СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ЭПИЦЕНТРА ОЖИДАЕМОГО ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ Российский патент 2011 года по МПК G01V9/00 G01V3/12 G01V3/16 

Предлагаемые способ и устройство относятся к геофизике и могут быть использованы для определения координат эпицентра ожидаемых землетрясений, горных ударов и контроля электромагнитной обстановки в сейсмоопасной зоне земной коры с борта летательного аппарата.

В прогнозировании землетрясений известны способы и устройства, основанные на использовании электромагнитных явлений, предшествующих и сопровождающих землетрясения (авт. свид. СССР №499.543, 913.311, 1.080.095, 1.171.737, 1.193.620; патенты РФ №1.806.095, 2.037.162, 2.106.001, 2.172.968; патенты США №4.193.072, 4.884.030; патент ФРГ №1.548.490; Электромагнитные предвестники землетрясений. Под ред. М.А.Садовского. М., 1982, с.60-80 и другие).

Из известных способов и устройств наиболее близкими к предлагаемым являются «Способ определения координат эпицентра ожидаемого землетрясения» (патент РФ №2.172.968, G01V 9/00, 2000) и устройство для его осуществления, которые и выбраны в качестве базовых объектов.

Известные способ и устройство используют фазовый метод пеленгации области возмущения с помощью пяти приемных антенн, расположенных в виде несимметричного геометрического креста. Способ и устройство инвариантны к нестабильности частоты, так как пеленгация области возмущения электромагнитного поля осуществляется на стабильной частоте гетеродина. Кроме того, за счет использования неподвижных антенн значительно упрощается техническая реализация способа на борту летательного аппарата. При этом меньшие базы d₁ и d₃ образуют грубые, но однозначные шкалы пеленгации, а большие базы d₇=d₁+d₂ и d₈=d₃+d₄ - точные, но неоднозначные шкалы пеленгации:

d₁/λ<1/2<d₇/λ, d₃/λ<1/2<d₈/λ.

Однако в ряде случаев при больших диапазонах однозначного измерения углов α и β грубые базы d₁ и d₃ могут быть столь малы, что на них физически невозможно разместить две антенны.

В таких случаях возможно образование грубых шкал косвенным методом. Имеются две пары измерительных неравных баз (фиг.2), d₁ и d₂, d₃ и d₄, на каждой из которых измеряются фазовые сдвиги:

Δφ₁=φ₂-φ₁, Δφ₂=φ₃-φ₁;

Δφ₃=φ₄-φ₁, Δφ₄=φ₅-φ₁.

Измерение разности разностей фаз

Δφ_p1=Δφ₂-Δφ₁, Δφ_p2=Δφ₄-Δφ₃

эквивалентно измерению фазовых сдвигов на измерительных базах, длина которых

d₅=d₂-d₁, d₆=d₄-d₃.

Таким образом, выбирая разности баз d₅ и d₆ достаточно малыми, можно обеспечить формирование соответствующих грубых измерительных баз.

Технической задачей изобретения является увеличение диапазона однозначного измерения углов при малой длине грубых измерительных баз.

Поставленная задача решается тем, что способ определения координат эпицентра ожидаемого землетрясения, основанный, в соответствии с ближайшим аналогом, на преобразовании по частоте в измерительном канале принимаемого электромагнитного излучения, периодическом производстве в точке наблюдения не менее двух последовательных измерений напряженности электромагнитного поля, определении разностного сигнала двух последовательных измерений, интегрировании разностного сигнала, делении разностного сигнала на проинтегрированный разностный сигнал, сравнении полученного значения с заданным пороговым значением и в случае превышения заданного порогового значения перемножении преобразованного по частоте электромагнитного излучения с принимаемыми в четырех пеленгационных каналах электромагнитными излучениями, выделении гармонических сигналов на частоте гетеродина, измерении между ними и напряжением гетеродина фазовых сдвигов, по которым определяют фазовым методом в двух взаимно перпендикулярных плоскостях направления на эпицентр ожидаемого землетрясения, при этом приемные антенны измерительного и пеленгационных каналов размещают в виде несимметричного геометрического креста, в пересечении которого помещают приемную антенну измерительного канала, сдвигают по фазе на +90° напряжение гетеродина, используют его для дополнительного преобразования по частоте принимаемого в измерительном канале электромагнитного излучения, сдвигают по фазе на +90° дополнительно преобразованное по частоте электромагнитное излучение, суммируют его с основным преобразованным по частоте электромагнитным излучением, перемножают полученное суммарное электромагнитное излучение с принимаемым электромагнитным излучением, выделяют напряжение на частоте гетеродина, детектируют его и используют в качестве управляющего сигнала для разрешения дальнейшей обработки суммарного электромагнитного излучения, отличается от ближайшего аналога тем, что гармонические сигналы на частоте гетеродина, выделяемые в первом и втором, третьем и четвертом пеленгационных каналах, перемножают между собой, выделяют гармонические сигналы на удвоенной частоте гетеродина, измеряют между ними и напряжением гетеродина удвоенной частоты разности разностей фаз

Δφ_p1=Δφ₁-Δφ₂, Δφ_p2=Δφ₃-Δφ₄,

формируют с использованием разности разностей фаз грубые, но однозначные шкалы отсчета углов, при этом измерение разности разностей фаз Δφ_p1 и Δφ_p2 эквивалентно измерению фазовых сдвигов на измерительных базах, длина которых

d₅=d₂-d₁ и d₆=d₄-d₃

при условии выполнения неравенств

d₅/λ<1/2<d₇/λ, d₆/λ<1/2<d₈/λ,

где d₇=d₁+d₂, d₈=d₃+d₄.

Поставленная задача решается тем, что устройство для определения координат эпицентра ожидаемого землетрясения, содержащее, в соответствии с ближайшим аналогом, один измерительный и четыре пеленгационных канала, при этом измерительный канал состоит из последовательно включенных приемной антенны, приемного устройства, первого смесителя, второй вход которого соединен с первым выходом гетеродина, первого усилителя промежуточной частоты, сумматора, перемножителя, второй вход которого соединен с выходом приемного устройства, узкополосного фильтра, амплитудного детектора, второго ключа, второй вход которого соединен с выходом сумматора, измерителя напряженности электромагнитного поля, линии задержки, блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом измерителя напряженности электромагнитного поля, блока интегрирования, блока деления, второй вход которого соединен с выходом блока вычитания, блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока формирования эталонного напряжения, вычислительного устройства и блока индикации, последовательно подключенных к второму выходу гетеродина первого фазовращателя на +90°, второго смесителя, второй вход которого соединен с выходом приемного устройства, второго усилителя промежуточной частоты и второго фазовращателя на +90°, выход которого соединен с вторым входом сумматора, каждый пеленгационный канал состоит из последовательно включенных приемной антенны, приемного устройства, смесителя, второй вход которого через первый ключ соединен с выходом второго ключа и вычислительного устройства, и узкополосного фильтра, к выходу узкополосного фильтра второго пеленгационного канала последовательно подключены фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом узкополосного фильтра первого пеленгационного канала, и блок регистрации, к выходу узкополосного фильтра четвертого пеленгационного канала последовательно подключены фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом узкополосного фильтра третьего пеленгационного канала, и блок регистрации, первый и третий пеленгационные каналы содержат последовательно включенные фазовый детектор и блок регистрации, приемные антенны измерительного и пеленгационных каналов размещены в виде несимметричного геометрического креста, в пересечении которого помещена приемная антенна измерительного канала, отличается от ближайшего аналога тем, что оно снабжено шестым и седьмым перемножителями, шестым и седьмым узкополосными фильтрами, удвоителем фазы, причем к выходу узкополосного фильтра первого пеленгационного канала последовательно подключены шестой перемножитель, второй вход которого соединен с выходом узкополосного фильтра второго пеленгационного канала, и шестой узкополосный фильтр, выход которого подключен к первому входу фазового детектора, второй вход которого через удвоитель фазы соединен с первым выходом гетеродина, к выходу узкополосного фильтра третьего пеленгационного канала последовательно подключены седьмой перемножитель, второй вход которого соединен с выходом узкополосного фильтра четвертого пеленгационного канала, и седьмой узкополосный фильтр, выход которого подключен к первому входу фазового детектора, второй вход которого через удвоитель фазы соединен с первым выходом гетеродина.

Структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ, представлена на фиг.1. Взаимное положение приемных антенн изображено на фиг.2. Геометрическая схема расположения приемных антенн на борту летательного аппарата показана на фиг.3. Частотная диаграмма, поясняющая принцип образования дополнительных каналов приема, изображена на фиг.4.

Устройство содержит один измерительный и четыре пеленгационных канала.

Измерительный канал состоит из последовательно включенных приемной антенны 1, приемного устройства 2, первого смесителя 3, второй вход которого соединен с первым выходом гетеродина 4, первого усилителя 5 промежуточной частоты, сумматора 44, перемножителя 45, второй вход которого соединен с выходом приемного устройства 2, узкополосного фильтра 46, амплитудного детектора 47, второго ключа 48, второй вход которого соединен с выходом сумматора 44, измерителя 6 напряженности электромагнитного поля, линии 7 задержки, блока 8 вычитания, второй вход которого соединен с выходом измерителя 6 напряженности электромагнитного поля, блока 9 интегрирования, блока 10 деления, второй вход которого соединен с выходом блока 8 вычитания, блока 11 сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока 12 формирования эталонного напряжения, вычислительного устройства 13 и блока 14 индикации. К выходу приемного устройства 2 последовательно подключены второй смеситель 41, второй вход которого через первый фазовращатель 40 на +90° соединен с вторым выходом гетеродина 4, второй усилитель 42 промежуточной частоты и второй фазовращатель 43 на +90°, выход которого соединен со вторым входом сумматора 44.

Каждый пеленгационный канал состоит из последовательно включенных приемной антенны 15 (16, 17, 18), приемного устройства 19 (20, 21, 22), перемножителя 23 (24, 25, 26), второй вход которого через первый ключ 27 соединен с выходом второго ключа 48 и вычислительного устройства 13, и узкополосного фильтра 28 (29, 30, 31). К выходу узкополосного фильтра 29 (31) последовательно подключены фазовый детектор 33 (39), второй вход которого соединен с выходом узкополосного фильтра 28 (30), и блок 35 (37) регистрации. К выходу узкополосного фильтра 28 (30) последовательно подключены перемножитель 49 (50), второй вход которого соединен с выходом узкополосного фильтра 29 (31), узкополосный фильтр 51 (52), фазовый детектор 32 (38), второй вход которого через удвоитель 53 фазы соединен с первым выходом гетеродина 4, и блок 34 (36) регистрации.

Если в качестве летательного аппарата используется самолет, то приемные антенны 1, 15-17 располагаются на фюзеляже снизу, а приемная антенна 18 - на левом крыле (фиг.3, а).

Если в качестве летательного аппарата используется космический аппарат (объект), то используются специальные панели, аналогичные солнечным панелям, которые после вывода космического аппарата на орбиту раскрываются и располагаются по направлению к поверхности Земли (фиг.3, б).

Приемные антенны 1, 15-18, поднятые над поверхностью Земли, например, с помощью летательного аппарата и размещенные в виде несимметричного геометрического креста (фиг.2), принимают электромагнитные излучения:

l₁(t)=E_c*Cos[2π(f_c±Δf)t+φ₁],

l₂(t)=E_c*Cos[2π(f_c±Δf)t+φ₂],

l₃(t)=E_c*Cos[2π(f_c±Δf)t+φ₃],

l₄(t)=E_c*Cos[2π(f_c±Δf)t+φ₄],

l₅(t)=E_c*Cos[2π(f_c±Δf)t+φ₅], 0≤t≤τ_c,

где Е_с, f_c, φ₁-φ₅, τ_c - амплитуда, частота, начальные фазы и длительность электромагнитных излучений;

±Δf - нестабильность несущей частоты электромагнитного излучения, обусловленная различными дестабилизирующими факторами.

Регистрацию электромагнитных излучений производят приемными устройствами 2, 19-22. Зарегистрированное электромагнитное излучение l₁(t) с выхода приемного устройства 2 поступает на первые входы смесителей 3 и 41, на вторые входы которых подаются напряжения гетеродина 4 соответственно:

U_Г1(t)=υ_г*Cos(2πf_гt+φ_г),

U_Г2(t)=υ_г*Cos(2πf_гt+φ_г+90°).

На выходе смесителей 3 и 41 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителями 5 и 42 выделяются напряжения промежуточной (разностной) частоты:

U_пр1(t)=υ_пр*Cos[2π(f_пр±Δf)t+φ_пр1],

U_пр2(t)=υ_пр*Cos[2π(f_пр±Δf)t+φ_пр1-90°],

где υ_пр=1/2*Е_с*υ_г;

f_пр=f_c-f_г - промежуточная частота;

φ_пр1=φ₁-φ_г.

Напряжение U_пр2(t) с выхода усилителя 42 промежуточной частоты поступает на вход фазовращателя 43 на +90°, на выходе которого образуется напряжение

U_пр3(t)=υ_пр*Cos[2π(f_пр±Δf)t+φ_пр1-90°+90°]=

=υ_пр*Cos[2π(f_пр±Δf)t+φ_пр1].

Напряжения U_пр1(t) и U_пр3(t)поступают на два входа сумматора 44, на выходе которого образуется суммарное напряжение

U_Σ(t)=υ_Σ*Cos[2π(f_пр±Δf)t+φ_пр1],

где υ_Σ=2*υ_пр.

Это напряжение подается на второй вход перемножителя 45, на первый вход которого поступает электромагнитное излучение l₁(t) с выхода приемного устройства 2.

На выходе перемножителя 45 образуется гармоническое напряжение на частоте гетеродина f_г

U_Г3(t)=υ_г3*Cos(2π*f_гt+φ_г), 0≤t≤τ_c ,

где υ_г3=1/2*Е_c*υ_∑.

Так как частота настройки f_н узкополосного фильтра 46 выбирается равной частоте f_г гетеродина (f_н=f_г), то напряжение U_Г3(t) выделяется узкополосным фильтром 46, детектируется амплитудным детектором 47 и поступает на управляющий вход ключа 48, открывая его. В исходном состоянии ключ 48 всегда закрыт.

При этом напряжение U_Σ(t) с выхода сумматора 44 через открытый ключ 48 поступает на вход измерителя 6 напряженности электромагнитного поля, в качестве которого может быть использован амплитудный детектор. В каждой точке наблюдения производят не менее двух последовательных измерений напряженности электромагнитного поля Земли. Затем производится операция вычитания двух последовательных измерений. Для этого сигнал, соответствующий предшествующему измерению, задерживается линией 7 задержки до момента сравнения его с последующим сигналом в блоке 8 вычитания. Операции интегрирования разностного сигнала и деления разностного сигнала на проинтегрированный разностный сигнал производится в блоках 9 и 10.

В блоке 11 осуществляется сравнение нормированного сигнала с пороговым значением сигнала, задаваемого блоком 12. В вычислительном устройстве 13 осуществляется обработка результатов измерения, а их индикация осуществляется блоком 14.

Сигнал с выхода блока 11 сравнения одновременно поступает на управляющий вход ключа 27, открывая его. В исходном состоянии ключ 27 всегда закрыт.

Электромагнитные излучения l₂(t)-l₅(t) с выходов приемных устройств 19-22 поступают на первые входы перемножителей 23-26 соответственно, на вторые входы которых подается напряжение U_Σ(t) с выхода сумматора 44 через открытый ключ 27. На выходах перемножителей 23-26 образуются следующие гармонические колебания:

U₁(t)=υ₁*Cos(2π*f_гt+φ_г+Δφ₁),

U₂(t)=υ₁*Cos(2π*f_гt+φ_г-Δφ₂),

U₃(t)=υ₁*Cos(2π*f_гt+φ_г+Δφ₃),

U₄(t)=υ₁*Cos(2π*f_гt+φ_г-Δφ₄), 0≤t≤τ_c,

где υ₁=1/2*Е_c*υ_∑;

Δφ₁=φ₂-φ₁=2π*d₁/λ*Cosα;

Δφ₂=φ₃-φ₁=2π*d₂/λ*Cosα;

Δφ₃=φ₄-φ₁=2π*d₃/λ*Cosβ;

Δφ₄=φ₅-φ₁=2π*d₄/λ*Cosβ;

α, β - угловые координаты эпицентра ожидаемого землетрясения (азимут и угол места),

которые выделяются узкополосными фильтрами 28-31 соответственно. Знаки «+» и «-» перед фазовыми сдвигами Δφ₂ и Δφ₄ соответствуют диаметрально противоположным положениям антенн 15 и 16, 17 и 18 относительно антенны 1. Гармонические колебания U₁(t) и U₂(t), U₃(t) и U₄(t) поступают на два входа фазовых детекторов 33 и 39 соответственно. На выходе фазовых детекторов 33 и 39 образуются постоянные напряжения:

U_Н2(α)=υ_н2*CosΔφ₅,

U_Н4(β)=υ_н2*CosΔφ₆,

где υ_н2=1/2*υ₁ ²;

Δφ₅=Δφ₁+Δφ₂=2π*d₇/λ*Cosα;

Δφ₆=Δφ₃+Δφ₄=2π*d₈/λ*Cosβ;

d₇=d₁+d₂; d₈=d₃+d₄,

которые фиксируются блоками 35 и 37 регистрации соответственно.

Гармонические колебания U₁(t) и U₂(t), U₃(t) и U₄(t) одновременно поступают на два входа перемножителей 49 и 50 соответственно. На выходе перемножителей 40 и 50 образуются следующие напряжения:

U₅(t)=υ₂*Cos(4π*f_гt+2φ_г+Δφ₇),

U₆(t)=υ₂*Cos(4π*f_гt+2φ_г+Δφ₈), 0≤t≤τ_с,

где υ₂=1/2*υ₁ ²;

Δφ_р1=Δφ₁-Δφ₂;

Δφ_р2=Δφ₃-Δφ₄;

которые выделяются узкополосными фильтрами 51 и 52 соответственно и поступают на первые входы фазовых детекторов 32 и 38.

Напряжение U_Г1(t) гетеродина 4 поступает на вход удвоителя 53 фазы, на выходе которого образуется напряжение

U_Г4(t)=υ_г4*Cos(4π*f_гt+2φ_г),

где υ_г4=1/2*υ₁ ²;

которое подается на вторые входы фазовых детекторов 32 и 38. На выходе фазовых детекторов 32 и 38 образуются постоянные напряжения:

U_Н1(α)=υ_н1*CosΔφ_р1 ,

U_Н3(β)=υ_н1*CosΔφ_р2,

где υ_н1=1/2*υ₂ ².

Измерение разности разностей фаз

Δφ_р1=Δφ₁-Δφ₂, Δφ_р2=Δφ₃-Δφ₄

эквивалентно измерению фазовых сдвигов на измерительных базах, длина которых определяются разностью

d₅=d₂-d₁; d₆=d₄-d₃.

Следовательно, выбирая разности баз d₅ и d₆ достаточно малыми, можно обеспечить формирование соответствующих измерительных баз.

Напряжения U_H1(α) и U_H3(β) фиксируются блоками 34 и 36 регистрации.

Приемные антенны 1, 15-18 размещают таким образом, что измерительные базы образуют несимметричный геометрический крест, в перемещении которого помещают приемную антенну 1 измерительного канала (фиг.2). При этом меньшие базы d₅ и d₆ образуют грубые, но однозначные шкалы пеленгации, а большие базы d₇ и d₈ - точные, но неоднозначные шкалы пеленгации:

d₅/λ<1/2<d₇/λ, d₆/λ<1/2<d₈/λ,

где d₅=d₂-d₁, d₆=d₄-d₃;

d₇=d₁+d₂, d₈=d₃+d₄.

Зная высоту полета h летательного аппарата и измерив угловые координаты α и β, можно точно и однозначно определить координаты эпицентра ожидаемого землетрясения.

Так, предполагается использовать фазовый метод пеленгации области возмущения с помощью пяти приемных антенн, расположенных в виде несимметричного геометрического креста.

Способ и устройство инвариантны к нестабильности несущей частоты электромагнитного излучения, так как пеленгацию области возмущения электромагнитного поля осуществляют на стабильной частоте f_г гетеродина. Кроме того, за счет использования неподвижных антенн значительно упрощается техническая реализация способа и устройства на борту летательного аппарата.

Описанная выше работа устройства, реализующего предлагаемый способ, соответствует случаю приема электромагнитного излучения по основному каналу на частоте f_c (фиг.4).

Если ложное электромагнитное излучение (помеха) принимается по зеркальному каналу на частоте f_з

U_з(t)=υ_з*Cos(2π*f_зt+φ_з), 0≤t≤τ_з ,

то усилителями 5 и 42 выделяются следующие напряжения промежуточной частоты:

U_пр4(t)=υ_пр4*Cos(2π*f_прt+φ_пр4),

U_пр5(t)=υ_пр4*Cos(2π*f_прt+φ_пр4+90°), 0≤t≤τ_з,

где υ_пр4=1/2*υ_з*υ_г;

f_пр=f_г-f_з - промежуточная частота;

φ_пр4=φ_г-φ_з.

Напряжение U_пр5(t) с выхода усилителя 42 промежуточной частоты поступает на вход фазовращателя 43 на 90°, на выходе которого образуется напряжение

U_пр6(t)=υ_пр4*Cos(2πf_прt+φ_пр4+90°+90°)=

=-υ_пр4*Cos(2πf_прt+φ_пр4), 0≤t≤τ_з.

Напряжения U_пр4(t) и U_пр6(t), поступающие на два входа сумматора 44, на его выходе компенсируются.

Следовательно, ложное электромагнитное излучение (помеха), принимаемое по зеркальному каналу на частоте f_з, подавляется «внешним кольцом», состоящим из смесителей 3 и 41, гетеродина 4, усилителей 5 и 42 промежуточной частоты, фазовращателей 40 и 43, сумматора 44 и реализующим фазокомпенсационный метод.

По аналогичной причине подавляется и ложное электромагнитное излучение (помеха), принимаемое по первому комбинационному каналу на частоте f_к1.

Если ложное электромагнитное излучение (помеха) принимается по второму комбинационному каналу

U_к2(t)=υ_к2*Cos(2π*f_к2t+φ_к2), 0≤t≤τ_к2,

то усилителями 5 и 42 выделяются следующие напряжения промежуточной частоты:

U_пр7(t)=υ_пр7*Cos(2π*f_прt+φ_пр7),

U_пр8(t)=υ_пр7*Cos(2π*f_прt+φ_пр7-90°), 0≤t≤τ_к2,

где υ_пр7=1/2*υ_к2*υ_г;

f_пр=f_к2-2f_г - промежуточная частота;

φ_пр7=φ_к2-φ_г.

Напряжение U_пр8(t) с выхода усилителя 42 промежуточной частоты поступает на вход фазовращателя 43 на 90°, на выходе которого образуется напряжение

U_пр9(t)=υ_пр7*Cos(2πf_прt+φ_пр7-90°+90°)=

=υ_пр7*Cos(2πf_прt+φ_пр7), 0≤t≤τ_к2.

Напряжения U_пр7(t) и U_пр9(t) поступают на два входа сумматора 44, на выходе которого образуется суммарное напряжение

U_Σ1(t)=υ_Σ1*Cos(2πf_прt+φ_пр7), 0≤t≤τ_к2,

где υ_Σ1=2υ_пр2.

Это напряжение подается на второй вход перемножителя 45, на первый вход которого поступает ложное электромагнитное излучение (помеха) U_к2(t) с выхода приемного устройства 2. На выходе перемножителя 45 образуется гармоническое напряжение на второй гармонике частоты гетеродина 2f_г

U_г(t)=υ_г*Cos(4π*f_гt+2φ_г), 0≤t≤τ_к2,

где υ_г=1/2*υ_к2*υ_∑2,

которое не подает в полосу пропускания узкополосного фильтра 46. Ключ 48 не открывается, и ложное электромагнитное излучение (помеха), принимаемое по второму комбинационному каналу на частоте f_к2, подавляется «внутренним кольцом», состоящим из перемножителя 45, узкополосного фильтра 46, амплитудного детектора 47, ключа 48 и реализующим метод узкополосной фильтрации.

Таким образом, предлагаемые способ и устройство по сравнению с прототипами и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивают увеличение диапазона однозначного измерения углов при малой длине грубых измерительных баз. Это достигается формированием грубых шкал косвенным методом. Особенно это важно при пеленгации источников электромагнитного излучения, предшествующих и сопровождающих землетрясения, в широком частотном диапазоне.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для определения координат эпицентра ожидаемых землетрясений, горных ударов и контроля электромагнитной обстановки в сейсмоопасной зоне земной коры с борта летательного аппарата. Сущность: преобразуют по частоте в измерительном канале принимаемое электромагнитное излучение. Периодически измеряют в точке наблюдения напряженность электромагнитного поля. Определяют разностный сигнал двух последовательных измерений. Интегрируют разностный сигнал. Делят разностный сигнал на проинтегрированный разностный сигнал, сравнивают полученное значение с заданным пороговым значением. В случае если полученное значение превышает пороговое, перемножают преобразованное по частоте электромагнитное излучение с электромагнитными излучениями, принимаемыми в четырех пеленгационных каналах. Выделяют гармонические сигналы на частоте гетеродина, измеряют между ними и напряжением гетеродина фазовые сдвиги. По измеренным фазовым сдвигам определяют фазовым методом в двух взаимно перпендикулярных плоскостях направления на эпицентр ожидаемого землетрясения. При этом приемные антенны измерительного и пеленгационных каналов размещают в виде несимметричного геометрического креста, в пересечении которого помещают приемную антенну измерительного канала. Сдвигают по фазе на +90° напряжение гетеродина, используют его для дополнительного преобразования по частоте принимаемого электромагнитного излучения. Сдвигают по фазе на +90° дополнительно преобразованное по частоте электромагнитное излучение, суммируют его с основным преобразованным по частоте электромагнитным излучением. Перемножают полученное суммарное электромагнитное излучение с принимаемым электромагнитным излучением. Выделяют напряжение на частоте гетеродина, детектируют его и используют в качестве управляющего сигнала для разрешения дальнейшей обработки суммарного электромагнитного излучения. При этом гармонические сигналы на частоте гетеродина, выделяемые в первом и втором, третьем и четвертом пеленгационных каналах, перемножают между собой. Выделяют гармонические сигналы на удвоенной частоте гетеродина, измеряют между ними и напряжением гетеродина удвоенной частоты разности разностей фаз. Формируют с использованием разности разностей фаз грубые, но однозначные шкалы отсчета углов. Технический результат: увеличение диапазона однозначного измерения углов при малой длине грубых измерительных баз. 4 ил.

Способ определения координат эпицентра ожидаемого землетрясения, основанный на преобразовании по частоте в измерительном канале принимаемого электромагнитного излучения, периодическом производстве в точке наблюдения не менее двух последовательных измерений напряженности электромагнитного поля, определении разностного сигнала двух последовательных измерений, интегрировании разностного сигнала, делении разностного сигнала на проинтегрированный разностный сигнал, сравнении полученного значения с заданным пороговым значением и, в случае превышения заданного порогового значения, перемножении преобразованного по частоте электромагнитного излучения с принимаемыми в четырех пеленгационных каналах электромагнитными излучениями, выделении гармонических сигналов на частоте гетеродина, измерении между ними и напряжением гетеродина фазовых сдвигов, по которым определяют фазовым методом в двух взаимно перпендикулярных плоскостях направления на эпицентр ожидаемого землетрясения, при этом приемные антенны измерительного и пеленгационных каналов размещают в виде несимметричного геометрического креста, в пересечении которого помещают приемную антенну измерительного канала, сдвигают по фазе на +90° напряжение гетеродина, используют его для дополнительного преобразования по частоте принимаемого электромагнитного излучения, сдвигают по фазе на +90° дополнительно преобразованное по частоте электромагнитное излучение, суммируют его с основным преобразованным по частоте электромагнитным излучением, перемножают полученное суммарное электромагнитное излучение с принимаемым электромагнитным излучением, выделяют напряжение на частоте гетеродина, детектируют его и используют в качестве управляющего сигнала для разрешения дальнейшей обработки суммарного электромагнитного излучения, отличающийся тем, что гармонические сигналы на частоте гетеродина, выделяемые в первом и втором, третьем и четвертом пеленгационных каналах, перемножают между собой, выделяют гармонические сигналы на удвоенной частоте гетеродина, измеряют между ними и напряжением гетеродина удвоенной частоты разности разностей фаз Δφ_р1=Δφ₁-Δφ_2,, Δφ_p2=φ₃-φ₄, формируют с использованием разности разностей фаз грубые, но однозначные шкалы отсчета углов, при этом измерение разности разностей фаз Δφ_р1 и Δφ₂ эквивалентно измерению фазовых сдвигов на измерительных базах, длина которых d₅=d₂-d₁, d₆=d₄-d₃ при условии выполнения неравенств d₅λ<1/2<d₇/λ, d₆/λ<1/2<d₈/λ, где d₇=d₁+d₂, d₈=d₃+d₄.