[发明专利]基于瑞雷波的机场跑道脱空监测方法

权利要求书

1.一种基于瑞雷波的机场跑道脱空监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)，设置监控终端：所述监控终端包含汇总通信单元、数据处理模块和显示模块，所述数据处理模块分别和汇总通信单元、显示模块电气相连；

步骤2)，采用线性等间距的方式沿机场跑道设置若干传感器节点并进行数据传输测试，所述传感器节点包含MEMS3轴加速度传感器、节点通信单元、电源和微处理器，所述微处理器分别和MEMS3轴加速度传感器、节点通信单元、电源电气相连；所述节点通信单元均和所述汇总通信单元基于ZigBee协议无线通信；

步骤3)，飞机降落时，以其对地面的冲击作为震源，对于每个传感器节点：

步骤3.1)，MEMS3轴加速度传感器采集跑道上道面的振动信号，将其传递给微处理器；

步骤3.2)，微处理器控制节点通信单元将接收到的振动信号传递至汇总通信单元；

步骤4)，汇总通信单元将接收到的各个传感器节点的振动数据传递给数据处理模块；

步骤5)，数据处理模块对各个传感器节点的振动数据分别进行τ-p变换，消除干扰波后得到提纯过的各个传感器节点的瑞雷波数据；

步骤6)，在预先设定的频率段中等间隔地选取若干个频率点，对于每个频率点：

步骤6.1)，在各个传感器节点的瑞雷波数据中选取该频率点的瑞雷波信噪比最高的两个传感器节点的瑞雷波数据；

步骤6.2)，对瑞雷波信噪比最高的两个传感器节点的瑞雷波数据运用互相关法，得到该频率点的瑞雷波在这两个传感器节点间传播时产生的相位差；

步骤6.3)，根据该相位差和这两个传感器节点的间距，求得该频率点的瑞雷波的相速度；

步骤7)，得到所有频率点的瑞雷波的相速度后，绘制出瑞雷波频率-相速度曲线；

步骤8)，根据瑞雷波频率与瑞雷波波长的关系，以及瑞雷波波长与瑞雷波传播深度的关系，绘制出深度-相速度曲线，即瑞雷波频散曲线；

步骤9)，数据处理模块将瑞雷波频散曲线传递至显示模块，由显示模块进行显示；

步骤10)，检查瑞雷波频散曲线，如果瑞雷波频散曲线出现明显的突变，则突变处深度对应传感器节点下方的道面发生脱空。

2.根据权利要求1所述基于瑞雷波的机场跑道脱空监测方法，其特征在于，所述步骤2)中传感器节点之间的间距为1m。

3.根据权利要求1所述基于瑞雷波的机场跑道脱空监测方法，其特征在于，步骤6.3)中根据以下公式计算频率点的瑞雷波的相速度VR：

式中，f为频率点的频率，Δx为频率点瑞雷波信噪比最高的两个传感器节点之间的间距，Δφ为瑞雷波在频率点瑞雷波信噪比最高的两个传感器节点之间传播时产生的相位差。