造是十分有效的。

基于电磁波层析成像技术的隐伏构造区边界判定

为了进一步探明李村煤矿1303工作面局部顶板高位塌陷现象的根本原因,采用电磁波定点法对1303工作面进行高精度坑道探测,得到了3组构造透视异常区,确定1303工作面前方存在3组隐伏构造,分别为煤层破碎带或层间断层、FJ17断层延伸段影响区以及FJ25断层延伸段影响区。结合工作面现推进位置,揭示了工作面92~#~123~#架间顶板发生大面积冒顶的根本原因是FJ17断层向工作面内延伸的反映,为工作面过断层延伸段的方案设计提供了可靠的理论依据。