ВАК 1.6 Науки о Земле и окружающей среде
УДК 004.021 Алгоритмы
УДК 55 Геология. Геологические и геофизические науки
УДК 550.34 Сейсмология
УДК 550.383 Главное магнитное поле Земли
ГРНТИ 37.31 Физика Земли
ГРНТИ 37.01 Общие вопросы геофизики
ГРНТИ 37.15 Геомагнетизм и высокие слои атмосферы
ГРНТИ 37.25 Океанология
ГРНТИ 38.01 Общие вопросы геологии
ГРНТИ 36.00 ГЕОДЕЗИЯ. КАРТОГРАФИЯ
ГРНТИ 37.00 ГЕОФИЗИКА
ГРНТИ 38.00 ГЕОЛОГИЯ
ГРНТИ 39.00 ГЕОГРАФИЯ
ГРНТИ 52.00 ГОРНОЕ ДЕЛО
ОКСО 05.00.00 Науки о Земле
ББК 260 Земля в целом
ББК 26 Науки о Земле
ТБК 632 Геофизика
ТБК 63 Науки о Земле. Экология
BISAC SCI032000 Physics / Geophysics
BISAC SCI SCIENCE
В работе представлено описание автоматизированной системы и реализованных в ней алгоритмов для обнаружения, ассоциации и локации низкочастотных акустических событий по данным инфразвуковых групп. Описан алгоритм обнаружения инфразвуковых сигналов методом расчета функции взаимной корреляции между записями отдельных датчиков группы. Реализованный алгоритм оптимизирован для работы с группами, состоящими из большого количества сенсоров, что позволяет минимизировать вычислительную нагрузку на систему мониторинга в режиме, близком к реальному времени. Описана процедура распознавания длительных сигналов с возможно меняющимся во времени положением источника, таких как движущийся транспорт или снежные лавины. Также в работе приводится описание алгоритмов ассоциации инфразвуковых сигналов, зарегистрированных разными группами, а также локации источника сигнала по данным нескольких инфразвуковых групп. Система способна анализировать одновременно данные сейсмического и инфразвукового мониторинга и обнаруживать пары сигналов двух видов, ассоциируемых с общим источником. Алгоритм такой ассоциации также приведен в работе. Описанная система автоматического обнаружения и локации инфразвуковых сигналов может быть применена для мониторинга опасных природных и техногенных процессов и явлений в режиме, близком к реальному времени.
инфразвуковой сигнал, инфразвуковая группа, детектирование, локация, кросс-корреляция
1. Асминг В. Э. и Асминг С. В. Потоковая система автоматического детектирования, локации и дискриминации PSDL // Современные методы обработки и интерпретации сейсмологических данных. Тезисы XVI Международной сейсмологической школы. — Обнинск : ФИЦ ЕГС РАН, 2022. — С. 17. — EDN: https://elibrary.ru/MNHNFK.
2. Асминг В. Э., Баранов С. В., Виноградов А. Н. и др. Использование инфразвукового метода для мониторинга деструкции ледников в арктических условиях // Акустический журнал. — 2016. — Т. 62, № 5. — С. 582—591. — DOI:https://doi.org/10.7868/S0320791916040031.
3. Асминг В. Э., Федоров А. В. и Прокудина А. В. Программа для интерактивной обработки сейсмических и инфразвуковых записей LOS // Российский сейсмологический журнал. — 2021. — Т. 3, № 1. — С. 27—40. — DOI:https://doi.org/10.35540/2686-7907.2021.1.02.
4. Виноградов Ю. А., Федоров А. В., Баранов С. В. и др. О выделении айсбергообразующих льдотрясений по сейсмоинфразвуковым данным // Лёд и снег. — 2021. — Т. 61, № 2. — С. 262—270. — DOI: 10 . 31857/S2076673421020087.
5. Arrowsmith S. J., Hedlin M. A. H., Stump B., et al. Infrasonic Signals from Large Mining Explosions // Bulletin of the Seismological Society of America. — 2008. — Vol. 98, no. 2. — P. 768–777. — DOI:https://doi.org/10.1785/0120060241.
6. Cansi Y. and Le Pichon A. Infrasound Event Detection Using the Progressive Multi-Channel Correlation Algorithm // Handbook of Signal Processing in Acoustics. — Springer New York, 2008. — P. 1425–1435. — DOI:https://doi.org/10.1007/978-0-387-30441-0_77.
7. Ens T. A., Brown P. G., Edwards W. N., et al. Infrasound production by bolides: A global statistical study // Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. — 2012. — Vol. 80. — P. 208–229. — DOI:https://doi.org/10.1016/j.jastp.2012.01.018.
8. Gibbons S. J., Asming V., Eliasson L., et al. The European Arctic: A Laboratory for Seismoacoustic Studies // Seismological Research Letters. — 2015. — Vol. 86, no. 3. — P. 917–928. — DOI:https://doi.org/10.1785/0220140230.
9. Infrasound Monitoring for Atmospheric Studies: Challenges in Middle Atmosphere Dynamics and Societal Benefits / ed. by A. Le Pichon, E. Blanc and A. Hauchecorne. — Springer International Publishing, 2019. — DOI:https://doi.org/10.1007/978-3-319-75140-5.
10. Koch K. and Pilger Ch. Infrasound observations from the site of past underground nuclear explosions in North Korea // Geophysical Journal International. — 2018. — Vol. 216, no. 1. — P. 182–200. — DOI:https://doi.org/10.1093/gji/ggy381.
11. Le Pichon A., Blanc E., Drob D., et al. Infrasound monitoring of volcanoes to probe high-altitude winds // Journal of Geophysical Research: Atmospheres. — 2005. — Vol. 110, no. D13. — DOI:https://doi.org/10.1029/2004JD005587.
12. Liszka L. and Waldemark K. High Resolution Observations of Infrasound Generated by the Supersonic Flights of Concorde // Journal of Low Frequency Noise, Vibration and Active Control. — 1995. — Vol. 14, no. 4. — P. 181–192. — DOI:https://doi.org/10.1177/026309239501400403.
13. Mutschlecner J. P. and Whitaker R. W. Infrasound from earthquakes // Journal of Geophysical Research: Atmospheres. — 2005. — Vol. 110, no. D1. — DOI:https://doi.org/10.1029/2004JD005067.
14. Ringdal F. and Kværna T. A multi-channel processing approach to real time network detection, phase association, and threshold monitoring // Bulletin of the Seismological Society of America. — 1989. — Vol. 79, no. 6. — P. 1927–1940. — DOI:https://doi.org/10.1785/BSSA0790061927.
