[发明专利]基于北斗定位的埋地燃气管道泄漏点的声发射定位方法

权利要求书

1.基于北斗定位的埋地燃气管道泄漏点的声发射定位方法，其特征在于：该声发射定位方法包括如下步骤，

步骤1，埋地燃气管道上布置的集成有北斗通讯模块的声发射传感器与北斗卫星通信，通过基准站差分定位方式得到声发射传感器的北斗坐标，并利用北斗卫星将所有声发射传感器的时间同步；

步骤2，通过还集成有无线通讯模块的声发射传感器将声发射传感器的北斗坐标发送至上位机；

步骤3，利用所述声发射传感器实时检测管道的声发射信号，将所述管道的声发射信号发送至所述上位机；

步骤4，通过基于支持向量机的筛选方法识别所述上位机接收的管道的声发射信号，判断所述管道的声发射信号中是否包含有泄漏信号；如果是，则执行步骤5；如果否，则返回步骤3；

步骤5，基于已进行时间同步且北斗坐标已知的所有声发射传感器，利用时差定位方法和幅值衰减定位方法确定泄漏点的北斗坐标集合；

步骤6，通过加权平均的方法处理所述北斗坐标集合，得到泄漏点的北斗坐标。

2.根据权利要求1所述的基于北斗定位的埋地燃气管道泄漏点的声发射定位方法，其特征在于：该声发射定位方法还包括如下步骤，

步骤7，将所述泄漏点的北斗坐标与燃气管网北斗坐标图进行比对，修正埋地燃气管道泄漏点的位置。

3.根据权利要求2所述的基于北斗定位的埋地燃气管道泄漏点的声发射定位方法，其特征在于：步骤5中，所述幅值衰减定位方法包括如下步骤：获取燃气管道的声波衰减曲线，所述声波衰减曲线的横轴为声发射传感器与泄漏点之间的距离、纵轴为声发射传感器检测的泄漏信号的幅值；在所述声波衰减曲线上寻找横轴距离差为ΔL的两点，其中，所述ΔL为在泄漏点两侧的两个声发射传感器之间的距离；然后确定泄漏点距离两个声发射传感器之间的距离、确定泄漏点的北斗坐标集合中的坐标点。

4.根据权利要求3所述的基于北斗定位的埋地燃气管道泄漏点的声发射定位方法，其特征在于：步骤5中，所述时差定位方法包括如下步骤：

假设两个声发射传感器之间的管道距离为L，泄漏点距离两个声发射传感器的距离分别为L₁和L₂，且L₂≥L₁，L₂+L₁＝L，L₂－L₁＝vΔt；则：

L₁＝(L-vΔt)/2；

其中，v表示管道中的声速，Δt表示两个声发射传感器检测的声发射信号互相关后得到的信号延迟时间；

利用所述L₁和L₂确定泄漏点的北斗坐标集合中的坐标点。

5.根据权利要求4所述的基于北斗定位的埋地燃气管道泄漏点的声发射定位方法，其特征在于：步骤5中，反复利用时差定位方法和幅值衰减定位方法确定泄漏点的北斗坐标集合中的坐标点P_ij；步骤6中，所述加权平均的方法包括如下步骤：

为每两个声发射传感器检测的信号计算出的坐标点P_ij分配权重系数

其中，E_i、E_j分别表示两个声发射传感器检测的声发射信号的能量值，E_k表示第k个声发射传感器检测的声发射信号的能量值，N表示形成传感器网络的所有有效的声发射传感器的个数，1≤i＜N，1≤j＜N，1≤k＜N；

然后利用下述公式计算泄漏点的北斗坐标P：

6.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的基于北斗定位的埋地燃气管道泄漏点的声发射定位方法，其特征在于：步骤1中，所述基准站通过已知的基准点坐标计算出声发射传感器的坐标改正量；声发射传感器获取所述坐标改正量后，利用所述坐标改正量改正自身的瞬时位置，从而得出声发射传感器的北斗坐标。

7.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的基于北斗定位的埋地燃气管道泄漏点的声发射定位方法，其特征在于：步骤4中，利用分类器筛选所述上位机接收的管道的声发射信号，该分类器是事先利用噪声信号样本和泄漏信号样本训练支持向量机得到的。