1.一种GNSS用于地震监测的可变采样系统,其特征在于:
本系统包括工作对象——GNSS核心板(300);
设置有地震发生判断装置(100)和GNSS采样模式切换装置(200);
所述的地震发生判断装置(100)包括前后连接的加速度记录单元(110)和触发条件判断单元(120);加速度记录单元(110)包括前后连接的加速度计(111)和第一存储器(112);触发条件判断单元(120)包括依次连接的数字信号处理芯片(121)、单片机(122)和时钟(123);
所述的GNSS采样模式切换装置(200)包括指令传输与控制单元(210)和远程监控单元(220);指令传输与控制单元(210)包括前后连接的可编程逻辑门阵列(211)和第二存储器(212);远程监控单元(220)包括网卡(221)和监控客户端(222);
其连接关系是:
加速度计(111)、数字信号处理芯片(121)、单片机(122)、可编程逻辑门阵列(211)和GNSS核心板(300)依次连接;可编程逻辑门阵列(211)、网卡(221)、监控客户端(222)和GNSS核心板(300)依次连接。
2.基于权利要求1所述系统的可变采样方法,其特征在于包括以下步骤:
①加速度记录单元输出X,Y,Z三分量的加速度信号,触发条件判断单元利用STA/LTA算法比较加速度信号的短时平均值STA和信号的长时平均值LTA来判定地震的发生;当STA/LTA的值大于阀值的时,触发条件判断单元输出触发信号,并在上一次触发信号发出两小时候后,输出恢复信号,实现对地震事件的自动识别功能;
②指令传输与控制单元接收触发条件判断单元输出的触发信号,向GNSS核心板传输将采样率调高至10Hz的指令;在恢复信号后,向GNSS核心板传输采样率调低至30sec的指令,实现自动模式下的可变采样系统;
③指令传输与控制单元接收到触发信号同时,向远程监控单元输出报警指令;远程监控单元向用户展示触发条件判断单元输出结果,且用户可利用远程监控单元独立向高频GNSS核心板传输采样率更改指令,优先级别高于指令传输与控制单元指令,远程监控单元在切换过程开始2小时后,向高频GNSS核心板传输采样率调低至30sec的指令,实现可变采样率系统的自动模式与人工模式的切换。
3.按权利要求2所述的可变采样方法,其特征在于触发条件判断单元120的工作流程如下:
A、加速度记录(11)
触发条件判断单元(120)接收加速度记录单元(110)发送的加速度信号;
B、计算STA与LTA的特征函数(12)
STA和LTA的特征函数为:
CF(i)=f(i)2+k[f(i)-f(i-1)]2
f(x)为地震原始时间序列,k为权重因子;
STAi=STAi-1+c3(CFi-STAi-1)0.2<c3<0.8
LTAi=LTAi-1+c4(CFi-LTAi-1)0.005<c4<0.05;
C、计算STA/LTA(13);
D、判断STA/LTA是否大于阀值(14),是则进入步骤E,否则中止-17;
E、发送触发信号(15);
F、延迟2小时发送回复信号(16)。