Page 38 - 《应用声学》2021年第5期

682 2021 年 9 月

3.3 声爆前后的信号 此阶段火箭持续加速飞行，壳体与大气的作用逐渐
从信号的声谱图与 Fisher 检测的结果可以得 增强，根据频谱特征可以判断此过程产生信号的低
出，在此次监测实验采集的连续次声信号中观察到 频成分能量较大。
了声爆信号。图 5 中，点火起飞信号与声爆信号之
3.4 定位结果
间有一段频率成分较高且能量较低的信号，判断为
火箭排气尾焰与大气作用产生的信号。此时火箭飞 图 10 显示了两个次声接收阵交叉定位的结果，
行速度低于声速，虽然在此高度环境气压较大，气体 此图采用通用横轴墨卡托投影 (Universal trans-
密度较大，但是壳体与大气的作用较弱，产生次声的 verse Mercator, UTM)将大地坐标系转换为笛卡尔
能量较弱，而未能被监测阵采集到。 坐标系。结合声速分析结果，次声接收阵采集的信
声爆信号之后，如图 9所示，上方的红色曲线随 号为300 km以内的火箭发射信号，因此在分析时忽
着时间而降低，反映出随着距离增加，高频信号衰减 略了地球弧度的影响。图中定位的 3 个点分别对应
更快，符合次声传播规律；下方的箭头指声爆信号 着点火、声爆信号和采集信号结束时刻，黑线是用
预计到达 A 阵的时间，此时在低频频带内有较大的 已公开资料中此次火箭发射的相关数据做出的实
能量，之后信号成分中有了稳定且持续的低频能量。 际投影轨迹。图10 中两阵对火箭发射初始阶段3个

20
1
10
ᮠဋ/Hz ᑟ᧚/(dB ref. 20 mPa)
0
10 10
0
澳
200 400 600 800 1000 1200 1400
௑ᫎ/s
图 9 A 阵经过 EMD 处理的信号的声谱图
Fig. 9 The spectrogram of a EMD processed signal from Arrays A

20
250
B 15
ࠄᬅᢾᤜ
ԧ࠱ག 10
200 ᄣ฾ག ᡰሏ/km
ܦྐ 5
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0
150
-5
ᡰሏ/km 100 -20 -15 -10 -5 0 5 10
ᡰሏ/km
(b) ག༢ˁܦྐηՂ

50 40
35
30
A
ᡰሏ/km 25
0
20
15
-50 10
-50 0 50 100 150 5
0
ᡰሏ/km
-5
(a) ࠀͯፇ౧
100 110 120 130 140
ᡰሏ/km
(c) ηՂፇౌ௑҉
图 10 定位结果
Fig. 10 Positioning results