仪器仪表学报

作者：王 强，薛 生，郑晓亮，郑春山

单位：王 强,1. 安徽理工大学安全科学与工程学院,,薛 生,1. 安徽理工大学安全科学与工程学院,,郑晓亮,2. 安徽理工大学电气与信息工程学院,,郑春山,1. 安徽理工大学安全科学与工程学院,

关键词：管道泄漏;波速估计;三维定位;非均匀L阵;空间谱估计

基金：国家重点研发项目(2018YFF0301000)资助

为实现埋地输气管道泄漏精确定位,使用加速度传感器在土表检测泄漏振动声波,并提出基于非均匀L形阵列的泄漏源三维坐标和波速联合估计方法。大孔径非均匀L形阵列内嵌小孔径L子阵,由小孔径子阵结合Root-MUSIC算法求解远场信源DOA与波速的约束关系,再利用大孔径L阵进行波速和近场信源距离的二维空间谱估计,最后根据估计结果计算三维坐标从而降低计算量。定位实验结果验证了L形阵列性能的优越性,基于L形阵列的联合估计法能够估计不同土壤条件下的泄漏振动声波传播速度,并得出泄漏源的三维坐标。相较于使用理论波速的定位方法,联合估计法定位误差降低了90.9%,避免了理论波速误差对定位的不利影响。联合估计法的计算耗时比直接三维空间谱估计降低了88%,且定位精度保持不变。根据远/近场判据计算出信源范围rmin~rmax,实验验证该范围内可实现精确定位。

来源：2023年第3期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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