Page 39 - 《应用声学》2021年第5期
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第 40 卷 第 5 期                    戴翊靖等： 火箭发射的次声信号分析                                           683


             关键节点的定位与实测轨迹基本相符，但由于在方                              [2] Perttu A, Taisne B, de Angelis S, et al. Estimates of plume
             位角的计算过程中受到慢度网格、处理窗长以及次                                height from infrasound for regional volcano monitoring[J].
                                                                   Journal of Volcanology and Geothermal Research, 2020:
             声在大气中传播特性等因素的影响，存在一定的误
                                                                   106997.
             差。本文采用的是 320 × 320 的慢度网格做 F-K 分                     [3] 韩金林. 次声在雷暴探测中的应用 [J]. 应用声学, 1990, 9(2):
             析，根据Fisher检测法计算的视速度的大小，以及对                            1–5.
                                                                 [4] 苏昉, 苏骁. 1998 年 11 月 17 日狮子座流星雨的次声观测 [J].
             应的方位角，求出两个次声接收阵估计方位角的误
                                                                   应用声学, 2000, 19(3): 1–6.
             差。A 阵的计算误差为 ±0.49 ，B 阵的计算误差为                          Su Fang, Su Xiao. Infrasonic observation of meteor shower
                                       ◦
             ±0.40 。                                               from Leo on November 17,1998[J]. Journal of Applied
                  ◦
                                                                   Acoustics, 2000, 19(3): 1–6.
             4 结论                                                [5] Evers L G, Assink J D, Smets P S M. Infrasound from
                                                                   the 2009 and 2017 DPRK rocket launches[J]. Geophysical
                                                                   Journal International, 2018, 213(3): 1785–1791.
                 本文结合 Fisher 检测算法对火箭发射产生的
                                                                 [6] Balachandran N K, Donn W L. Characteristics of infra-
             次声信号进行监测与分析，从采集信号的声谱图中，                               sonic signals from rockets[J]. Geophysical Journal Inter-
             观察到火箭点火和声爆信号，并发现两事件间的信                                national, 1971, 26: 135–148.
                                                                 [7] Posmentier E S. Preliminary observations of 1–16 Hz nat-
             号分布在低频频带能量较弱的现象。
                                                                   ural background infrasound and signals from Apollo 14
                 根据单个次声接收阵所采集的信号的特征，结                              and aircraft[J]. Geophysical Journal of the Royal Astro-
             合检测算法，得到运行中的火箭的方位角与视速度                                nomical Society, 1971, 26: 173–177.
                                                                 [8] 唐伟, 刘俊民, 王晓明, 等. 朝鲜 4.13“光明星 3 号” 卫星发射
             信息，验证了火箭点火与声爆信号的预计到达时间
                                                                   次声信号分析 [J]. 环境工程, 2013, 31(1): 81–84, 102.
             与采集到的时间相匹配，并且判断了火箭爬升过程                                Tang Wei, Liu Junmin, Wang Xiaoming, et al. Analysis
             以及后续的飞行方向。结合火箭速度变化的特征，                                of infrasound generated by the satellite Guangmingxing
                                                                   3 launched on 13th April[J]. Environmental Engineering,
             给出了低频频带能量较弱的现象的解释，火箭超声
                                                                   2013, 31(1): 81–84, 102.
             速飞行时，壳体与大气的作用产生次声波信号的低                              [9] Blom P, Marcillo O, Arrowsmith S. Analysis and model-
             频成分能量较大。也可以根据此现象估计声爆事件                                ing of infrasound from a four-stage rocket launch[J]. The
                                                                   Journal of the Acoustical Society of America, 2016, 139(6):
             出现的时间段，有助于进一步了解火箭发射次声信
                                                                   3134–3138.
             号与估计火箭的运行状态。使用两个监测阵的方                              [10] Cotten D, Donn W L. Sound from Apollo rockets in
             位角信息解出火箭发射初始阶段 3个关键节点的位                               space[J]. Science, 1971, 171(3971): 565–567.
                                                                [11] Tenney S M, Noble J M, Whitaker R W, et al. Acous-
             置，与公布的火箭飞行轨迹基本相符。
                                                                   tic/infrasonic rocket engine signatures[J]. Proceedings of
                 对此种次声信号的监测有助于研究火箭发射                               SPIE-The International Society for Optical Engineering,
             阶段的关键事件及其信号特征，对某些敏感地区发                                2003, 5090: 30–41.
                                                                [12] Melton B S, Bailey L F. Multiple signal correlators[J].
             射场的次声全天候侦察有实际意义。
                                                                   Geophysics, 1957, 22(3): 565–588.
                                                                [13] Capon J. High-resolution frequency-wavenumber spec-
                                                                   trum analysis[J]. Proceedings of the IEEE, 1969, 57(8):
                            参 考     文   献
                                                                   1408–1418.
                                                                [14] Smart E, Flinn E A. Fast frequency-wavenumber analy-
              [1] Pichon A L, Blanc E, Hauchecorne A. Infrasound monitor-  sis and fisher signal detection in real-time infrasonic array
                 ing for atmospheric studies [M]. 2nd Edition. Netherlands:  data processing [J]. Geophysical Journal of the Royal As-
                 Springer, 2019.                                   tronomical Society, 1971, 26: 279–284.
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