автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Теоретические основы автоматизированного электромагнитного контроля геодинамических объектов

>укописи

КУЗИЧКИН ОЛЕГ РУДОЛЬФОВИЧ

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО КОНТРОЛЯ ГЕОДИНАМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ

Специальность: 05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды,

веществ, материалов и изделий

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Орел 2008

003459782

Работа выполнена на кафедре " Электроника и вычислительная техника" Муромского института (филиала) Владимирского государственного университета и на кафедре «Проектирование и технологии электронных и вычислительных систем» ГОУ ВПО Орловского государственного технического университета.

НАУЧНЫЙ КОНСУЛЬТАНТ:

доктор технических наук,

профессор Еременко Владимир Тарасович

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

доктор физико-математических наук,

профессор, заслуженный деятель науки РФ Щукин Георгий Георгиевич доктор технических наук,

профессор Шкатов Петр Николаевич

доктор технических наук,

профессор Иванов Борис Рудольфович

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ:

Научно - исследовательский центр экологической безопасности РАН, г. Санкт - Петербург

Защита состоится 17 февраля 2009 г. в 14— на заседании диссертационного совета Д 212.182.01 при Орловском государственном техническом университете по адресу: 302020, г. Орел, Наугорское шоссе, 29.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Орловского государственного технического университета.

Автореферат разослан 2009 г.

Отзывы на реферат, заверенные печатью, просьба отправлять в адрес ученого секретаря диссертационного совета.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

Суздальцев А.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. В настоящее время, в связи с необходимостью решения проблем защиты и предупреждения катастроф на природных и техногенных объектах, значительно возросла актуальность создания систем автоматизированного контроля геодинамических объектов. Это особенно важно в случаях расположения сложных народнохозяйственных объектов в сейсмически активных районах, а также в зонах естественных и искусственных неустойчивых геодинамических структур (оползни, осыпи, обвалы и зоны развития карста). Основные теоретические и методические положения организации контроля и мониторинга природной среды и литосферы подробно освещены в работах ученых Трофимова В.Т., Епишина В.К., Королева В.А., Израэля Ю.А., Гамбурцева А.Г. и др.

Наиболее перспективным при организации автоматизированного контроля геодинамических объектов является применение электромагнитных методов зондирования сред, которые обеспечивают эффективную организацию наблюдений за геологическими объектами, оценку состояния и прогноза развития, что определяется их высокой технологичностью. Значительный вклад в развитие этих методов внесли научные коллективы ряда высших учебных заведений и научно-исследовательских институтов, а также известные ученые Тихонов А.Н., Садовский В.П., Страхов В.Н., Четаев Д.Н., Бердичевский М.Н., Дмитриев В.И., Жданов М.С., Хмелевской В.К., Шевнин В.А., Светов Б.С., Спичак В.В., Огильви A.A., Иванов А.П., Шаманин C.B., Черняк Г.Я. и др. Предложенные на основе их исследований технические решения ориентированы на сравнительный анализ временных рядов с фильтрацией природных и техногенных ритмов и на выделение полезной геодинамической составляющей. Такой подход удобен для исследовательских целей, а при реализации функции контроля, предназначенного для оперативной реакции на критичные геодинамические изменения объекта, является не совсем эффективным. Кроме того, при его практическом применении возникает серьезная проблема, связанная с выделением малых геодинамических вариаций отдельных объемов геологической среды.

Контроль за вариациями отдельных объемов среды позволяет получить информацию о возможных катастрофических изменениях раньше, чем при слежении за геодинамикой среды в целом. Повышение геодинамической чувствительности за счет выделения аномальных составляющих сигналов и обязательность контроля вариаций отдельных геодинамических объектов в исследуемой среде приводит к необходимости расширения информационной насыщенности и разнообразию применяемых при интерпретации геоэлектрических моделей. Таким образом, при информационной обработке данных геодинамического контроля важная роль должна отводиться разработке моделей геодинамических процессов и помехообразующих факторов, обеспечивающих требуемую точность геодинамической оценки.

Существующие в настоящее время системы автоматизированного контроля и мониторинга геологических объектов предназначены в основном для научных исследований и не обеспечивают оперативной обработки информации о текущих геодинамических изменениях, необходимой для принятия решений при возникновении чрезвычайных ситуаций в режиме реального времени. Таким образом, в современных условиях постоянного возрастания техногенной нагрузки на природную среду, для автоматизированного электромагнитного контроля геодинамических объектов, особую значимость приобретает создание теоретических ос-

нов, включающих в себя методы организации самих систем контроля, геодинамических моделей, методик, алгоритмов обработки информации и принятия оперативных решений.

Разработка технических решений на базе созданных теоретических положений и их внедрение в народное хозяйство будет существенным вкладом в создание систем предупреждения техногенных катастроф на промышленных и жизнеобеспечивающих объектах. Таким образом, тема диссертационного исследования является актуальной как с теоретической, так и с практической точки зрения. Объектом исследования являются процессы контроля геодинамических объектов в низкочастотном и ультранизкочастотном диапазонах электромагнитных волн.

Предметом исследования являются методы, модели, алгоритмы и устройства извлечения и обработки информации в системах автоматизированного контроля геодинамических объектов.

Целью диссертационной работы является повышение безопасности техногенных объектов.

В соответствии с поставленной целью были определены следующие основные задачи:

1. Анализ особенностей процессов контроля геодинамических объектов в низкочастотном и ультранизкочастотном диапазоне волн.

2. Исследование и разработка структуры системы автоматизированного электромагнитного контроля геодинамических объектов

3. Исследование методов геоэлектрического моделирования геодинамических объектов и процессов и построение базовых моделей.

4. Исследование и формирование методов обработки информации при электромагнитном контроле геодинамических объектов.

5. Исследование методов построения системы мониторинга импульсных геомагнитных источников, организации регистрации и обработки геомагнитных данных по распределенной сети станций наблюдения.

6. Разработка .алгоритмов обработки информации в системе мониторинга импульсных геомагнитных источников и исследование точности статистических оценок эпицентральных зон импульсных геомагнитных возмущений с использованием методов регрессионного анализа.

7. Разработка методических рекомендаций по применению теоретических положений при построении систем автоматизированного контроля геодинамнче-ских объектов и создание на их основе реальных систем контроля, обеспечивающих повышение безопасности техногенных объектов.

Методы исследования. Для решения поставленных в диссертационной работе задач были использованы методы математической статистики, теории принятая решений, теории поля, вычислительной математики, регрессионного и спектрального анализа, математического, имитационного и натурного моделирования.

Достоверность и обоснованность результатов диссертационного исследования обеспечивается корректностью использования математического аппарата, соответствием данных имитационного геодинамического моделирования и выводов, полученных по итогам теоретического моделирования, результатам об-

работки данных экспериментальных научных исследований, и подтверждена авторскими свидетельствами и патентами на предлагаемые способы и устройства.

Научная новизна работы заключается в том, что предложены: Теоретические основы построения систем автоматизированного контроля геодинамических объектов в низкочастотном и ультранизкочастотном диапазоне электромагнитных волн, обеспечивающие решение задач сбора, обработки и анализа данных в условиях динамических изменений геологической среды и включающие в себя:

- метод организации регистрации электромагнитных сигналов в геологических средах, отличающийся выделением аномальных составляющих поля и позволяющий повысить геодинамическую чувствительность при проведении автоматизированного контроля;

- методику геоэлектрического моделирования и базовые модели геодинамических объектов и процессов, отличающуюся представлением объектов исследования в виде пространственно-временных функций с учетом влияния климатических и планетарных факторов;

- методику пространственно-временной обработки сигналов электромагнитных полей, отличающуюся представлением моделей сигналов аномальных составляющих в аддитивно-мультипликативной форме и позволяющую сократить время обнаружения кризисных состояний техногенных объектов;

- алгоритм температурной коррекции данных геодинамического контроля, построенный на основе регистрации температурного градиента в исследуемой среде и учета его в геоэлектрических моделях объектов, позволяющий устранить влияние температуры на геодинамическую оценку;

- методы и принципы построения системы мониторинга импульсных геомагнитных источников, базирующиеся на регистрации геомагнитных данных по распределенной сети станций наблюдения в диапазоне короткопериодических колебаний и позволяющие повысить точность контроля параметров геомагнитных возмущений;

- алгоритмы распределенной регистрации и обработки сигналов геомагнитного поля на сети станций наблюдения, позволяющие автоматизировать процессы обнаружения и выделения сигналов геомагнитных пульсаций;

- алгоритмы регрессионной обработки геомагнитных данных, отличающиеся выделением парциальных составляющих и волновых пакетов, позволяющие существенно уменьшить погрешность оценок параметров геомагнитных источников и устранить ошибку их идентификации;

- методику геодинамического контроля приповерхностных неоднородностей с использованием многополюсных электроустановок, отличающуюся способами обнаружения и выделения аномальных геодинамических вариаций приповерхностных неоднородностей на основе анализа поляризационной структуры поля.

Практическая ценность результатов диссертационного исследования . заключается в:

- разработанном специализированном системном и прикладном программном обеспечении для систем геодинамического контроля;

- устройствах обработки информации в системах автоматизированного контроля геодинамических объектов, признанных изобретениями;

- применении разработанных методик при создании специализированных систем контроля геодинамических объектов, таких как комплексы контроля геодинамики приповерхностных экзогенных процессов, системы контроля возмущений геомагнитного поля в ультранизкочастотном диапазоне электромагнитных волн, распределенные системы контроля импульсных геомагнитных источников и системы контроля геодинамики карстовых явлений;

- результатах работы указанных систем на реальных техногенных объектах.

Результаты диссертационной работы внедрены:

- при организации исследований и геодинамического контроля карстовых объектов на ряде предприятий Нижегородской области в рамках совместных работ с ГУП «Противокарстовая и береговая» г. Дзержинск, Нижегородской обл.;

- при исследовании оползневых структур в рамках работ с ООО «Стелле» г. Москва;

- при построении систем автоматизированного электромагнитного контроля параметров специализированных объектов и изделий в ОАО « Муромтепловоз» г. Муром;

- при создании распределенной системы геодинамического контроля фундаментов зданий в ОАО «Муромский радиозавод»;

- при определении устойчивости карьерных разработок песка с ООО «Авто-спецстрой» и г. Муром, Владимирской обл.;

- в учебный процесс по специальностям «Радиотехника», «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети», «Приборы и методы контроля качества и диагностики», «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем» в Муромском институте ВлГУ

На защиту выносится:

1. Структура систем автоматизированного контроля геодинамических объектов в низкочастотном и ультранизкочастотном диапазоне электромагнитных волн, учитывающая особенности геодинамических изменений среды.

2. Метод организации регистрации электромагнитных сигналов в геологических средах, основанный на выделении аномальных составляющих поля.

3. Методика геоэлектрического моделирования геодинамических объектов и процессов с учетом влияния климатических и планетарных факторов и базовые геоэлектрические модели.

4. Методика пространственно-временной обработки сигналов электромагнитных полей с выделением аномальных составляющих на основе применения аддитивно-мультипликативных моделей.

5. Методы и принципы построения системы мониторинга импульсных геомагнитных источников.

6. Алгоритмы регрессионной обработки геомагнитных данных, построенные на выделении парциальных составляющих и волновых пакетов геомагнитных возмущений.

7. Алгоритмы распределенной регистрации и обработки сигналов геомагнитного поля на сети станций наблюдения в диапазоне короткопериодических колебаний.

8. Методика построения геодинамического контроля приповерхностных не-однородностей с использованием многополюсных электроустановок.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на Международных и Всероссийских конференциях и симпозиумах и опубликованы в материалах и трудах: Муромского института Владимирского государственного университета (1990-2008 г.г.), international Congress on Environmental Modeling and Software - Barcelona, Spain, 2008; на 17-й международной конференции «СВЧ - техника и телекоммуникационные технологии», - Севастополь, Украина, 2007; на 1-й и 2-й международных научных конференциях «Современные проблемы радиоэлектроники», - Ростов-на-Дону, 2007-2008 гг.; на 13-й и 14-й международных научно-технических конференциях «Проблемы передачи и обработки информации в сетях и системах телекоммуникаций» - Рязань, 2004 - 2005 гг.; General Assembly, «Geoelectrical monitoring in zones of seismic, landslide and karst activity», Bulgaria, Sofia. 2005; в материалах 6-й международной научно-технической конференции «Перспективные технологии в средствах передачи информации» - Владимир, 2005; Geophysical Research Abstract. -European Geösciences Ünion, Austria,Vienna, 2005; на 6-11-й заочных Всероссийских НТК <<Методы и средства измерений физических величин» - Н.Новгород, 2001 - 2005 гг.; на VlII-й международной научно-технической конференции «Наука и образование 2005» - Днепропетровск, 2005; на VI-ой заочной Всероссийской НТК «Современные проблемы математики и естествознания» -Н.Новгород, 2004; на XIII-й заочной Всероссийской НТК «Информационные технологии в науке, проектировании и производстве» - Н.Новгород, 2004; IV International Workshop on Magnetic, Electric and Electromagnetic Methods in Seismology and Volcanology - France. - Nice, 2004; на международном симпозиуме «Карсто-ведение - XXI век: теоретическое и практическое значение» - Пермь, 2004; III International Workshop on Magnetic, Electric and Electromagnetic Methods in Seismology and Volcanology - Russia. - Moscow, 2003; на Ш-й Всероссийской НТК «Дистанционное зондирование земной поверхности», Муром, 1999.

Диссертационные исследования выполнялись в рамках госбюджетных и научно-исследовательских работ совместно с Институтом Физики Земли РАН: НИР ИФЗ РАН «Разработка и опробование дирекционного анализа полей геомагнитных пульсаций» (№ гос. per. 72036150); НИР ИФЗ РАН «Исследование особенностей электромагнитного поля геомагнитных пульсаций, обусловленных сверхмедленным распространением вдоль поверхности Земли» (№ гос. per. 78003085); НИР ИФЗ РАН «Исследование количественных характеристик геомагнитных среднеширотных пульсаций» (№ гос. per. 80069244); ГБ НИР МИ ВлГУ № 225/87 «Анализ и синтез радиоэлектронных систем и сигналов методами моделирования на ЭВМ» (Инв.№ 09210044552); ГБ НИР МИ ВлГУ № 264/91 «Анализ и синтез радиоэлектронных систем и сигналов методами моделирования на ЭВМ» (Инв.№ 09210044552, № гос.рег. 02960007077 ); ГБ НИР МИ ВлГУ № 376/01 «Анализ и синтез электронных систем с применением компьютерных технологий» (Инв.№ 02.2007.03232, № гос.рег. 01.200.108484); ХД НИР с ИФЗ РАН №665/02 «Разработка и изготовления датчиков электрического поля»; Грант РФФИ по поддержки молодых ученых «Исследование механо-электрических явлений в горных породах» (№ 600052/99), Грант РФФИ «Разработка системы геомониторинга для обеспечения безопасности эксплуатации промышленных объектов на закарстованных территориях с использованием геоинформационных технологий» (№ 08-07-99032).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 126 работ, в том числе 1 монография, 69 статей - из них 21 в центральных российских и зарубежных журналах перечня ВАК, 48 публикаций в трудах конференций и тезисах докладов, получены 10 авторских свидетельств СССР и патентов Российской Федерации на изобретения и полезные модели.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, восьми глав с выводами, заключения, списка литературы, включающего 253 наименования, 5 приложений на 28 страницах. Основной текст работы изложен на 373 страницах машинописного текста, поясняется 72 рисунками и 16 таблицами.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, формулируется цель работы и основные защищаемые положения, а также дана краткая характеристика диссертации. Приводятся сведения об апробации и внедрении результатов работы.

В первой главе проведен анализ влияния экзогенных факторов на геодинамику среды. Определены цели и задачи, а также обоснована методика построения систем контроля геодинамических объектов на основе электромагнитных методов зондирования сред. Выделены особенности информационной обработки данных при контроле геодинамических объектов в низкочастотном и ультранизкочастотном диапазоне электромагнитных волн, на основании чего определена цель исследования и сформулированы задачи ее достижения.

Во второй главе определена и исследована структура организации системы автоматизированного контроля геодинамических объектов.

Сложность и разнообразность проявления геодинамики сред приводит к необходимости расширения количества контролируемых параметров геодинамических объектов при электромагнитном мониторинге, что значительно увеличивает поток измерительной информации. При этом одна из основных проблем состоит в том, что при решении задач геодинамического контроля необходимо существенно уменьшать время обработки информации для формирования оперативной реакции на критичные изменения объекта. Именно улучшение качественных показателей, сокращение времени и соответственно повышение эффективности проведения геодинамического контроля является основной целью разработки и применения систем автоматизированного геодинамического контроля.

На рис.1 предложена обобщенная структура системы электромагнитного контроля, отражающая особенности геодинамических воздействий на контролируемый объект и основные процессы информационной обработки.

Показано, что геодинамический объект находится под воздействием природных и техногенных факторов, определяемых совокупностью геодеформационных воздействий и (геодеформационные процессы и микросейсмы

,4т)' а также влиянием климатических и планетарных факторов и Б р. Кроме того, учтено, что под действием климатических факторов Ер происходит изменение электромагнитных параметров объекта исследования.

Процессы информационной обработки строятся в соответствии с базовыми принципами решения обратной задачи геодинамического контроля:

(М8,8) = А-1(С18), 1\18е{м},

где - вектор, описывающий модельные параметры объекта; - наблюдаемый вектор данных; 8 = {Х ,Ё } - параметры источника зондирующего поля;

А оператор обратной задачи; {м} - множество допустимых модельных параметров объекта.

Рисунок 1 - Обобщенная структура системы электромагнитного контроля

геодинамических объектов Отмечается, что геодинамические данные всегда регистрируются с шумом, определяемым как помехами в каналах измерений , так и специфичными климатическими и техногенными факторами. В этом случае решение обратной задачи заключается в определении такой модели , которая формирует прогнозные

данные 11^, с наилучшей точностью соответствующие наблюдаемым данным:

И ~ ,,2 (18=А (М8), ¡11§-(18||12=шт,

где А - оператор прямой задачи.

Оптимизация процессов геодинамического контроля обеспечивается за счет управления регистрацией электромагнитных сигналов ут по модельным параметрам объекта, управления уЕ параметрами зондирующих сигналов и управления / по данным селекции сигналов естественных геомагнитных возмущений Ёр.

Отличительной особенностью предложенной структурной схемы является принципиальная зависимость организации процессов контроля от принятых моделей геодинамических объектов, и поэтому в данной схеме предусмотрена ди-

намическая коррекция выбранной модели на основании текущей обработки информации. Необходимость коррекции в системе контроля определяется на основе оценочных критериев на этапе принятия решений в случае текущих качественных изменений геодинамического объекта вследствие перераспределения выбранных объемов геологической среды.

При разработке структуры системы автоматизированного контроля геодинамических объектов выделен ряд объектно-ориентированных и обслуживающих подсистем, реализующих методическое, программно-техническое и информационное обеспечение процессов регистрации и обработки информации. Структура взаимосвязей, определяющих особенности организации исследований, приведена на рис. 2. Данная структура отражает основную особенность и направленность организации автоматизированного геодинамического контроля — это контроль за отдельными выделяемыми объектами на основе разработанных моделей геодинамических объектов и процессов.

Рисунок 2 — Структура взаимосвязей подсистем автоматизированного контроля

геодинамических объектов В данной главе доказано, что адекватность и точность применяемых моделей определяется всем комплексом методических, программно-технических и информационных средств системы и обеспечивает надежность работы системы геодинамического контроля в целом.

В третьей главе рассмотрены особенности геоэлектрического моделирования геодинамических объектов и процессов. Определены базовые геодинамические модели, построенные на основе элементарных геоэлектрических моделей (ЭГМ) с учетом геодинамических изменений и влияния помех, действие которых определяется климатическими и техногенными факторами.

В качестве базовой модели обосновано применение аппроксимации передаточных функций геоэлектрического разреза эквивалентными дробно-рациональными функциями комплексного переменного р = , физически реализуемых дискретными электрическими цепями. Доказано, что для решения задач геодинамического контроля эквивалентность функций геоэлектрического

разреза должна ооеспечивать совпадение характеристик не на всем оесконечном диапазоне частот и времен, а только на ограниченном отрезке.

Передаточная функция задает совокупность дискретных электрических цепей, определяющих геодинамическую модель геоэлектрического разреза. Проведенный анализ показал, что при использовании электромагнитных методов контроля сред в низкочастотном диапазоне волн геодинамика отдельных выделенных объектов хорошо описывается передаточной функцией вида:

т

Н О со, х, у,:)= I (р1{х,у,2)А'1;(В-1+]а), 1=1

где коэффициенты А,, Д, и (р1 являются функциональными зависимостями от электромагнитных и пространственных геодинамических параметров сред, слагающих геоэлектрический разрез. Выражение для коэффициента передачи среды выводится из рассмотрения эквивалентных схем ЭГМ, которые позволяют учесть их электрические и геометрические параметры, предполагаемые геодинамические вариации неоднородностей. Все ЭГМ, рассматриваемые нами, можно свести к общей эквивалентной схеме (рис.3).

Б-1

Ъ

Рисунок 3 - Эквивалентная схема ЭГМ Отличия в ЭГМ отражаются в параметрах эквивалентной схемы, которая содержит неявно заданное сопротивление '¿^. описывающее соответствующую неоднородность. В общем виде оно имеет вид:

Ы 1 + РК2,С2,

где Я2,, С2, - параметрические характеристики второго слоя геоэлектрического разреза.

Функция £>,(а-,г), описывающая геометрические размеры неоднородности, является дискретной и может принимать только два значения 1 и 0. Например, в случае погребенного раздела двух сред на глубине // и мощностью (1, пространственные функции принимают вид:

<рх{х,1) = 1 при.те[0,/]]иге[/2,/7 + йП; <р2(л\з) = 1 при хе[/,,/2]иге[/г,/г + й!], где ¡х-местоположение раздела относительно источника зондирующего сигнала; /2- точка регистрации поля.

При оценке геодинамики исследуемых объектов рационально использовать аналитические спектральные выражения для описания приповерхностных неоднородностей, получаемые из рассмотрения пространственно-импульсной реакции среды на точечный источник зондирующего сигнала на уровне наблюдения 20 вдоль профиля соответствующей неоднородности:

Г(гх,20)= \ ] Цх -гх,г0 )к(х, 2, Р)с1хс1:, /г(х, р) ^ Ь"1 Н(кх, к-, р)

-00

где Ь(х,г)— функционал, аппроксимирующий точечный источник в точке среды х,г; кх,кх — пространственные частоты.

Обосновано, что в соответствии с приведенными соотношениями геодинамические вариации приповерхностных неоднородностей могут быть оценены по спектральным изображениям объекта в рамках применяемых геодинамических моделей:

где с, - вектор микросейсмической помехи, имеющий нулевое математическое ожидание М(£)=0 и дисперсию ^ размерность вектора геодинамиче-

ских вариаций аг- определяется количеством контролируемых параметров.

Электрические параметры горных пород а и ¿"легко изменяют свои значения в зависимости от внешних климатических воздействий, и на них сильное влияние оказывают температура, давление, влажность и другие факторы. Обосновано, что основой этого влияния является установленная взаимосвязь электрических и упругих параметров горных пород. Экспериментальные исследования, проводимые в рамках данной работы, показали, что структурные геодинамические изменения в среде могут быть обнаружены электромагнитными методами ранее, чем возникает необратимое геодинамическое разрушение объекта.

В четвертой главе проведено исследование методов пространственно-временной обработки сигналов электромагнитных полей на основе выделения и анализа аномальных составляющих поля.

При регистрации и обработке электромагнитных сигналов в низкочастотном и ультранизкочастотном диапазонах волн всегда постулировалось отсутствие влияния токов смещения. Однако при использовании в низкочастотных геодинамических исследованиях высокоточных измерительных систем, позволяющих регистрировать незначительные геодинамические вариации объектов исследования, влияние токов смещения становится существенным, и их учет становится необходим. Кроме того, повышение геодинамической чувствительности приводит к увеличению влияния помехообразующих факторов на результаты обработки геомагнитных данных и соответственно требует разработки соответствующих алгоритмов коррекции.

Основой построения алгоритмов температурной коррекции является использование параметрических одномерных моделей влияния температуры на результаты геодинамического контроля. Параметры распространения температуры в среде а, г— выражены через соответствующие статистические моменты регрессионного уравнения на основе экспериментальных температурных рядов по данным геодинамических исследований:

(1 + />V« = а±Твг, в = 4^=,г =

Ы ¿=1 х'у-хху х у-хху

где

- 22 V " х = ~ТЬРг х ь м

, г

* 1.

, 1»> у = тХ

/ /.

IV'

/=1

-/у,

т*

Л ./=1

/ /IV

V

В качестве примера приводятся результаты обработки экспериментальных данных, полученных в ходе долговременных наблюдений за геологическим разрезом на Ашхабадском геодинамическом полигоне, п. Берзенгн в 1989 году, в ходе экспериментальных работ с Институтом Физики Земли РАН и Институтом сейсмологии АНТ.

\ ;

: : : г

Б3 Н- - ..... 1 : к-н : :

;!/ : ! .\\itl\i\ !

23 р - ЦЬ.. '!" Г Г :

1 : : : ; 1 ; ■ /

¡111 ""Г" г

.....[.....гу;п

"х-,! ! :

, у| : : : ГГГ.....1......Г 7 * ; .1' ЬчН • - . \ , Л Г ;

( V ^ !....... ..... : :

зв и «л

1-х ;ао :бо эсо 3«

а) 6)

Рисунок 4 - Экспериментальные данные регистрации коэффициента передачи

В эксперименте регистрировались действительная и мнимая составляющие коэффициента передачи среды (рис. 4а), а также температура воздуха Тв и температура среды Тс на глубине 20 см с часовым интервалом. На рис. 46 приведены зависимости коэффициента передачи от времени без влияния температуры, вычисленные в соответствии с предложенным алгоритмом. Как видно из графиков, температурные суточные колебания в зависимостях отсутствуют, и на графиках четко отражаются качественные изменения коэффициента передачи среды для исследуемого геологического разреза.

Обосновано, что для повышения точности обработки необходимо учитывать пространственную поляризационную структуру регистрируемых электромагнитных полей при геодинамических исследованиях. При этом количественная оценка его структуры выполняется по основным, инвариантным к измерительному базису, поляризационным характеристикам выделяемых монохроматических составляющих. Ошибка определения поляризационных характеристик в точке регистрации поля:

А а.,

АхАу (соб (рх + соэ сру) ШйАго

а; + а;

л

-•¡Му -<рх).

А;-А;

А^Хсащ+саыр,,) Ьу0Дсо

К

Определены критерии разработки алгоритмов для оптимизации процессов измерения и регистрации электромагнитных сигналов с целью повышения отношения сигнал-шум. Алгоритмы могут быть направлены как на оптимизацию ориентации измерительной системы, так и на синтез оптимальных зондирующих сигналов в системах геодинамического контроля.

Показано, что регистрируемые сигналы аномальной составляющей электромагнитного поля при геодинамическом контроле в общем виде описываются пространственной функцией F(x,y,z0,p), которая в произвольной точке наблюдения с координатами (xQ,y0,z0) представляется моделью нестационарного процесса аддитивно-мультипликативного класса:

Нх0 ,y0,z0,t) = f(x0, у0, z0,0(1 + #(0) + g(*o, У о. ¿0 v0, где £(0— случайный стационарный процесс, характеризующий действие планетарных и техногенных факторов; f(x0,yQ,z0,t) и g(x0,y0,z0,t) - действительные детерминированные функции, определяемые текущей геодинамикой объекта. Соответственно дал такой модели процесса:

Mf(t) = f{t)M, + g(0, Df(t) = Kf{t,t) = /2(0^(0).

KAt,J2) КЛи-t,) Rf(/,,t2)= , = " = R (0),

где Kg(u)-корреляционная функция случайного процесса q{l).

Так как вариации передаточной функции определяются временными вариациями действительных коэффициентов, то модель объекта в дифференциальной форме при наличии геодинамических вариаций имеет вид:

а,,

(О + £я,(ОХ0) =60(0 + Í>*(0Y(i) или LSX = LyY.

о

/=i /=1 При отделении геодинамического тренда уравнение сводится к следующему виду:

pdctj ы\Т\°а1 H8aj ммда]

Оно является обобщением геодинамической оценки вариаций приповерхностных неоднородностей, и решается с применением методов регрессионного анализа относительно вектора геодинамики объекта исследования.

Особенностью применения регрессионного анализа при геодинамических исследованиях является оценка не самих моделей объектов, а их геодинамических изменений. Причем эта оценка проводится по ограниченному объему измерительной информации с учетом применяемых алгоритмов предварительной обработки. При рассмотрении базовых положений регрессионного анализа данных электромагнитного мониторинга выделены три основные регрессионные задачи, решаемые в рамках обработки информации в системах геодинамического контроля. Это задача выделения сигнала и определения его параметров при распределенной регистрации электромагнитного поля, задача определения геодинамических изменений объекта исследования и задача идентификации и прогнозных оценок геодинамики объектов.

В пятой главе рассмотрены вопросы построения системы мониторинга импульсных геомагнитных источников в диапазоне короткопериодических колебаний геомагнитного поля Земли.

В данной главе обоснованы методы организации распределенной регистрации и обработки сигналов возмущений геомагнитного поля, которые основаны на предварительной частотной селекции возмущений и пространственно-временной регрессионной обработке сигналов, регистрируемых в выделенном частотном диапазоне на распределенной системе пунктов наблюдения. Для определения координат и параметров источника иррегулярного возмущения в данной зоне поиска производится селективный контроль электромагнитного поля на периферийных наблюдательных пунктах в заданной полосе частот. Количество и ширина частотных поддиапазонов определяется предполагаемыми характеристиками источника и задачами контроля. Результат предварительной обработки геомагнитных сигналов в пунктах наблюдения представляется в виде векторно-матричного выражения:

ТГ 4

У1в(Л,<о„)ъш<1Л,

где \У'„Ц,(у„) - передаточная характеристика соответствующего фильтра; Т},-временной интервал окна поиска. Соответственно алгоритмы обнаружения и определения координат геомагнитного импульсного источника строятся на решении данного матричного выражения. Доказано, что получаемые при этом регрессионные соотношения должны учитывать частотную дисперсию фазовых скоростей для идентифицированных «тел» сигналов иррегулярного возмущения геомагнитного поля.

Основным методом предварительной обработки геомагнитных сигналов является СВАН (спектрально-временной анализ), который позволяет выделить частотные составляющие сигнала на распределенной сети станций с минимальными фазовыми искажениями. При геодинамическом контроле в реальном масштабе времени традиционный СВАН становится нереализуемым в силу ряда причин. В настоящей работе предложен и исследован алгоритм, основанный на применении метода комплексной демодуляции, позволяющего осуществить спектрально-временной анализ без преобразований Фурье в реальном масштабе времени.

Для обеспечения необходимой точности селекции геомагнитных пульсаций необходимо, чтобы амплитудно-частотные характеристики полосовых фильтров с шириной полосы пропускания 2Асо (соответственно для низкочастотных фильтров в процедуре комплексной демодуляции Асо) пересекались между собой на уровне -3 дБ. Соответственно, введя параметр перекрытия частотного диапазона

получим логарифмическую шкалу центральных частот фильтров, наиболее распространенную в известных системах СВАН:

ом = уса,, а, = , А со, = (1 - у)со1 /(] + у)

Показано, что точность работы алгоритма и его временные характеристики определяются применяемыми цифровыми фильтрами низких частот, которые обеспечивают выделение отдельных спектральных составляющих.

Индукционные магнитометры, применяемые в геомагнитных исследованиях, должны обеспечивать надежную регистрацию исследуемых сигналов в широкой полосе частот со сжатием динамического диапазона. При этом измерительный тракт магнитометров должен иметь стабильную амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) при расширении полосы пропускания до 0,002 Гц с минимальным уровнем собственных шумов и температурной нестабильности. Для достижения поставленных целей индукционный датчик конструктивно выполняется совместно с предусшштелем (активный датчик) и подключается к тракту фильтрации и управления магнитометра через линию связи. Из проведенного в данной главе ананиза вариантов технической реализации активного индукционного датчика для геомагнитных исследований делается вывод, что конструктивно повысить чувствительность датчиков можно за счет использования их секционирования. При этом собственная резонансная частота датчика смещается в область верхних частот, улучшая метрологические параметры магнитометра в целом. Предложенная схема включения источника тестового сигнала позволяет избежать информативных потерь при долговременной регистрации геомагнитного поля Земли, возникающих вследствие необходимости периодического тестирования датчика.

Так как интенсивность регистрируемых геомагнитных колебаний имеет ярко выраженную частотную зависимость, то возникает необходимость проведения измерений в нескольких частотных диапазонах независимо друг от друга. Эта задача решается введением в измерительный тракт геомагнитных измерительных комплексов сопряженных многодиапазонньтх фильтров и применением алгоритмов распределенной обработки на сети станций наблюдения синхронно во всех диапазонах. Технически многодиапазонная фильтрация может быть реализована за счет применения независимых полосовых фильтров, содержащих последовательно включенные активные фильтры верхних (ФВЧ) и нижних (ФНЧ) частот. При этом необходимо использовать методы одновременного формирования границ диапазонов ФВЧ и ФНЧ, что позволяет получить абсолютно точное сопряжение частотных границ соседних поддиапазонов фильтров, а также уменьшить число настраиваемых пассивных элементов. Кроме упрощения сопряжения частотных границ соседних поддиапазонов и уменьшения числа настраиваемых пассивных элементов при технической реализации не менее важным является получение произвольной, не связанной с амплитудно-частотной, фазочастотной характеристики и обеспечение устойчивости многодиапазонного фильтра высокого порядка.

Поставленные цели достигаются тем, что в многодиапазонный активный фильтр, содержащий последовательно включенные по мере нарастания граничных частот активные многозвенные фильтры верхних частот, включаются сумматоры по числу поддиапазонов, в соответствии с рассмотренным принципом организации сопряженных фильтров. Такое решение исключает возможность возникновения обратных связей через сумматор между звеньями активного многозвенного фильтра высокого порядка, что обеспечивает сохранение устойчивости этого фильтра с подключенными сумматорами.

В шестой главе определены методы и алгоритмы обработки информации в системе мониторинга импульсных геомагнитных источников. Проведена экспериментальная оценка параметров геомагнитных возмущений на примере геомагнитных пульсаций типа Р1-2 по данным пространственной регистрации геомагнитного поля. Опробованы методы регрессионной обработки волновых пакетов и проведена оценка точности выделения и контроля их параметров.

Показано, что возможность локального описания поля геомагнитных пульсаций плоской волной определяется его пространственной непрерывностью, то есть линейностью и незначительностью изменений в пределах зоны регистрации поля. Пространственный анализ сигналов геомагнитных пульсаций предполагает согласование амплитудно-фазовых соотношений гармонических составляющих в точке наблюдения с пространственной поляризационной структурой поля. При этом, для электрической и магнитной компоненты по отношению к источнику поля:

и„(г) = и„ (0)ехр[гЛ, (0) - с#)]ехр[Д.г]4-, и,(г) = и,(0)ехр[^(0) - а*)]схр[/м4-,

* г * г'

где ввиду ограниченности зоны контроля А г для волнового вектора к,:

Пп (г) 1-1п(г)

, . „(Ыг) 1 — 1п(г) , , 0(\.

гг АН, Ь,=ь9 + рсI-

-Д г

г г

Данный подход позволил использовать линейную регрессионную модель для оценки параметров волнового вектора. Уравнения Максвелла примут при этсм упрощении следующий вид:

ей ск '

<%„ оН„

--2- = иоуН,. и —= -о£„

& &

(Я. - = т/М, {¡к. - Д,,/-Ж, = вЕ„

где р,,<,р,щ,ре._,рец- пространственные коэффициенты затухания парциальных волн магнитного и электрического типа соответственно.

Неоднородность рассматриваемого поля предполагает спектрально-пространственную неоднородность самого источника геомагнитных пульсаций. Соответственно определить его характеристики возможно лишь для отдельных составляющих спектрального разложения поля, полученных в результате обработки сигналов геомагнитного поля на сети станций по алгоритму СВАН. Обосновано, что в алгоритме регрессионного анализа необходимо учитывать условия регистрации сигналов геомагнитных пульсаций и, в первую очередь, влияние применяемых многодиапазонных фильтров в измерительном тракте, а также параметры фильтров. При этом оценка эпицентра геомагнитного возмущения проводится по данным на основе линейной регрессионной модели:

К. (®У) = <Рс; («'/) - >;. - /,„[;", А, 1п[.4 {ю])] = 1п[ Д, {ео1)] - от (а)1пг .

В приведенном выражении и(а]) и Ь(со1) являются регрессионными коэффициентами, определяющими параметры распространения геомагнитного возмущения, г, - расстояния от станций наблюдения до предполагаемого эпицентра, а <?„, (»у) и 1п[Д,((у;)] - приведенные значения фаз и логарифма амплитуды источни-

ка в эпицентральной зоне. Элементы матрицы фазовой коррекции ДД|./1 определяются уравнением:

¿,[/,У'] = 2л7;[/,./]+ Др [г,у], где Дф [г, у] - коррекция фазовых искажений, вносимых многодиапазонными фильтрами; ф',/] - фазовые добавки, учитывающие волновое распространение полей геомагнитных пульсаций.

В соответствии с алгоритмом регрессионного анализа параметры распространения определяются следующими соотношениями:

<*М= "' ,--, А(®,) = ®?--

где р - дисперсионный коэффициент, учитывающий особенности распространения типов геомагнитных пульсаций; 5Ц - весовой коэффициент, учитывающий ширину полосы пропускания фильтров алгоритма СВАН на частоте настройки фильтра а>1 и уровень шумов на 1-ой станции наблюдения.

На основании рассмотренной методики были проанализированы несколько отобранных случаев /7-2. По каждому идентифицированному случаю рассчитаны коэффициенты корреляции по фазам Я„, величина, которых превышает 0,999, и значения коэффициентов корреляции логарифмов амплитуд ла с логарифмами расстояний до соответствующих станций. Значения коэффициентов имеют среднюю величшту 0,95, что говорит о соответствии пространственного распределения амплитуд и фаз спектральных составляющих сигналов геомагнитных пульсаций модели их волнового распространения по поверхности Земли. При этом близость к единице полученных коэффициентов корреляции Я™ и /?„ определяется небольшими значениями остаточной суммы квадратов по амплитудным и фазовым данным СВАН, и соответственно оценка 5 среднеквадратичного отклонения а по остаточной сумме квадратов при «-парах наблюдений. При этой оценке получаем значения полуширины доверительного интервала в центре тяжести (при л* = ;с)

у = у + Ь{х-х)±Ау, Ау = (в14п.

В точке эпицентра полуширина полосы увеличивается в ^¡\ + х2 / Ах раз. Коэффициенты обеспечивающие доверительный интервал с вероятностью 0,95, равны 3,1824; 2,7764; 2,5706, соответственно для 5, 6 и 7 пар наблюдений. Делением на коэффициент Ь полуширины полосы Уоркинга-Хотеллинга на уровне эпицентра получим оценку доверительного радиуса окружности А/?, вокруг которого источник возмущения находится с вероятностью 0,95. Эпицентральные зоны при этом располагаются в пределах полярного овала, что подтверждает эффект группирования эпицентров при одинаковом локальном времени. Вместе с тем следует отметить некоторую неоднозначность полученных результатов. Так, для всех рассчитанных случаев /7-2 получается несколько вариантов возможных эпицентров с высокими значениями коэффициентов корреляции. Разброс координат предполагаемых эпицентров находится в пределах от 2 до 5 градусов по широте и

долготе. На основании этого возникает необходимость привлечения дополнительных данных при оценке эпицентральных зон геомагнитных пульсаций Pi-2.

Применение линейных фазовых соотношений в алгоритмах регрессионного анализа позволил увеличить точность определения местоположения геомагнитных источников и соответственно повысил эффективность работы системы мониторинга. Основной сложностью реализации данного метода является необходимость учета фазовых поправок в сигналах, подвергнутых предварительной обработке по алгоритму СВАН. Показано, что статистическая обработка с использованием рассмотренных моделей позволяет определить их с одновременной оценкой параметров А^ф, и г спектрального распределения сигналов на станциях наблюдения на основании линейного регрессионного выражения: "i = [(Ф, ~ <Ры + b{(o., У + со, г)/2;г].

В приведенном выражении коэффициент b(ojl) учитывает дисперсию фазовых скоростей волновых пакетов, a tp0i является приведенной фазой к эпицен-тральной зоне геомагнитного возмущения.

Оценку суммарной задержки сигнала г можно провести усреднением задержек узкополосных составляющих по дорожкам СВАН в соответствии с рассмотренным алгоритмом статистической обработки

Количество анализируемых спектральных составляющих волнового пакета М в данном выражении определяется с помощью алгоритма выделения дорожек СВАН, по которым зарегистрировано превышение заданного порогового значения амплитуды регистрируемого сигнала на этапе выделения информативных участков регистрации геомагнитного поля при магнитотеллурическом зондировании.

В соответствии с предложенным алгоритмом в качестве тестового примера были обработаны данные регистрации геомагнитного поля, полученные в рамках проекта SAMNET в интервале времени UT: 2006-05-10 20:31:40-20:48:20 по трем станциям наблюдения Oulujarvi (Finland 64.52N 27.23Е), Uppsala (Sweden 59.90N 17.35E), Crooktree (UK 57.09N 2.64W). Полученные результаты хорошо согласуются с принятой статистической моделью оценки характеристик горизонтального распространения геомагнитных пульсаций при магнитотеллурическом зондировании. Вероятность ошибки определения максимума сигнала для геомагнитного возмущения мала и не превосходит 5%.

Показано, что устранить неоднозначность оценок эпицентральных зон удается за счет привлечения соседних дорожек СВАН, как принадлежащих волновому пакету геомагнитного возмущения. Введя дополнительные параметры Jla-гранжа Л, для уравнений связи, получим условие минимума для отобранных дорожек волнового пакета в следующем виде:

т'п0 = Ё S [(>'„ ¡х- апх / I's, ]+Z4 (а»<гй,!/2 ~ )

Откуда получаем расширенную систему уравнений относительно коэффициентов ап, а12 для фазовых данных и множителей Лагранжа А,:

ар\+ар2Х = Ур> Р = \-.т;

- аР2®12 + апгсох12 =0, р = 1,..., т -1;

ар^2п5рх + ар22пЗрх2 = 1п8рурх, р = 1,...,т-1\

т-1 _

«и, 2 п8тх + атг 2 п8тхг + £ Х^2 = 2и£„, р = т.

м

Она решается с помощью линейных преобразований:

а,2 = <у,1/2 ®/р, ап =у,- <а>,1/2 .т ^, / = 1,..., т,

е=I (¡^ - . ^=- (*)2)Е «А -¡=1 /=1

7=1 /=1

Для нахождения весовых коэффициентов необходимо учитывать экспериментальную систематическую погрешность, а также уровни шумов спектральных дорожек СВАН и регистрируемых сигналов. На каждой станции наблюдения влияние шумовых сигналов на амплитудные и фазовые данные СВАН имеет разное значение и определяется уровнем фонового геомагнитного поля, а также уровнем промышленных помех.

При анализе волновых пакетов с применением предложенных алгоритмов полностью устраняется неоднозначность оценок. Если рассматривать точечные оценки эпицентров по отдельным составляющим волнового пакета, то они располагаются в виде некоторых линий с самым высоким коэффициентом корреляции по фазам и Ка в центре линии, соответствующей центральной дорожке и

уменьшающимся значениям к краям линии.

В седьмой главе определены методы геоэлектрического контроля приповерхностных неоднородностей в низкочастотном диапазоне с применением многополюсных электролокационных установок и соответствующие алгоритмы информационной обработки.

Системы геодинамического контроля, построенные с использованием многополюсных электроустановок, применяются для слежения за геодинамикой приповерхностных неоднородностей в случаях необходимости обеспечения повышенной чувствительности к особым изменениям объекта исследования. Показано, что высокая эффективность достигается увеличением чувствительности измерительной системы, начальной установкой и оперативным позиционированием электроустановки за счет управления источниками зондирующих сигнапов. При этом алгоритмы обработки информации и управления системой базируются на предположениях, что геодинамика объекта может быть определена с достаточной степенью точности по результатам регистрации поля на n точках с координатами а количество полюсов (точек зондирования) м. В соответствии с принципом суперпоз иции в каждой /-ой точке измерения источником у создается векторный сигнал электрического поля следующего вида:

+ Н^со^Р^У, ехр(7>/),ё1// + //,(>)£ ехрС/^),

4=1 4=1

где у*, у - пространственные функции взаимного расположения источника локационного сигнала и измерительных датчиков; Д^- пространственные функции взаимного расположения мнимого к - го источника, определяемого исследуемый геодинамический объект; /у, - амплитуда и фаза зондирующего сигнала.

Доказано, что геодинамика исследуемого объекта определяется смещением фиктивных источников, которое приводит к дисбалансу измерительной системы и регистрации в ней соответствующего вектора сигнала. При этом смещение фиктивных источников представляется моделью аддитивно-мультипликативного класса:

хл (0 - а)к (I, Г)(\ + (/)) + х°к (0, уд (!) = ау]к (/,Т){\ + 4у (/)) + у». (/),

где а^к (/, т), ад (г, т) - сигнал смещения фиктивных источников с учетом температурной зависимости коэффициента контрастности; х°]к (г), У° (?) - тренд сигнала смещения; - случайные стационарные процессы, характеризующие действие приливных деформационных воздействий на объект; Г - обобщенная температура.

В случае незначительных смещений фиктивных источников Ах/к, Ад и текущей балансировки полюсов зондирующего сигнала результирующий сигнал в измерительной системе геомониторинга имеет следующий вид:

дБ и 30

К = Я, (м Г)-?5-^ (1 + # ) + £;, «ДО, (У®- Щ-?1^ (I + ),

ОХ у,: {,1 сх

у=2 4=1 0'

где / = 1. Лг.

Данная система уравнений решается с использованием регрессионных соотношений относительно функций

с последующим устранением приливных деформационных помех и температурной коррекцией результатов.

Интерпретация поляризационной структуры аномального электрического поля предполагает аппроксимацию электролокационного изображения объекта совокупностью известных форм, полученных при решении задач о поляризационной структуре электролокационного поля вблизи типовых простейших неодно-родностей. В частности, при оценке геодинамики объектов можно воспользоваться известным решением для поля точечного источника, расположенного на по-

верхи ости проводящего полупространства в присутствии плоской границы раздела двух сред. В этом случае предполагается, что граница исследуемого геологического объекта создает зону мнимых источников, каждый из которых аппроксимирован касательной линией к границе сред.

При произвольной ориентации границы объекта а к выбранному измерительному базису и Неопределенности расстояния от источника А до него d по оси х, фазорное соотношение с учетом матрицы рассеяния имеет вид

X, (4 ~ 2d')co&it-jf^sm а

---~Ту. -"г. ■■

/ji/cos а + \£ - 2d Jsm а где i.;;-координаты в базисе, ориентированном в плоскости раздела; d' - dmsа . В результате статистическая оценка геодинамики участка границы объекта выражается как

где Дг,.ДЛ,Д- регрессионные уравнения связи, которые могут быть определены следующим образом:

д "Ы А - Ьпъ -l)±Р;~±П ±П (Р,:Чг4Х

где ¡V- общее количество точек зондирования.

В восьмой главе рассмотрены вопросы создания автоматизированной системы контроля карстовых процессов с использованием разработанных в настоящей работе теоретических основ.

При организации геодйнамического контроля карста необходимо учитывать разнообразность проявления геодинамики карстовых явлений, обуславливаемую флюидами и движением Йнфи лътрационных вод в зонах аэрации. На рис. 5 приведена Предлагаемая структура системы электромагнитного контроля геодинамики карста, учитывающая особенности развития карста и содержащая основные методические обобщения.

содообме ча

приливные деформационные воэдействия

Сейсмический Фон

1

........»-.гические

фЯ(Ггорь,

Электро-зоидирующче сигналы

Подсистема управления и технической диагностики

Внешние помехи | |

t_ -, ,— — — - — - - Подсистема ввода/вывода ЭВМ

Рисунок 5 - Структура автоматизированной системы контроля геодинамики карста

На основе разработанной методики геоэлектрического моделирования проведен анализ спектральных моделей ЭГМ карстовых им д пород постен для различных соотношений геометрических и электрических параметров моделей.

На примере наклонного контакта двух сред коэффициент передачи среды форме, определяемой ее эквивалентной схемой:

Н(р\ = -- у/, + »?//,)*'Ср

" В(р) I + рИС( 1 + пт) + ргпгтгкгСг ' где параметры двух сред р2 = пр{, ех = = = С. - пЛ,С2 = тС,

Пространств ен но-и мтгульсная реакция среды на точечный источник по нормированному участку поиска ЭГМ при 2Л = О

Р{г,р) = {Аа * А1р)/В(р). А[.,(г)=К | ji.trК'/, + пг/лУЫЬ. А^т) =

где г.г - граница поиска ЭГМ. Функции имеет единичное значение в области, заполненной первой средой, и нулевое - в области второй среды. Функция ц/, связана с и/, через соотношение !//, = 1 - и/., Коэффициенты Д,(г) й ■•¡{(т) полностью определяют спектральную модель наклонного контакта двух сред.

На рис.6 представлена нормированная зависимость Л„(г| и /С,< г) для различных значений параметров сред и угла наклона контакта а. Из графиков видно, что ЭГМ карстовых форм типа "наклонный контакт" может быть хорошо дифференцирована как по "контрасту" двух сред (рис. 6а. в), так и по углу наклона а (рис. 65, г).

та 13 и к I» и к] л

б)

: \ -

Г *> с : I 1Д1

. " ]

'С у гз ьо а Л5 л IV Л'

в) Г)

Рисунок 6 - Спектральная модель ЭГМ типа "наклонный контакт"

На основании полученных зависимостей хорошо отслеживается эффект "противофазной" реакции действительной и мнимой составляющих на геодинамическое изменение утла наклона а, так как коэффициент А0 растет, а Л[ уменьшается с увеличением а иг.

В заключении сформулированы основные результаты работы, которые сводятся к следующему:

1. Созданы теоретические основы организации автоматизированного контроля геодинамических объектов, базирующиеся на совокупности разработанных в настоящей работе методов и методик, обеспечивающих методическое, алгоритмическое, программно-техническое и информационное сопровождение процессов автоматизированного контроля геодинамических объектов в низкочастотном и ультранизкочастотном диапазоне электромагнитных волн.

2. Разработаны методы регистрации электромагнитных сигналов в геологических средах, позволяющие выделять аномальную составляющую поля по отдельным геодинамическим объектам. Это упрощает пространственное позиционирование измерительных датчиков и увеличивает на порядок геодинамическую чувствительность систем контроля.

3. Обосновано представление геодинамических объектов в виде параметрических геодинамических моделей сред с пространственно распределенными параметрами - удельного электрического сопротивления и диэлектрической проницаемости, аппроксимируемыми эквивалентными передаточными функциями на ограниченном диапазоне частот и пространственных координат. Исследованы базовые модели и определена структура контролируемых геодинамических вариаций объектов.

4. Проведено исследование и разработаны модели помехообразующих природных и техногенных факторов при электромагнитном контроле, а также оценено влияние климатических температурных и планетарных помех на точность геодинамических оценок. Установлено, что влияние микросейсмических полей выражается в наличии аддитивной помехи в регистрируемых сигналах, а влияние температуры носит приповерхностный мультипликативный характер и на глубине уже десяти метров несущественно.

5. Установлен характер и проведена оценка влияния токов смещения на результаты обработки информации при геодинамическом контроле и разработаны методы оценки геодинамики объектов, учитывающие это влияние.

6. Разработана методика распределенной обработки и анализа сигналов аномальных составляющих электромагнитных полей, с представлением их в аддитивно-мультипликативной форме, позволяющей уменьшить до суток время обнаружения кризисных состояний. Предложен метод спектральной обработки пространственных искажений поляризационной структуры поля с выделением вектора аномальной геодинамической составляющей, что существенно повышает чувствительность систем к геодинамическим изменениям объектов исследования (до 0.02% на расстоянии двадцати метров) на фоне действия климатических и планетарных помех.

7. Разработан алгоритм температурной коррекции данных геодинамического контроля, построенный на применении одномерных моделей температурных волн в грунтах и регрессионных методах выделения температурного градиента.

8. Предложены методы и принципы построения системы мониторинга импульсных геомагнитных источников, обеспечивающей возможность автоматизации процессов выделения, обработки и контроля сигналов иррегулярных геомагнитных возмущений по данным распределенной регистрации геомагнитного поля в реальном масштабе времени.

9. Разработана методика выделения информативных участков регистрации геомагнитного поля с помощью предложенных методов построения сопряженных многодиапазонных фильтров и алгоритмов предварительной обработки информации, что позволяет избежать технологических потерь информации при регистрации геомагнитных сигналов. Результаты экспериментальных испытаний показали, что погрешность тракта фильтрации сигнала не превосходит 2 %.

10. Определены методы повышения метрологических характеристик измерительных трактов в комплексах регистрации сигналов электромагнитного поля Земли в ультранизкочастотном диапазоне волн. Исследованы методы построения активных датчиков и обосновано применение геомагнитных датчиков с источником тестового сигнала, упрощающим настройку и понижающим уровень регистрируемых синфазных помех более 60 дБ.

11. Разработан метод парциальной обработки пространственных сигналов геомагнитных возмущений, основанный на выделении парциальных геомагнитных сигналов и на алгоритмах статистической фазовой коррекции. Доверительный радиус определяемых при этом эпицентральных зон не превосходит 150 км, а вероятность ошибки определения максимума сигнала для геомагнитного возмущения менее 5 %.

12. Устранена неоднозначность определения эпицентральных зон геомагнитных возмущений с помощью созданных в данной работе алгоритмов распределенной обработки выделяемых волновых пакетов.

13. Проведено исследование и получены оценки параметров пространственно-временного распределения полей для иррегулярных геомагнитных пульсаций типа Pi-2 с использованием разработанных алгоритмов. На основе обработки экс-периментааьного материала был выявлен и интерпретирован эффект поляризационного расщепления спектров сигналов геомагнитных пульсаций по станциям наблюдения.

14. Разработана методика регистрации и оценки геодинамических вариаций приповерхностных неоднородностей, основанная на применении многополюсных электроустановок и алгоритмов регрессионной обработки данных поляризационной структуры поля и позволяющая эффективно проводить геомониторинговые исследования в зонах расположения сложных промышленных застроек.

15. Сформулированные теоретические положения и разработанные на их основе .методические рекомендации обеспечили построение систем автоматизированного контроля геодинамической среды, которые благодаря значительному сокращению времени на выявление в ней критических ситуаций позволяют предсказать возможную катастрофу и принять меры по предотвращению или сокращению негативных последствий, чем существенно повышают безопасность техногенных объектов.

Приложения включают экспериментальные данные регистрации геомагнитного поля на сети станций наблюдения, результаты их обработки по разработанным алгоритмам и акты о внедрении результатов диссертационных исследований.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ , Монография

1. Кузичкин, О.Р. Методы и устройства обработки информации в системе мониторинга импульсных геомагнитных источников: Монография / О.Р. Кузичкин. - М: Изд-во «Сайнс-пресс», 2008. -165 с.

Статьи в журналах перечня ВАК

1. Кузичкин, О.Р. Применение локальных первичных преобразователей электрического поля в системах мониторинга геодинамических объектов / О.Р. Кузичкин, В.Т. Еременко, А. В. Цаплев Н Приборы и системы. Управление, контроль и диагностика. - 2008. - № 9. - С.50-54.

2. Кузичкин, О.Р. Выделение и обработка парциальных геомагнитных сигналов при дирекционном анализе магнитотеллурических наблюдений / О.Р. Кузичкин, В.В. Ромашов, В.Т. Еременко // Радиотехника, 2008. - № 9. - С. 124-128.

3. Кузичкин, О.Р. Исследование влияния климатических помех в многоканальных устройствах измерения параметров геоэлектрических сигналов / А. В. Цаплев, О.Р. Кузичкин, А.Н. Камшилин // Радиотехника, 2008. - №9. - С. 129-133.

4. Кузичкин, О.Р. Алгоритмы обработки парциальных сигналов в системе мониторинга импульсных геомагнитных источников / О.Р. Кузичкин, В.В. Ромашов, Н.В. Дорофеев, А.А. Орехов // Приборы и системы. Управление, контроль и диагностика, 2008,- №7. - С.55-59.

5. Кузичкин, О.Р. Алгоритм формирования прогнозных геодинамических оценок при геоэлектрйческом мониторинге суффозионных процессов / О.Р. Кузичкин // Приборы и системы. Управление, контроль и диагностика, 2008. - №5. - С.50-54.

6. Kuzichkin, O.R. Analysis of algorithmic errors and mistakes in regression treatment of geomagnetic measurements / O.R. Kuzichkin, N.V. Dorofeev// Measurement Techniques. V.50. 2007, №12. P. 1246-1251.

7. Кузичкин, О.Р. Возможности регистрации подземных обрушений грунтов с помощью активного геоэлектрического мониторинга / О.Р. Кузичкин, В.П. Хоменко, А.Н. Камшилин, Е.Н. Волкова // Промышленное и гражданское строительство, 2007. -№11.-С.12-15.

8. Кузичкин, О.Р. Организация системы геоэлектрического мониторинга карста на основе эквипотенциальных электроразведочных методов / О.Р. Кузичкин, А.Н. Камшилин, Н.Е. Калинкина // Приборы и системы. Управление, контроль и диагностика, 2007. - №12. - С.48-53.

9. Кузичкин, О.Р. Система селекции и обработки сигналов геомагнитных пульсаций при магнитотеллурическом зондировании / О.Р. Кузичкин // Приборы и системы. Управление, контроль и диагностика, 2007.-№10. - С.45-50.

10. Кузичкин, О.Р. Анализ алгоритмических ошибок и погрешностей при регрессионной обработке геомагнитных измерений / О.Р. Кузичкин, Н.В. Дорофеев // Метрология, 2007. -№11.- С.50-56.

11. Кузичкин, О.Р. Температурная коррекция результатов геомониторинговых исследований на основе параметрических моделей сред / О.Р. Кузичкин, А.В. Цаллев // Проектирование и технология электронных средств, 2007. - №3- С.39-43.

12. Кузичкин, О.Р. Алгоритмы обработки данных в многополюсных элекгролокационных системах / О.Р. Кузичкин // Радиотехника, 2007. - №6. - С. 6063. 13. Кузичкин, О.Р. Оценка параметров сигналов геомагнитных пульсаций на основе статистических моделей / О.Р. Кузичкин, Н.В. Дорофеев// Радиотехника, 2007.-№6.-С. 64-67.

14. Кузичкин, O.P. Программно-аппаратная организация электролокашгонных систем при геомониторинге карста / O.P. Кузичкин // Проектирование и технология электронных средств, 2006. - №4. - С.54-58.

15. Кузичкин, O.P. Разработка активных индукционных датчиков и их применение в геомагнитных исследованиях / O.P. Кузичкин, М.Н. Кулигин // Приборы и системы. Управление, контроль и диагностика, 2007. - №1. - С.39-42.

16. Кузичкин, O.P. Методы и способы геоэлектрического мониторинга карста / O.P. Кузичкин // Известия Института Инженерной Физики, 2006. №2 - С.8-9.

17. Кузичкин, O.P. Оценка и коррекция фазовых искажений при пространственной регистрации сигналов геомагнитных пульсаций / O.P. Кузичкин /7 Радиотехника, 2006. - №11.- С. 94-98.

18. Кузичкин, O.P. Поляризационные характеристики электролокационных сигналов и их анализ в системе геомониторинга / O.P. Кузичкин, A.B. Цаплев // Радиотехника, 2006. -№11. - С. 86-90.

19. Кузичкин, O.P. Алгоритм формирования оптимальных зондирующих сигналов при электролокационном мониторинге/ O.P. Кузичкин // Радиотехника, 2006. -№6. - С. 119-122.

20. Кузичкин, O.P. Обнаружение сигнала иррегулярного возмущения на основе регрессионного анализа/ O.P. Кузичкин, М.Н. Благов// Радиотехника, 2006. -№6,-С.123-125.

21.Kuzichk¡n O.R., Self-oscillations in rock, results of Laboratory experiments / O.R. Kuzichkin, A. N. Kamshilin, E. N. Volkova, // Annals of geophysics. 2004. v.47. №2. - pp. 93-99.

Статьи в научных сборниках

1. Кузичкин, O.P. Задача структурного анализа иррегулярных возмущений геомагнитного поля. / O.P. Кузичкин, Н.В. Дорофеев// Современные проблемы радиоэлектроники. - Вып. 2. - Ростов-на-Дону: - Изд-во РГПУ, 2008.- С. 54-58.

2. Кузичкин, O.P. Алгоритмы геодинамической оценки пространственных вариаций приповерхностных неоднородностей. / O.P. Кузичкин, A.B. Цаплев // Современные проблемы радиоэлектроники. - Вып. 2. - Ростов-на-Дону: Изд-во РГПУ, 2008. - С. 86-90.

3. Кузичкин, O.P. Оценка взаимного влияния при анализе сейсмоэлектриче-ских сигналов. / O.P. Кузичкин, Н.В. Орехов // Современные проблемы радиоэлектроники,- Вып. 2. - Ростов-на-Дону: - Изд-во РГПУ, 2008 - С. 58- 61.

4. Кузичкин, O.P. Многоканальное устройство регистрации сигнала геозлек-трического поля. / O.P. Кузичкин, A.B. Цаплев // Современные проблемы радиоэлектроники. - Вып. 2. - Ростов-на-Дону: - Изд-во РГПУ, 2008. - С. 425 - 429.

5. Кузичкин, O.P. Анализ схем индукционных датчиков магнетометра / O.P. Кузичкин, М.Н. Кулигин// Методы и средства передачи и обработки информации. -Вып.9. - М.: Изд-во Радиотехника, 2007. - С. 88-94.

6. Кузичкин, O.P. Информационная система анализа пространственных спектров при геоэлектрической локации карста. / O.P. Кузичкин, A.B. Цаплев, И.С. Те-рентьев // Материалы 17-й международной конференции «СВЧ - техника и телекоммуникационные технологии». - Севастополь. Украина, 2007. - С.277-278.

7. Кузичкин, О.Р.Фазовое управление многополюсной электролокационной установкой в геомониторинговых измерительных системах / O.P. Кузичкин, A.B. Цаплев // Методы и средства передачи и обработки информации. - Вып.9. - М.: Изд-во Радиотехника, 2007. - С. 122-129.

8. Кузичкин, O.P. Обработка информации в многофазных системах мониторинга геодинамических объектов / O.P. Кузичкин // Математическое и программное

обеспечение вычислительных систем. - М.: Изд-во «Горячая линия - Телеком», 2007. - С. 17-20.

9. Кузичкин, О.Р. Система векторной обработки данных при геомониторинге / О.Р. Кузичкин, А.В. Цаплев // Математическое и программное обеспечение вычислительных систем. -М.: Изд-во «Горячая линия - Телеком», 2007. - С. 44-49

10. Кузичкин, О.Р. Алгоритм выделения иррегулярных возмущений геомагнитного поля на сети станций / О.Р. Кузичкин, Н.В. Дорофеев // Математическое и программное обеспечение вычислительных систем. - М.: Изд-во «Горячая линия - Телеком», 2007.-С. 28-32

11. Кузичкин, О.Р. Спектрально-временной анализ в реальном масштабе времени / О.Р. Кузичкин // Современные проблемы радиоэлектроники. - Ростов-на-Доку: Изд-во РГПУ, 2007 - С. 105-108.

12. Кузичкин, О.Р. Селекция сигналов геомагнитных пульсаций с использованием сопряженных многодиапазонных фильтров / О.Р. Кузичкин // Современные проблемы радиоэлектроники. - Ростов-на-Дону: Изд-во РГПУ, 2007. - С. 108-111.

13. Кузичкин, О.Р. Оценка влияния токов смещения на результаты обработки временных рядов геомониторинга карста / О.Р. Кузичкин // Методы и средства передачи и обработки информации. - Вып.7. - Санкт-Петербург.- Изд-во Гидрометеоиз-дат, 2006.- С. 59-63.

14. Кузичкин, О.Р. Применение специализированных операционных систем в геомониторинговых системах сбора и обработки информации / О.Р. Кузичкин, К.В. Афиногенов // Методы и средства передачи и обработки информации. - Вып.7. -СПб.: Изд-во Гидрометеоиздат, 2006 - С. 54-58.

15. Кузичкин, О.Р. Коррекция фазовых искажений при многодиапазонной фильтрации сигналов геомагнитных пульсаций / О.Р. Кузичкин, М.Н. Кулигин// Методы и средства передачи и обработки информации. - Вып.7. - СПб.: Изд-во Гидрометеоиздат, 2006,- С. 64-68.

16. Kuzichkin, O.R., Geoelectrical monitoring in zones of seismic, landslide and karst activity / O.R. Kuzichkin, A. N. Kamshilin, E. N. Volkova // General Assembly Bulgaria. - Sofia, 2005 - P. 222-223.

17. Кузичкин, О.Р. Автоколебания в горных породах, основанные на механико-электрических колебаниях. Результаты лабораторных экспериментов / О.Р. Кузичкин, А.Н. Камшилин, Е.Н. Волкова // Исследования в области геофизики. Юбилейный сборник научных работ Института Физики Земли РАН» - М.: Изд-во ИФЗ РАН, 2005. - С. 197-202.

18. Кузичкин, О.Р. Интерпретация фазовых искажений поля точечного источника разделом двух сред / О.Р. Кузичкин, С.А. Финогенов // Методы и средства передачи и обработки информации - Вып.5. - СПб.: Изд-во Гидрометеоиздат, 2005. -С. 61-64.

19. Кузичкин, О.Р. Исследование механоэлектрических автоколебаний в горных породах / О.Р. Кузичкин, А.Н. Камшилин, Н. Е. Калинкина // Методы и средства передачи и обработки информации.- Вып.5. - СПб.: Изд-во Гидрометеоиздат, 2005. -С. 65-69.

20. Кузичкш, О.Р. Программно - аппаратный комплекс для отладки измерительных систем на базе микроконтроллеров серии MCS-96 / О.Р. Кузичкин, М.Н. Кулигин // Методы и средства передачи и обработки информации. - Вып.5. — СПб.: -Изд-во Гидрометеоиздат, 2005. - С. 210-214.

21. Kuzichkin O.R., Kamshilin А. N. Spatial-time filtering of the karst inhomogenei-ties for the geoelectric location // Karstology - XXI centuiy. Theoretical and practical significance. Russia.-Perm. 2004. -P. 275-278.

22. Кузичкин, O.P. Искажение поляризационных характеристик электрического поля точечного источника разделом двух сред / O.P. Кузичкин, СЛ. Финогенов // Компьютерное моделирование электромагнитных процессов в физических, химических и технических системах. Материалы III международного симпозиума. - Воронеж: Изд-во ВГУ, 2004. - С. 221-223.

23. Кузичкин, O.P. Экспериментальная оценка фазовых скоростей геомагнитных пульсаций для модели плоской волны с совпадающими фронтами / O.P. Кузичкин, H. Е. Калгшкипа // Компьютерное моделирование электромагнитных процессов в физических, химических и технических системах. Материалы III международного симпозиума. - Воронеж: Изд-во ВГУ, 2004. - С. 217-220.

24. Кузичкин, O.P. Метод обработки данных геоэлектрического мониторинга с учетом температурного фактора / O.P. Кузичкин, А.Н. Камшилин, Н.Е. Калинкина, С.А. Финогенов // Методы и средства передачи и обработки информации. - Вып.4. -СПб.: Изд-во Гндрометеоиздат, 2004. - С. 147-152.

25. Кузичкин O.P. Пространственные спектры и пространственно-временная фильтрация применительно к геоэлектрической локации карстовых неоднородно-стей / O.P. Кузичкин // Методы и средства передачи и обработки информации. -Вып.4.-СПб.: Изд-во Гидрометеоиздат, 2004-С. 142-146.

26. Кузичкин, O.P. Спектральное описание элементарных геоэлектрических моделей карстовых неоднородностей / O.P. Кузичкин, М.Н. Кулигин, С.А. Финогенов // Методы и средства передачи и обработки информации. - Вып.4. - СПб.: Изд-во Гидрометеоиздат, 2004 - С. 137-141.

27. Кузичкин, O.P. Аппроксимация Лоренца при точечном электропрофилировании / О.Р.Кузичкин, М.Н. Кулигин, Н.Е. Калинкина // Радиотехника, электроника, информатика. - Вып.З. - Муром: Изд-во МИ ВлГУ, 2004. - С. 20-22.

28. Кузичкин, O.P. Искажение фазовых характеристик зондирующих сигналов при многополюсном электропрофилировании // О.Р.Кузичкин, М.Н. Кулигин, Н.Е. Калинкина // Радиотехника, электроника, информатика. - Вып.З. - Муром: Изд-во МИ ВлГУ, 2004. - С. 23-25.

29. Кузичкин, O.P. Выделение элементарных геоэлектрических неоднородностей спектральным методом / О.Р.Кузичкин /У Радиотехника, электроника, информатика. - Вып.З. - Муром: Изд-во МИ ВлГУ, 2004. - С. 18-20.

30. Кузичкин O.P., Оценка дисперсий фазовых скоростей геомагнитных пульсаций по данным сети станций / О.Р.Кузичкин, Н.Е. Калинкина // Методы и средства передачи и обработки информации. - Вып.4. - СПб.: Изд-во Гидрометеоиздат, 2004. - С. 132-136.

31. Kuzichkin O.R., Kamshilin А. N. Method of data processing for geoelectric monitoring // IV International Workshop on Magnetic, Electric and Electromagnetic Methods in Seismology and Volcanology- France. - Nice, 2004 - P. 88-89.

32. Кузичкин, O.P. Метод регистрации данных геоэлектрического мониторинга / / О.Р.Кузичкин, М.Н. Кулигин // Радиотехника, электроника, информатика - Вып.2. -Муром: Изд-во МИ ВлГУ, 2003.-С. 14-15.

33. Кузичкин, O.P. Математическая модель геоэлектрического разреза на основе комплексных сеток / O.P. Кузичкин, М.Н. Калинкина, М.А. Сокольников //' Радиотехника, электроника, информатика. - Вып.2. - MvpoM: Изд-во МИ ВлГУ, 2003. - С. 11-13.

34. Кузичкин, O.P. Геомониторинг развития карстовых зон под промышленными объектами / О.Р.Кузичкин, С.А. Финогенов // Радиотехника, электроника, информатика. - Вып.2. - Муром: Изд-во МИ ВлГУ, 2003. - С. 9-10.

35. Кузичкин О.Р. Применение сейсмоэлектрического метода георазведки для изучения карстовых явлений / О.Р.Кузичкин // Методы и средства передачи и обработки информации-Вып.2. - СПб.: Изд-во Гидрометеоиздат, 2002 - С. 15-20.

36. Кузичкин, О.Р. Фазовые характеристики электрического поля при многополюсном электропрофилировании / О.Р. Кузичкин // Методы и средства передачи и обработки информации. - Вып.2. - СПб.: Изд-во Гидрометеоиздат, 2002. - С.27-31.

37. Кузичкин, О.Р. Тензорная модель взаимодействия электромагнитной и сейсмоакустической волн / О.Р. Кузичкин, М.Н. Кулигин, Н.Е. Калинкина // Радиотехника, электроника, информатика.- Вып.1. - Муром: Изд-во МИ ВлГУ, 2002.-С. 21-22.

38. Кузичкин О.Р., Исследование характеристик анизотропных сред при геодеформационном воздействии / О.Р.Кузичкин А.Н. Камшилин, М.Н. Кулигин // Радиотехника, электроника, информатика.-Вып.1. -Муром: Изд-во МИ ВлГУ, 2002. -С. 23-25.

39. Kamshilin A. N., Volkova Е. N., Kuzichkin O.R. Self-oscillations in rock //'European Geophysical Society / General Assembly. 2004. - Nice. - France. - P. 106110.

40. Кузичкин O.P., Регистрация геодинамики поверхностных неоднородностей при электроразведке эквипотенциальным методом / О.Р. Кузичкин, М.Н. Кулигин, Н.Е. Калинкина // Методы и средства передачи и обработки информации. - Вып.1. -СПб.: Изд-во Гидрометеоиздат, 2001. - С. 107-109.

41. Кузичкин, О.Р. Основные критерии проектирования автоматизированной системы сбора и обработки параметров полей геомагнитных пульсаций / О.Р. Кузичкин, М.Н. Кулигин, Ю.В. Пикалкин, М.А. Сокольников // Математические и технические средства обработки данных и знаний. - Ташкент. - НПО «Кибернетика» АН РУЗ, 1999.-С. 36-40.

42. Кузичкин, О.Р. Математическая модель локального описания поля геомагнитных пульсаций в реальном масштабе времени / О.Р. Кугзичкин, М.Н. Кулигин, Н.Е. Калинкина // Математические и технические средства обработки данных и знаний. Ташкент. - НПО «Кибернетика» АН РУЗ, 1998. - С. 33-39.

- 43. Кузичкин, О.Р. Корректирующее звено измерительного тракта индукционного магнетометра / О.Р. Кузичкин, М.Н. Кулигин // Актуальные проблемы анализа и обеспечения надежности и качества приборов, устройств и систем. — Пенза: Изд-во ПГТУ, 1997.-С. 91-93.

44. Кузичкин, О.Р. Регрессионный анализ волновых пакетов геомагнитных пульсаций типа Pi-2 / О.Р. Кузичкин, М.Н. Кулигин // Математические и технические средства обработки данных и знаний. Ташкент. - НПО «Кибернетика» АН РУЗ, 1997. - С. 32-36.

45. Кузичкин, О.Р. Регрессионный анализ парциальных составляющих геомагнитных пульсаций / О.Р. Кузичкин, М. Н. Кулигин // Научные труды Муромского филиала ВГУ. - Владимир: Изд-во ВГУ, 1997. - С. 41 -43.

46. Кузичкин, О.Р. Основные критерии проектирования измерительного тракта автоматизированного геомагнитного комплекса /О.Р. Кузичкин, М.Н. Кулигин, Н.Е. Калинкина// Научные труды Муромского филиала ВГУ. - Владимир: Изд-во ВГУ, 1997,- С. 45-47.

47. Кузичкин, О.Р. Активный двухсекционный датчик с источником тестового сигнала для геомагнитных исследований / О.Р. Кузичкин, М.Н. Кулигин // Актуальные проблемы анализа и обеспечения надежности и качества приборов, устройств и систем. - Пенза: Изд-во ПГТУ, 1996. - С. 107-109.

48. Кузичкин, O.P. Обработка и анализ фазовых данных спектрально-временного анализа геомагнитных пульсаций / O.P. Кузичкин, М.Н. Кулигин // Математические и технические средства обработки данных и знаний. - Ташкент. -НПО «Кибернетика» АН РУЗ, 1996. - С. 63-68.

Патенты на изобретения и полезные модели

1. A.c. 1631258 СССР, МПК H 04 В 7/22. Тензометрическое устройство / O.P. Кузичкин (СССР). - заявл.06.01.90; опубл.07.07.91, Бюл. № 25.

2. Патент на изобретение 2334253 (РФ) G 01 V 3/02. Способ измерения временных вариаций удельного сопротивления земли / O.P. Кузичкин (РФ). -2006124715 /28, заявл. 10.07.06.; опубл. 20.09.2008, Бюл. № 26.

3. Патент на полезную модель 54206 (РФ) G 01 R 17/02. Устройство для измерения параметров сигнала / O.P. Кузичкин, A.B. Цаплев (РФ). - 2006100488/22, заявл. 10.01.06.; опубл. 10.06.2006, Бюл. № 16.

4. Патент на полезную модель 55232 (РФ) H 03 H 11/04. Многодиапазонный активный фильтр / O.P. Кузичкин, М.Н. Кулигин, М.Н. Благов, A.B. Цаплев (РФ). -2006103635/22, заявл. 7.02.06.; опубл. 27.07.2006, Бюл. № 21.

5. Патент на полезную модель 56031 (РФ) G 06 G 7/18. Фазовый модулятор / O.P. Кузичкин, М.Н. Кулигин, A.B. Цаплев (РФ). - 2006108218/22, заявл. 15.03.06.; опубл. 27.08.2006, Бюл. № 24.

6. Патент 59349 (РФ) H 03 H 11/00. Устройство для управления фазой колебаний / O.P. Кузичкин, A.B. Цаплев (РФ). - 2006124786/22, заявл. 10.07.06.; опубл.

10.12.2006, Бюл. №34.

7. Патент на полезную модель 64342 (РФ) G 01 V 7/14. Устройство формирования выходного сигнала дифференциального измерительного преобразователя / O.P. Кузичкин, Н.В. Дорофеев (РФ). - 2006145464/22, заявл. 20.12.06.; опубл.

27.03.2007, Бюл. № 18.

8. Патент на полезную модель 65699 (РФ) H 03 H 11/00. Устройство для управления фазой колебаний / O.P. Кузичкин (РФ). - 2007100910/22, заявл. 9.01.07.; опубл. 10.08.2007, Бюл. №22.

9. Патент на полезную модель 64384 (РФ) G 01 R 17/02. Устройство для измерения параметров сигнала / O.P. Кузичкин, A.B. Цаплев (РФ). - 2007107642/22, заявл. 28.02.07.; опубл. 27.06.2007, Бюл. № 18.

10. Патент на полезную модель 67725 (РФ) G 01 R 17/02. Многоканальное устройство для измерения параметров сигнала / O.P. Кузичкин, A.B. Цаплев (РФ), заявл. 9.04.2007; опубл. 27.10.2007, Бюл. № 30.

Орловский государственный технический университет Лицензия № 00670 от 05.01.2000 Подписано к печати 11.11.2008 года. Формат 30x42/4 Бумага офсетная. Печать офсетная. Объем 2,0 усл.печ.л. Тираж 100 экз. Заказ № 252 Отпечатано с готового оригинал-макета на полиграфической базе ОрелГТУ 302000, г. Орел, ул. Московская,65.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА ПЕРВАЯ АНАЛИЗ ОБЪЕКТОВ И ОСОБЕННОСТЕЙ ОРГАНИЗАЦИИ ГЕОДИНАМИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ

1.1 Цели и методы геодинамического контроля геологических сред

1.1.1 Геодинамика геологической среды и возникновение катастроф 24,

1.1.2 Контроль геодинамических объектов и основы мониторинга природно-технических систем

1.1.3 Активные и пассивные методы контроля

1.2 Геодинамический контроль экзогенных геологических процессов

1.2.1 Карстовые неоднородности и зоны разломов

1.2.2 Оползни

1.2.3 Осыпи и обвалы

1.3 Организация систем контроля геодинамических объектов и постановка задачи исследования

1.3.1 Реализация функций геодинамического контроля

1.3.2 Структура информационной обработки геодинамических данных

1.3.3 Эффективность электромагнитного контроля геодинамических объектов

Выводы

ГЛАВА ВТОРАЯ

ОРГАНИЗАЦИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КОНТРОЛЯ ГЕОДИНАМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ В НИЗКОЧАСТОТНОМ И УЛЬТРАНИЗКОЧАСТОТНОМ ДИАПАЗОНЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН

2.1 Основы организации и структура систем автоматизированного электромагнитного контроля геодинамических объектов

2.2 Автоматизация геодинамических исследований на основе электромагнитных методов

2.2.1 Задачи и этапы проведения автоматизированных исследований геодинамических объектов

2.2.2 Объектные и обслуживающие подсистемы обработки экспериментальных данных геодинамических исследований

2.2.3 Программно-техническое обеспечение процессов исследования и контроля геодинамических объектов

2.2.4 Применение специализированных операционных систем при геодинамическом контроле

2.3 Особенности обработки информации в системах автоматизированного контроля геодинамических объектов

2.3.1 Передаточная функция геоэлектрического разреза

2.3.2 Распределенная векторная обработка электромагнитных сигналов при геодинамическом контроле сред

2.3.3 Модульный принцип построения обработки информации

2.4 Магнитотеллурическое зондирование и мониторинг импульсных геомагнитных источников

2.4.1 Методы и модели магнитотеллурического зондирования

2.4.2 Распределенные системы сбора, обработки и преобразования геомагнитных данных

2.4.3 Основы организации мониторинга импульсных геомагнитных источников !

Выводы

ГЛАВА ТРЕТЬЯ ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ГЕОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ГЕОДИНАМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ И ПРОЦЕССОВ

3.1 Особенности геоэлектрического моделирования геодинамических объектов и процессов

3.1.1 Геоэлектрические модели геологических сред и модели геодинамических объектов

3.1.2 Электромагнитные параметры горных пород

3.1.3 Эквивалентная схема замещения среды

3.1.4 Поле точечного источника на поверхности сред простейшего строения

3.1.5 Аппроксимация эквивалентных передаточных функций геоэлектрического разреза

3.2 Параметрическое моделирование геоэлектрического разреза при геодинамических исследованиях

3.2.1 Представление геоэлектрического разреза в виде слоистого несовершенного диэлектрика

3.2.2 Элементарные модели приповерхностных неоднородностей

3.2.3 Парциальные импедансы сред

3.2.4 Спектральная форма представления геоэлектрических моделей

3.3 Геоэлектрическое моделирование геодинамических процессов и сейсмоэлектрических явлений

3.3.1 Связь электрических и упругих параметров горных пород

3.3.2 Модель взаимодействия электромагнитных и сейсмических полей в средах

3.3.3 Геодинамические вариации приповерхностных неоднородностей и их оценка

3.3.4 Механоэлектрические автоколебания в горных породах

3.4 Моделирование и оценка влияния температуры при электромагнитном контроле геодинамических объектов

3.4.1 Влияние температуры на электромагнитные свойства сред

3.4.2 Одномерная модель температурных волн в грунтах

3.4.3 Тепловое взаимодействие при фазовых переходах в средах 120 Выводы

ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ ПРИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМ КОНТРОЛЕ ГЕОДИНАМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ

4.1 Особенности регистрации и обработки сигналов электромагнитных полей в проводящих средах

4.1.1 Уравнения электромагнитного поля для проводящих и немагнитных сред

4.1.2 Пространственно-временные спектры электромагнитного поля

4.1.3 Оценка влияния токов смещения

4.1.4 Температурная коррекция результатов геодинамических исследований на основе параметрических моделей сред

4.2 Анализ поляризационной структуры электромагнитного поля при геодинамических исследованиях

4.2.1 Поляризация векторов регистрируемого электромагнитного поля и его поляризационные характеристики

4.2.2 Оценка геодинамических искажений поляризационной структуры поля по инвариантным фазовым характеристикам

4.2.3 Алгоритмы выделения монохроматических составляющих полезного сигнала

4.2.4 Точность оценки поляризационных характеристик электромагнитного поля

4.3 Спектральная обработка сигналов аномальных составляющих электромагнитных полей

4.3.1 Основы спектрального анализа пространственно-временных вариаций векторных электромагнитных полей

4.3.2 Спектральные изображения и пространственно-временная фильтрация применительно к выделению геодинамических изменений объекта

4.3.3 Влияние пространственной и временной дискретизации на погрешность выделения аномальной составляющей поля

4.4 Выделение и анализ геодинамических вариаций объектов на основе регрессионной обработки данных

4.4.1 Базовые положения регрессионного анализа при электромагнитном контроле геодинамических объектов

4.4.2 Регрессионные алгоритмы выделения геодинамических вариаций объектов

4.4.5 Погрешность пространственной регрессионной обработки и ее оценка

Выводы

ГЛАВА ПЯТАЯ ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА ИМПУЛЬСНЫХ ГЕОМАГНИТНЫХ ИСТОЧНИКОВ 5.1 Закономерности пространственно-временного распределения и регистрация сигналов геомагнитных полей в диапазоне короткопериодических колебаний

5.1.1 Пространственно-временная структура полей геомагнитных пульсаций

5.1.2 Дирекционный анализ магнитотеллурических наблюдений

5.1.3 Основные критерии проектирования измерительных комплексов сбора и обработки сигналов полей геомагнитных пульсаций

5.2 Структурный анализ и выделение геомагнитных возмущений при магнитотеллурических наблюдениях

5.2.1 Типы геомагнитных возмущений и их классификация

5.2.2 Распределенные алгоритмы выделения сигналов геомагнитных пульсаций

5.2.3 Постановка задачи обнаружения источника иррегулярных геомагнитных возмущений

5.2.4 Предварительная обработка геомагнитных данных по алгоритму спектрально-временного анализа

5.3 Исследование методов повышения метрологических показателей активных индукционных датчиков и их применение в системе мониторинга

5.3.1 Технический анализ индукционных датчиков магнитометра

5.3.2 Секционный датчик с суммирующим усилителем

5.3.3 Активный двухсекционный датчик с источником тестового сигнала

5.4 Методы реализации фильтрации при выделении сигналов геомагнитных пульсаций

5.4.1 Выделение информативных участков регистрации геомагнитного поля

5.4.2 Основы организации многодиапазонной фильтрации в диапазоне геомагнитных пульсаций I

5.4.3 Построение сопряженных многодиапазонных фильтров

Выводы

ГЛАВА ШЕСТАЯ РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ В СИСТЕМЕ МОНИТОРИНГА ИМПУЛЬСНЫХ ГЕОМАГНИТНЫХ ИСТОЧНИКОВ

6.1 Магнитотеллурическое зондирование с использованием алгоритмов дирекционного анализа

6.1.1 Модель плоских электромагнитных волн в слоистых средах

6.1.2 Разделение вектора поля на парциальные составляющие при совпадении фронтов

6.1.3 Разделение парциальных полей в общем случае

6.2 Выделение информативных интервалов регистрации сигналов геомагнитных пульсаций и парциальная векторная коррекция

6.2.1 Экспериментальные данные регистрации геомагнитного поля на сети станций наблюдения

6.2.2 Парциальная векторная коррекция данных регистрации геомагнитного поля в точке наблюдения

6.2.3 Определение тензора пространственных преобразований измерительных систем

6.3 Оценка эпицентральных зон и параметров геомагнитных пульсаций по спектральным составляющим

6.3.1 Алгоритм регрессионной обработки спектральных составляющих волновых пакетов геомагнитных пульсаций

6.3.2 Коррекция фазовых искажений при пространственной регистрации сигналов геомагнитных пульсаций

6.3.3 Определение поляризационной структуры поля геомагнитных пульсаций

6.3.4 Оценка эпицентральных зон и пространственная точность оценки ;

6.3.5 Оценка параметров сигналов геомагнитных пульсаций на фоне помех ;

6.4 Алгоритмы регрессионного анализа импульсных геомагнитных источников

6.4.1 Обработка сигналов парциальных полей при совпадении амплитудных и фазовых фронтов

6.4.2 Анализ характеристик распространения геомагнитных пульсаций типа Pi-2 по результатам парциальной обработки

6.4.3 Регрессионный анализ волновых пакетов по амплитудным и фазовым данным СВАН

6.4.4 Определение весовых коэффициентов для анализа волнового пакета

6.4.5 Оценка эпицентральных зон и анализ характеристик распространения волновых пакетов типа Pi

6.4.6 Задача идентификации локального описания наземного поля по данным СВАН

Выводы

ГЛАВА СЕДЬМАЯ ГЕОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ГЕОДИНАМИЧЕСКИХ ВАРИАЦИЙ ПРИПОВЕРХНОСТНЫХ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ

7.1 Основы организации геодинамического контроля с применением многополюсных электролокационных систем

7.1.1 Регистрация геодинамики приповерхностных неоднородностей эквипотенциальным методом

7.1.2 Система геодинамического контроля на базе многополюсных электролокационных установок

7.1.3 Алгоритмы обработки электролокационных сигналов

7.1.4 Управление параметрами зондирующих сигналов

7.2 Интерпретация поляризационной структуры электролокационных сигналов и геодинамическая оценка

-107.2.1 Оценка геодинамики исследуемых объектов по поляризационным характеристикам электролокационных сигналов

7.2.2 Наклонная граница двух сред

7.2.3 Сферическая >

7.2.4 Годографы электромагнитных параметров сред и оценка влияния сейсмоэлектрического эффекта

7.3 Метрологическое обеспечение многоканальных систем сбора данных геоэлектрического контроля геодинамических объектов

7.3.1 Оптимизация локальных первичных преобразователей электрического поля

7.3.2 Исследование методов повышения климатической стабильности измерительных каналов

7.3.3 Оценка и коррекция фазовых искажений геоэлектрических сигналов

Выводы

ГЛАВА ВОСЬМАЯ ИССЛЕДОВАНИЕ И ГЕОДИНАМИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ КАРСТОВЫХ

ПРОЦЕССОВ

8.1 Проблемы проведения геодинамических исследований и защиты промышленных объектов в зонах развития карста

8.1.1 Особенности процессов карстообразования и типы карста

8.1.2 Техногенные опасности развития карста и локальная оценка карстового риска '

8.1.3 Геоэлектрические методы изучения карстовых явлений и геодинамический контроль карста

8.2 Особенности обработки информации при геодинамическом контроле карста |

8.2.1 Оптимизации системы регистрации геодинамических вариаций

- и

Карста

8.2.2 Спектральное описание элементарных геоэлектрических моделей карстовых неоднородностей

8.2.3 Проблемы геомеханической локальной оценки провалообразования при геоэлектрическом контроле карста

8.3 Исследование карстовых процессов методами имитационного моделирования

8.3.1 Методы моделирования геодинамики карста

8.3.2Моделирование процесса геомониторинга закрытой суффозионной полости I

8.3.3 Натурные наблюдения на оползневом участке 343 Выводы

В настоящее время, в связи с необходимостью решения проблем защиты и предупреждения катастроф на природных и техногенных объектах, значительно возросла актуальность создания систем автоматизированного контроля геодинамических объектов с использованием электромагнитных методов зондирования геологических сред. Это особенно важно в случаях расположения сложных народнохозяйственных объектов в сейсмически активных районах, а также в; зонах естественных и искусственных неустойчивых геодинамических структур (оползни, осыпи, обвалы и зоны развития карста). Использование ¡электромагнитных методов при решении основных задач геодинамического контроля: организации наблюдений за геологическими объектами, оценки состояния и прогноза развития определяется их высокой технологичностью и эффективностью.

Основные теоретические и методические положения организации систем контроля и мониторинга природной среды и литосферы подробно освящены в работах ученых Трофимова В.Т., Епишина В.К., Королева В.А., Израэля Ю.А. и Гамбурцева А.Г. и др. Однако при их практическом применении возникает серьезная I проблема, связанная с необходимостью выделения малых геодинамических вариаций отдельных объемов геологической среды при регистрации и обработке сигналов электромагнитных полей, а также с разработкой геоэлектрических моделей геодинамического развития объектов мониторинга. Кроме того, сложность и разнообразность проявления геодинамики сред приводит к необходимости расширения количества контролируемых параметров геодинамических объектов при I электромагнитном мониторинге, что значительно увеличивает поток измерительной информации, обработка которой без использования специализированных автоматизированных систем сбора и анализа результатов измерений становится практически невозможной.

Значительный вклад в развитие методологии геофизических исследований с использованием электромагнитных методов зондирования геологических сред внесли научные коллективы ряда высших учебных заведений и научно-исследовательских институтов, а также известные ученые Тихонов А.Н., Садовский В.П., Страхов В.Н., Четаев Д.Н., Бердичевский I

М.Н., Дмитриев В.И., Жданов М.С., Хмелевской В.К., Шевнин В.А., Све-тов Б.С., Спичак В.В., Огильви A.A., Иванов А.П., Шаманин C.B., Черняк I

Г.Я. и др. В основу создания систем электромагнитного контроля геодинамических объектов легли особые методы обработки информации, основанные на долговременной пространственной регистрации сигналов искусственных и естественных электромагнитных полей низкочастотного и ультранизкочастотного диапазона, а также на алгоритмах выделения пространственно-временных геодинамических вариаций в условиях действия промышленных и климатических помех. Разнообразие объектов исследования и различие применяемых электромагнитных методов обусловило многовариантность подходов к методике регистрации и обработки инфор мации в системах контроля геодинамических объектов. Вместе с тем разработка единого подхода к этой проблеме принесет значительный методологический и практический эффект.

Применяемые в настоящее время методы основаны на пространственной регистрации сигналов, сравнительном анализе временных рядов с фильтрацией природных и техногенных ритмов и на выделении полезной геодинамической составляющей. В большинстве случаев такой подход удобен лишь для исследовательских целей, а при реализации функции контроля, предназначенного для оперативной реакции на критичные геодинамические изменения объекта, он является крайне неэффективным. При регистрации и обработке сигналов электромагнитных полей в системах исI следования и геодинамического контроля целесообразно выделять нормальную и аномальную составляющие поля на основе применяемых модеI лей объектов исследования. В этом случае применяемые алгоритмы информационной обработки могут быть сведены лишь к анализу аномальных сигналов, а геодинамическая оценка определится структурой используемых при интерпретации моделей геодинамических объектов. Это обуславливает необходимость развития теоретических основ обработки информации в направлении выделения и анализа аномальной составляющей сигнаI лов при электромагнитном контроле геодинамических объектов.

Известно, что интенсивность суммарных вариаций среды гораздо меньше, чем интенсивность вариаций отдельных геодинамических объектов. Вследствие этого, контроль за отдельными объектами среды позволяет получить информацию о возможных катастрофических изменениях раньше, чем при слежении за геодинамикой среды в целом. Повышение геодинамической чувствительности за счет выделения аномальных составляющих сигналов и обязательность контроля вариаций отдельных геодинамических объектов в исследуемой среде приводит к необходимости расширения информационной насыщенности применяемых при интерпретации геоэлектрических моделей. Однако, обработка аномальных составляющих поля связана с рядом проблем, которые заключаются в том, что переход от регистрируемых сигналов аномальных составляющих электромагнитных полей к пространственным изменениям объектов исследования и соответственно к оценке геодинамики объекта является методически весьма сложным. Данная задача относится к классу некорректно поставленных, решение которых для геофизических приложений детально рассмотрено в I работах Тихонова А.Н., Самарского A.A., Арсенина В.Я., Страхова В.Н., Жданова М.С. Однако отличительной особенностью проводимого анализа в данном случае является исследование аномалий регистрируемых сигналов и соответственно геодинамики объекта от реальной геологической структуры, а не от сред простейшего строения. Таким образом, при построении системы информационной обработки данных геодинамического контроля важная роль должна отводиться разработке моделей геодинамических процессов и помехообразующих факторов, обеспечивающих требуемую точность геодинамической оценки. I

Особого внимания заслуживает проблема, возникающая при использовании естественных источников зондирующих электромагнитных полей. I

В частности, при использовании магнитотеллурических методов и алгоритмов дирекционного анализа в системе геодинамического контроля, паI раметры геомагнитных источников являются неизвестными и могут быть определены лишь на основе распределенной обработки сигналов геомагнитного поля. Сложность организации распределенной регистрации и обработки сигналов геомагнитного поля приводит к необходимости использования в этих целях сети стационарных геофизических станций, подобных проектам БАМЫЕТ и ШТЕШУГАОЫЕТ. Это требует разработки специализированных алгоритмов локализации геомагнитных источников, I адаптированных под специфику ультранизкочастотного диапазона геомагнитных возмущений и особенности пространственного размещения стационарных станций. При условии априорной неопределенности пространственного местоположения геомагнитного источника современная статистика не располагает математическим аппаратом решения этой задачи. Вместе с тем, применение алгоритмов дирекционного анализа при построении моделей зондирования сред и специфика частотного диапазона геомагнитных пульсаций, требует решения ряда метрологических задач в I рамках системы мониторинга импульсных геомагнитных источников.

Таким образом, в современных условиях постоянного возрастания техногенной нагрузки на приходную среду особую значимость приобретает разработка и внедрение принципиально новых методик получения и I обработки информации в автоматизированных системах контроля геодинамических объектов. Это позволит повысить эффективность и качество проведения исследований геодинамических объектов и обеспечит возможность более оперативного формирования прогнозных геодинамических оценок. Эффективное решение данной научной проблемы очень важно для создания систем предупреждения техногенных катастроф на промышленных и жизнеобеспечивающих объектах, что является весьма актуальной темой, как с теоретической, так и с практической точек зрения.

Объектом исследования являются процессы контроля геодинамических объектов в низкочастотном и ультранизкочастотном диапазонах электромагнитных волн. I

Предметом исследования являются методы, модели, алгоритмы и

I. ■ устройства извлечения и обработки информации в системах автоматизированного контроля геодинамических объектов.

Целью диссертационной работы является повышение безопасности техногенных объектов. I

В соответствии с поставленной целью были определены следующие основные задачи:

1. Анализ особенностей процессов контроля геодинамических объектов в низкочастотном и ультранизкочастотном диапазоне волн.

2. Исследование и разработка структуры системы автоматизированного электромагнитного контроля геодинамических объектов

3. Исследование методов геоэлектрического моделирования геодинамических объектов и процессов, и построение базовых моделей.

4. Исследование и формирование методов обработки информации при электромагнитном контроле геодинамических объектов.

5. Исследование методов} построения системы мониторинга импульсных геомагнитных источников, организации регистрации и обработки геомагнитных данных по распределенной сети станций наблюдения.

6. Разработка алгоритмов обработки информации в системе мониторинга импульсных геомагнитных источников и исследование точности статистических оценок эпицентральных зон импульсных геомагнитных возмущений с использованием методов регрессионного анализа.

7. Разработка методических рекомендаций по применению теоретиче

I ■ ских положении при построении систем автоматизированного контроля

I 1 I I геодинамических объектов и создание на их основе реальных систем контроля, обеспечивающих повышение безопасности техногенных объектов. I

Методы исследования. Для решения поставленных в диссертационной работе задач были использованы методы математической статистики, I теории принятия решений, теории поля, вычислительной математики, регрессионного и спектрального анализа, математического, имитационного и натурного моделирования.

Достоверность и обоснованность результатов диссертационного исследования обеспечивается корректностью использования математичеI ского аппарата, соответствием данных имитационного геодинамического моделирования и выводов, полученных по итогам теоретического моделирования результатам обработки данных экспериментальных научных исследований, и подтверждена авторскими свидетельствами и патентами на предлагаемые способы и устройства.

Научная новизна работЬ заключается в том, что предложены: I

Теоретические основы построения систем автоматизированного контроля геодинамических объектов в низкочастотном и ультранизкочастотном диапазоне электромагнитных волн, обеспечивающие решения задач сбора, обработки и анализа данных в условиях динамических изменений I геологической среды и включающие в себя:

- метод организации регистрации электромагнитных сигналов в геологических средах, отличающийся выделением аномальных составляющих поля и позволяющий повысить геодинамическую чувствительность I при проведении автоматизированного контроля;

- методику геоэлектрического моделирования и базовые модели геоI динамических объектов и процессов, отличающуюся представлением объектов исследования в виде пространственно-временных функций с учетом влияния климатических и планетарных факторов;

- методику пространственно-временной обработки сигналов электромагнитных полей, отличающуюся представлением моделей сигналов аномальных составляющих в аддитивно-мультипликативной форме и позвоI ляющую сократить время обнаружения кризисных состояний техногенных объектов; !

- алгоритм температурной коррекции данных геодинамического контроля построенный на основе регистрации температурного градиента в ис

I 1 следуемой среде и учета его в1 геоэлектрических моделях объектов, позволяющий устранить влияние температуры на геодинамическую оценку;

- методы и принципы построения системы мониторинга импульсных геомагнитных источников, базирующиеся на регистрации геомагнитных данных по распределенной сети станций наблюдения в диапазоне корот-копериодических колебаний и позволяющие повысить точность контроля параметров геомагнитных возмущений;

- алгоритмы распределенной регистрации и обработки сигналов геомагнитного поля на сети станций наблюдения, позволяющие автоматизировать процессы обнаружения и выделения сигналов геомагнитных пульсаций;

- алгоритмы регрессионной обработки геомагнитных данных, отличающиеся выделением парциальных составляющих и волновых пакетов, позволяющие существенно уменьшить погрешность оценок параметров геомагнитных источников и устранить ошибку их идентификации;

- методику геодинамического контроля приповерхностных неодно-родностей с использованием многополюсных электроустановок, отличающуюся способами обнаружения и выделения аномальных геодинамичеI ских вариаций приповерхностных неоднородностей на основе анализа поляризационной структуры поля.

Практическая значимость и реализация результатов работы. Практическая значимости заключается в: 1. разработанном специализированном системном и прикладном программном обеспечении для систем геодинамического контроля;

- 192. устройствах обработки информации в системах автоматизированного контроля геодинамических объектов, признанных изобретениями; 1

3. применении разработанных методик при создании специализированных систем контроля геодинамических объектов:

- комплекса контроля геодинамики приповерхностных экзогенных процессов; I

- систем контроля возмущений геомагнитного поля в ультранизкочастотном диапазоне электромагнитных волн;

- распределенной системы контроля импульсных геомагнитных источников; |

- системы контроля геодинамики карстовых явлений;

4. результатах работы указанных систем на реальных техногенных объектах.

На защиту выносится:

1. Структура систем автоматизированного контроля геодинамических объектов в низкочастотном и ультранизкочастотном диапазоне электромагнитных волн, учитывающая особенности геодинамических изменений среды. i

2. Метод организации регистрации электромагнитных сигналов в геологических средах, основанный на выделении аномальных составляющих поля. !

3. Методика геоэлектрического моделирования геодинамических объектов и процессов с учетом влияния климатических и планетарных факторов и базовые геоэлектрическйе модели.

4. Методика пространственно-временной обработки сигналов электромагнитных полей с выделением аномальных составляющих на основе применения аддитивно-мультипликативных моделей.

5. Методы и принципы построения системы мониторинга импульсных i геомагнитных источников.

1 -206. Алгоритмы регрессионной обработки геомагнитных данных, построi енные на выделении парциальных составляющих и волновых пакетов геомагнитных возмущений. J

7. Алгоритмы распределенной регистрации и обработки сигналов геомагнитного поля на сети станций наблюдения в диапазоне короткопериоI дических колебаний.

8. Методика построения геодинамического контроля приповерхностных неоднородностей с использованием многополюсных электроустановок.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на Международных и Всероссийских конференциях и симпозиумах и опубликованы в Материалах и трудах: Муромского института

Владимирского государственного университета (1990-2008г.г.), Internai tional Congress on Environmental Modeling and Software - Barcelona, Spain, 2008; на 17-ой международной конференции «СВЧ - техника и телекоммуникационные технологии»,! - Севастополь, Украина, 2007; на 1 и 2-ой международных научных конференциях «Современные проблемы радиоэлектроники», - Ростов-на-Дону, 2007-2008 гг.; на 13-ой и 14-ой международных научно-технических конференциях «Проблемы передачи и обработки информации в сетях и системах телекоммуникаций». - Рязань, 2004 I

- 2005 гг.; General Assembly, «Geoelectrical monitoring in zones of seismic, landslide and karst activity», Bulgaria, Sofia, 2005; в материалах 6-й международной научно-технической конференции «Перспективные технологии в i средствах передачи информации». - Владимир, 2005; Geophysical Research Abstract. - European Geosciences Union, Austria,Vienna, 2005; на 6-11-ой заочных Всероссийских НТК «Методы и средства измерений физических величин». - Н.Новгород, 2001 — 2005 гг.; на VIII-й международной научноI технической конференции «Наука и образование 2005». - Днепропетровск, 2005; на VI-ой заочной Всероссийской НТК «Современные проблемы математики и естествознания».- Н.Новгород, 2004; на ХШ-ой заочной Всероссийской НТК «Информационные технологии в науке, проектировании и производстве». - Н.Новгород, 2004; IV International Workshop on Magnetic, Electric and Electromagnetic Methods in Seismology and Volcanology

France. - Nice, 2004 ; на международного симпозиуме «Карстоведение —

XXI век: теоретическое и практическое значение».- Пермь, 2004; III International Workshop on Magnetic, Electric and Electromagnetic Methods in Seismology and Volcanology- Russia. - Moscow, 2003; на III-ой Всероссийской НТК «Дистанционное зондирование земной поверхности», Муром, 1999. I

Диссертационные исследования выполнялись в рамках госбюджетных и научно-исследовательских работ совместно с Институтом Физики Земли РАН: НИР ИФЗ РАН «Разработка и опробование дирекционного анализа полей геомагнитных пульсаций» (№ гос. per. 72036150); НИР ИФЗ РАН «Исследование особенностей электромагнитного поля геомагнитных пульсаций, обусловленных сверхмедленным распространением вдоль поверхности Земли» (№ гос. per. 78003085); НИР ИФЗ РАН «Исследование количественных характеристик геомагнитных среднеширотных пульсаций» (№ гос. per. 80069244); ГБ НИР МИ ВлГУ № 225/87 «Анализ и синтез радиоэлектронных систем и сигналов методами моделирования на ЭВМ» (Инв.№ 09210044552); ГБ НИР МИ ВлГУ № 264/91 «Анализ и синтез радиоэлектронных систем и сигналов методами моделирования на ЭВМ» (Инв.№ 09210044552, № гос.'рег. 02960007077 ); ГБ НИР МИ ВлГУ № 376/01 «Анализ и синтез электронных систем с применением компьютерных технологий» (Инв.№ 02.2007.03232, № гос.рег. 01.200.108484); ХД НИР с ИФЗ РАН №665/02 «Разработка и изготовления датчиков электрического поля»; Грант РФФИ по поддержки молодых ученых «Исследование механо-электрических явлений в горных породах» (№ 600052/99), Грант РФФИ «Разработка системы геомониторинга для обеспечения безоI пасности эксплуатации промышленных объектов на закарстованных тер

I I риториях с использованием геоинформационных технологий» (№ 08-0799032).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 126 работ, в том числе 1 монография, 71 статья - из них 21 в ценi тральных российских и зарубежных журналах перечня ВАК, 42 публикации в трудах конференций и тезисах докладов, получены 10 авторских свидетельств СССР и патентов Российской Федерации.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, восьми глав с выводами, заключения, списка литературы, вклю

Выводы |

1. Определены особенности построения автоматизированной системы геоэлектрического изучения карстовых явлений с использованием эквипотенциальных электроустановок, позволяющей существенно увеличить чувствительность к малым геодинамическим изменениям объекта исследования и соответственно повысить эффективность проведения геодинамического контроля развития карста.

2.Разработаны элементарные геоэлектрические динамические модели карста, позволяющие выделять их на основе спектральных методов, и про

I ' ' водить геодинамическую оценку. Исследована ЭГМ типа «наклонный контакт двух сред» и получена модельная геодинамическая оценка.

3. Проведена серия экспериментов на имитационной модели Хоменко и зафиксированы абсолютно положительные результаты обнаружения образования подземных вывалов с использованием рассмотренных методов.

4. Как показали натурные эксперименты, применение многополюсных эквипотенциальных электроустановок при контроле карста позволил не менее чем на три порядка уменьшить синфазную электрическую помеху. Влияние изменения проводимости приповерхностного слоя вследствие изменения температуры снизилось на два порядка и более. Непосредственное влияние осадков вообще не отмечалось. , ;

-345 -ЗАКЛЮЧЕНИЕ

К основным результатам} данной диссертационной работы можно отнести следующее.

1. Созданы теоретические основы организации автоматизированного контроля геодинамических объектов, базирующиеся на совокупности разработанных в настоящей работе методов и методик, обеспечивающих методическое, алгоритмическое, программно-техническое и информационное I сопровождение процессов автоматизированного контроля геодинамических объектов в низкочастотном и ультранизкочастотном диапазоне электромагнитных волн.

2.Разработаны методы регистрации электромагнитных сигналов в геологических средах, позволяющие выделять аномальную составляющую поля по отдельным геодинамическим объектам. Это упрощает пространственное позиционирование измерительных датчиков и увеличивает на порядок геодинамическую чувствительность систем контроля.

3. Обосновано представление геодинамических объектов в виде параметрических геодинамических моделей сред с пространственно распределенными параметрами - удельного электрического сопротивления и диэлектрической проницаемости, аппроксимируемыми эквивалентными передаточными функциями на ограниченном диапазоне частот и пространственных координат. Исследованы базовые модели и определена структура контролируемых геодинамических вариаций объектов. I

4. Проведено исследование и разработаны модели помехообразующих природных и техногенных факторов при электромагнитном контроле, а также оценено влияние климатических температурных и планетарных помех на точность геодинамических оценок. Установлено, что влияние микросейсмических полей выражается в наличии аддитивной помехи в регистрируемых сигналах, а влияние температуры носит приповерхностный

I | мультипликативный характер! и на глубине уже десяти метров несущест венно. ! 1

5. Установлен характер и проведена оценка влияния токов смещения I на результаты обработки информации при геодинамическом контроле и разработаны методы оценки геодинамики объектов, учитывающие это влияние.

6. Разработана методика распределенной обработки и анализа сигна лов аномальных составляющих электромагнитных полей, с представлением их в аддитивно-мультипликативной форме, позволяющей уменьшить до суток время обнаружения кризисных состояний. Предложен метод спектральной обработки пространственных искажений поляризационной структуры поля с выделением вектора аномальной геодинамической составляющей, что существенно повышает чувствительность систем к геоI динамическим изменениям объектов исследования (до 0.02% на расстоя нии двадцати метров) на фоне действия климатических и планетарных помех.

7. Разработан алгоритм температурной коррекции данных геодинамического контроля, построенный на применении одномерных моделей темI пературных волн в грунтах и ¡регрессионных методах выделения температурного градиента. ]

8. Предложены методы и|принципы построения системы мониторинга импульсных геомагнитных источников, обеспечивающей возможность автоматизации процессов выделения, обработки и контроля сигналов иррегулярных геомагнитных возмущений по данным распределенной регистI рации геомагнитного поля в реальном масштабе времени.

9. Разработана методика выделения информативных участков регистрации геомагнитного поля с помощью предложенных методов построения I сопряженных многодиапазонных фильтров и алгоритмов предварительной обработки информации, что позволяет избежать технологических потерь информации при регистрации геомагнитных сигналов. Результаты экспериментальных испытаний показали, что погрешность тракта фильтрации сигнала не превосходит 2%.

10. Определены методы повышения метрологических характеристик измерительных трактов в комплексах регистрации сигналов электромагI нитного поля Земли в ультранизкочастотном диапазоне волн. Исследованы методы построения активных датчиков и обосновано применение геомагнитных датчиков с источником тестового сигнала, упрощающий настройку и понижающий уровень регистрируемых синфазных помех более 60 дБ.

11. Разработан метод парциальной обработки пространственных сигналов геомагнитных возмущений, основанный на выделении парциальных геомагнитных сигналов и на алгоритмах статистической фазовой коррекции. Доверительный радиус определяемых при этом эпицентральных зон не превосходит 150 км, а вероятность ошибки определения максимума сигнала для геомагнитного возмущения менее 5%.

12. Полностью устранена неоднозначность оценок эпицентральных зон геомагнитных возмущений с помощью созданных в данной работе алгоритмов распределенной обработки выделяемых волновых пакетов.

13. Проведено исследование и получены оценки параметров пространственно-временного распределения полей для иррегулярных геомагнитных пульсаций типа Pi-2 с использованием разработанных алгоритмов. На основе обработки экспериментального материала был выявлен и интерпретирован эффект поляризационного расщепления спектров сигналов геомагнитных пульсаций по станциям наблюдения.

14. Разработана методика! регистрации и оценки геодинамических вариаций приповерхностных неоднородностей, основанная на применении многополюсных электроустановок и алгоритмов регрессионной обработки данных поляризационной структуры поля и позволяющие эффективно

I - 348 проводить геомониторинговые исследования в зонах расположения сложных промышленных застроек.

1. Садовский М.А., Болховитинов Л.Г., Писаренко В.Ф. Деформирование геофизической среды и сейсмический процесс. - М.: Наука, 1987.

2. Хоменко В.П. Закономерности и прогноз суффозионных процессов.- М.: ГЕОС, 2003.-216 с.

3. Н., Макеев В.М. Напряженное состояние //Геотектоника. 1987. №1. С. 3-24.

4. Николаев A.B. Нелинейная геодинамика. М.: Наука, 1994.

5. Арнольд В.И. Теория катастроф. М.: Наука, 1990.

6. Гамбурцев А.Г. Сейсмический мониторинг литосферы. М.: Наука, 1992.

7. Королев В.А. Мониторинг геологической среды. М.: Изд-во МГУ,

8. Кропоткин П.Н., Ефремов В земной коры и геодинамика1995.

9. Епишин В.К., Трофимов В.Т. Литомониторинг система контроля и управления геологической средой / «Теоретические основы инженерной геологии.» -М.: Недра, 1985.

10. Трофимов В.Т., Епишин В.К. Литомониторинг система контроля и управления геологической средой / « Инженерная геология и геологическая среда. Доклады советских геологов.» -М.: Недра, 1989.

11. Израэль Ю.А. Геофизические аспекты и мониторинг// Вест. АН СССР.I1988. №11.-С.31-35.

12. Огильви A.A. Геофизические методы исследований. М: Изд-во МГУ, 1962.

13. Электроразведка методом сопротивлений / Под ред. В.К. Хмелевского и В.А. Шевнина: Учебное пособие. М.: Изд-во МГУ, 1994.

14. Кузичкин О.Р., Кулигин М.Н., Калинкина Н.Е. Регистрация геодинамики поверхностных неоднородностей при электроразведке эквипотенциальным методом // Методы и средства передачи и обработки информации. Вып.1. СПб.: Гидрометеоиздат, -2001.- С. 107-109.*

15. Огильви A.A. Геоэлектрические методы изучения карста / Под. Ред.

16. А.И. Заборовского. М.: Из-во Московского университета, 1956. ч J

17. Горбунова К.А. Карстоведение. Вопросы типологии и морфологии карста. Пермь. 1985, 88с.

18. Толмачев В.В., Ройтер Ф. Инженерное карстоведение. М.: Недра. 1990. I

19. Газисов М.С. Карст и его влияние на горные работы. М.: Наука. 1971.

20. Pruska J. Geomechanica. Mechanica hornin. Praha: CVUT.2002. - 179 p.

21. Любушин A.A. Агрегированный сигнал систем низкочастотного геофизического мониторинга. //Физика Земли. 1998. №3. С.69-74.

22. Патент 54206 (РФ) G 01 R 17/02. Устройство для измерения параметров сигнала / O.P. Кузичкин, A.B. Цаплев (РФ). 2006100488/22, заявл.I1001.06.; опубл. 10.06.2006. Бюл. №16

23. Патент 64384 (РФ) G 01 R 17/02. Устройство для измерения параметров сигнала / o.p. Кузичкин, aJ.B. Цаплев (РФ). 2007107642/22, заявл.2802.07.; опубл. 27.06.200|7. Бюл. №18.

24. Кузичкин O.P. Программно-аппаратная организация электролокационных систем при геомониторинге карста. // Проектирование и технология электронных средств. 2006. №4 С.54-58.

25. Бердичевский М.Н., Жданов М.С. Интерпретация аномалий ЭМ поля Земли. -М.: Недра, 1981.

26. Жданов М.С., Спичак В.В. Математическое моделирование электромагнитных полей в трехмерно-неоднородных средах. М.: Наука, 1993.

27. Спичак В.В. Магнитотеллурические поля в трехмерных моделях геоэлектрики. М.: Научный isjlnp, 1999. 1 '

28. Дмитриев В.И. Электромагнитные поля в неоднородных средах. М.: Изд-во МГУ, 1969.

29. Blok Н, Oristaglio М. Wavefield imaging and inversion in electromagnetics and acoustics. University of Ijechnology, report number 21, 1995.

30. Жданов М.С. Теория обратных задач и регуляризации в геофизике. -М.: Научный Мир, 2007.

31. Страхов В.В. Теория приближенного решения линейных некорректныхзадач в гильбертовом пространстве и его использование в разведочнойIгеофизике. 4.1// Изв. АН СССР. Физика Земли №8, С. 30-53.

32. Страхов В.В. Теория приближенного решения линейных некорректных1.1задач в гильбертовом пространстве и его использование в разведочнойIгеофизике. 4.2// Изв. АН СССР. Физика Земли №9, С. 64-96.I

33. Glaerbout J.F. Fundamentals of geophysical data processing. New YorkA McGraw-Hill, 1976.

34. Вычислительная математика и техника в разведочной геофизике. Справочник геофизика/ Под .ред, Дмитриева В.И. М.: Недра, 1990.

35. Маркин В.Г., Санина И.А. Вопросы оценки разрешающей способности площадных сетей геомониторинга // Разработка концепции мониторинга природно-технических систем. Т.1. М.: ВНИИФТРИ, 1993, С.194-205.

36. Атлас временных вариаций природных процессов. Порядок и хаос в литосфере и других сферах/j А.Г. Гамбурцев, С.И. Александров, A.C. Беляков и др. М.: ОИФЗ РАН, 1994. !

37. Avsjuk Yu. N., Alexandrov S.I., Gamburtsev A.G. et al. Seismic monitoring of the Earth crust // J. Geodyn. 1988. Vol.10. P. 345-354.

38. Кузичкин O.P. Методы и устройства обработки информации в системе мониторинга импульсных геомагнитных источников: Монография. М.: Изд-во Радиотехника, 2008.|

39. Налимов В.В. Применение математической статистики при анализеIвещества.-М.: Фитматгиз,! 1960.

40. Смольников В.М., Кукуруза В.Д. Методические особенности геоэлектрических исследований приповерхностных и глубинных неоднород-ностей. — Киев: Наукова думка,1978.

41. Кауфман A.A. Введение в теорию геофизических методов. Гравитационные, электрические и магнитные поля. -М.: Недра, 1997.

42. Балашов Е.П., Пузанков Д.Ь. Микропроцессоры и микропроцессорные системы. М.: Радио и Связь, 1981.

43. Кузичкин O.P., Кулигин М.Н. Программно аппаратный комплекс для отладки измерительных систем на базе микроконтроллеров серииI

44. MCS-96. // Методы и средства передачи и обработки информации.

45. Вып.5. СПб.: Гидрометеоиздат. 2005.- С. 210-214.i

46. Микросхемы серии 1874. Техническое описание. /Главный конструктор разработки В.П. Крюков. М.: 2002.

47. Калабеков Б.А. Микропроцессоры и их применение в системах передачи и обработки сигналов. /Учеб. пособие для вузов. М.: Радио и связь. 1988. '

48. Бродин В.Б., Шагурин М.И. Микроконтроллеры: архитектура, проiграммирование, интерфейс. /Справочник. -М.: ЭКОМ. 1999.

49. Максименков A.B., Селезнев M.JI. Основы проектирования информационно-вычислительных систем и сетей ЭВМ. М.: Техиздат. 1991.j

50. Кузичкин O.P., Афиногенов К.В. Применение специализированных операционных систем в геомониторинговых системах сбора и обработки информации. // Методы и средства передачи и обработки информации. Вып.7. СПб.: Гидрометеоиздат. 2006 - С. 54-58.j j

51. Авен О.И., Гурин Н.Н., Коган Я.А. Оценка качества и оптимизация вычислительных систем. М.: Наука. 1982.

52. Цаплев А.В., Кузичкин О.?. Метод фазового управления зондирующими сигналами в телеметрической системе геомониторинга. //Проблемы передачи и обработки информации в сетях и системах телекоммуникаций. Рязань: РГРА, 2005.

53. Kuzichkin O.R., Kamshilin А. N. Spatial-time filtering of the karst inhoimogeneities for the geoelectric location. //Karstology XXI century. Theoretical and practical significance. Russia. - Perm: 2004. - P. 275-278.

54. Тихонов В.И., Харисов В.И. Статистический анализ и синтез радиотехнических устройств и систем: Учеб. Пособие для вузов. М.: Радио и связь, 2004. j

55. Wait J. R. Geo electromagnetism. Academic press., Dep. Of Electrical Engineering and Geosciences University of Arisona., 1982, p.235.

56. Кузичкин O.P. Система селекции и обработки сигналов геомагнитных пульсаций при магнитотеллурическом зондировании // Приборы и системы. Управление, контроль и диагностика. 2007. №10. С.50-56.

57. Тихонов А.Н. Об определении электрических характеристик глубоких слоев земной коры. // Изв.дкн СССР. 1950. Т 73. № 2. С.295-297.

58. Cagniard L. Procédé de procpection geophysique. Brevet d'invention français № 1025683. demande le 6 oct 1950. délivré le 28 jan. 1953.

59. Wait J. R. On the relation between telluric currents and the Earth's magnetic field.// J. Geophysics. Vol.19. 1954. P.281-289. , |

60. Wait J. R. Theory of magnetotelluric field.// J. Res. Nat. Bur. Stand.

61. V0I.66D. 1962. -P.509-541.!j

62. Price A.T. Theory of magnetotelluric methods when the source field considered.//!. Geophysics. Vol.67. 1968.-P. 1907-1918.

63. Дмитриев В .И., Бердичевский М.Н. Фундаментальная модель магнитотеллурического зондирования. //ТИИЭР. т.67. №7. 1979. С.69 82.j

64. Шаманин C.B. О математической модели локального описания поля геомагнитных пульсаций и разложении на парциальные волны.

65. Автореферат дисс. канд. физ.- мат. наук. М.: Изд-во ИФЗ РАН. 1977.j

66. Четаев Д.Н. Об определении электропроводности земной коры в условиях естественного залегания. // 9 Всесоюзная конференция !по распро1.Iстранению радиоволн. 4.2. Харьков. 1969. с.304-307.

67. Четаев Д.Н. О структуре поля короткопериодической геомагнитной вариации и магнитотеллурических зондированиях. // Изв. АН СССР. Сер. Физика Земли. 1970. №2. С.52-56

68. Четаев Д.Н., Юдович В.А. Дирекционный анализ магнитотеллурических наблюдений. //Изв. ^Н СССР. Сер. Физика Земли. 1970. №12. С. 61-68

69. Анисимов C.B., Дмитриев Э.М. Информационно-измерительный комплекс и база данных геофизической обсерватории «Борок» РАН. М.: Изд-во ОИФЗ РАН. 2003.

70. Кузичкин O.P. Комплекс оцифровки магнитных лент многоканальногоаналогового магнитографа. // Радиотехнические системы и устройствав народном хозяйстве. Сборник докладов молодых специалистов и студентов. Владимир: 1990. рС.19.

71. Моргунов В.А., Четаев Д.Н., Шаманин C.B. О математической моделиестественного электромагнитного поля для геофизическихjисследований строения земной коры. //Проблемы математической физики и вычислительной математики. М.: Наука. 1977. - С. 225-238.

72. Кузичкин O.P., Кулигин М.Н., Калинкина Н.Е. Математическая модель локального описания поля геомагнитных пульсаций типа Pi-2 по данным СВАН. //Методы, устройства и программы обработки данных. Ташкент: НПО « Кибернетика». АН РУЗ. 1998 С. 33-39.

73. Кузичкин О.Р. Система мониторинга импульсных геомагнитных источников. /Автореферат дис. канд. физ.- мат. наук. М.: Изд-во ИФЗ РАН.2000. |

74. Troitskaya V.A., Chetaiev D.N., Morghounov V.A. et. al. On the structure of geomagnetic pulsations field. //Program and Abstracts for the XVT IUGG General Assembly. Grenoble. 1975. P.233.

75. Иванов А.П., Лысенко B.B., Новожилов E.B. Аппаратура для сбора и обработки на ЭВМ геофизической информации в реальном масштабе времени. //Микро-ЭВМ в геомагнитных исследованиях. М.: Изд. ИФЗ АН СССР. 1984.-С.51-58.

76. Иванов А.П., Лысенко В.В., Осьмаков А.Н., Шаманин С.В.1.• !

77. Компьютерный экспресс-анализ геофизической информации. М.: Изд.1. ИФЗ АН СССР, 1989. |j

78. Крылов С.М. Индукционный магнитометр в системе обработки данных в реальном масштабе времени. //Микро-ЭВМ в геомагнитныхисследованиях./Под ред. Е 75. Кузичкин О.Р., Кулигин

79. Н.Федорова. М.: Наука. 1984. - С.21-43. М.Н., Калинкина Н.Е. Основные критерии проектирования измерительного тракта автоматизированного геомагнитного комплекса. //Труды Муромского филиала ВГУ. -Владимир: Из-во ВГУ. 199|7. - С.45-47.

80. Спичак В.В., Монвель М., Руссиньоль М. Оценка влияния качества иобъема априорной информации и данных на результаты трехмернойинверсии магнитотеллурических полей. Изв. РАН, Серия ¡«Физика Земли», 1999, с. 8-19. |

81. Spichak V.V., Popova I.V. Artificial neural network inversion of MT-data in terms 3D earth macro-paranJeters. // Geoph. J. Int., 42, 2000, p. 15-26.

82. Боголюбов A.H., Боголюбова Н.П., Мозганова E.A. Руководство по интерпретации кривых ВЭЗ МДС. М.:,Стройиздат.1984. 200 с.

83. Капустян Н.К. Техногенные механические вибрации. //Вестник ОГН РАН №4(19), 2001.

84. Чантуришвили JI.C. Физико-механические свойства горных пород в верхней части Земной Kopbi. М.: Наука. 1968. 161 с.

85. Орешкин П.Т. Физика полупроводников и диэлектриков. М.: Высшая школа. 1962.-448 с.

86. Жданов М.С. Электроразведка: Учебник для Вузов. М.: Недра. 1986.316 с.

87. Золотарев В.П., Богатырев Е.Ф. Радиолокационное подповерхностное зондирование уровня грунтовых вод. // Теория и техника радиолокации, радионавигации и радиосвязи. Рига: Изд-во РКИИГА. 1980. С. 33-36.

88. Черняк Г.Я. Электромагнитные методы в гидрогеологии и инженернойiгеологии. М.: Недра. 1987. - 213 с.

89. Якубовский Ю.В. Электроразведка. М.: Недра. 1973. - 443 с.

90. Кузичкин O.P., Калинкина Н.Е. Математическая модель геоэлектрического разреза на основе комплексных сеток. //Радиотехника, электроника, информатика. Вып.З. Муром: Изд-во МИ ВлГУ. 2003. - с. 11-13.

91. Коддингтон Э.А. Теория обыкновенных дифференциальных уравнений. М.: Изд-во ЛКИ, 2007, 474 с.

92. Электроразведка. Справочник геофизика. Кн.1// Под ред. В.К. Хмелевского и В.М. Бондаренко. М.: Недра, 1989, 438 с.i

93. Шварц JI. Математические методы для физических наук. М.: Мир, 1980.

94. Сидоров В.А. Об электрической поляризации несовершенных диэлектриков. //Вопросы поляризации горных пород./Под ред. А.А. Молчанова, В.А. Сидорова. М.: ВНИИГИС. 1985.

95. Кузичкин O.P., Кулигин М.Н., Калинкина Н.Е. Стационарная модель нижнего полупространства при геоэлектрическом мониторинге среды. //Научные труды муромских ученых. Муром: 2001. - с.98-99.97. Кузичкин О.Р., Камшилин

96. Чантуришвили Л.С., Челидзе Т.Л., Челишвили М.Л. Горные породы вфизических полях. Тбилиси: Из-во ТГУ. 1971. 93 .Чантуришвили Л.С. Физико-механические свойства горных пород в верхней части земной коры. - М.: Наука. 1968.

97. А.с. №1631258 СССР, МГЖ Н 04 В 7/22. Тензометрическое устройство. /Кузичкин О.Р. Приоритет от 06.01.90.0публ. 7.07.91. Бюл.№25.

98. Потапов О.А., Лизун С.А. Основы сейсмоэлектроразведки. М.: Недра. 1995.- 221с.

99. Кузичкин О.Р., Калинкина Н.Е., Кулигин М.Н. Тензорная модель взаиI

100. А.Н., Кулигин М.Н. Исследование характеристик анизотропных сред при геодеформационном воздействии. //Радиотехника, электроника, информатика. Вып.1. Муром: Изд-во МИ ВлГУ. 2002. - С. 23-25.

101. Епифанов Г.И. Физика твердого тела. М.: Высшая школа. 1977. -288 с.

102. Черняк Г.Я. Электромагнитные методы в гидрогеологии и инженерной геологии. М.: Недра. 1987.

103. Kamshilin A. N., Volkova Е. N., Kuzichkin O.R. Self-oscillations in rock,1.' iresults of Laboratory experiments // Annals of geophysics. 2004. v.47. №2.i-P. 93-99.

104. Kamshilin A. N., Volkova E.N., Kuzichkin O.R., Solcolnikov M. A. Selfioscillations In Rock // III International Workshop on Magnetic, Electric and Electromagnetic Methods in Seismology and Volcanology. Russia. Moscow: 2003.-P. 103.

105. Камшилин А.Н., Кузичкин O.P., Калинкина Н.Е. Исследование меха-ноэлектрических колебаний в горных породах. // Методы и средства передачи и обработки информации. Вып.5. — СПб.: Гидрометеоиздат. 2004.-С. 61-69.

106. Тихонов А.Н., Самарский A.A. Уравнения математической физики. — М.: Изд-во ТТЛ. 1951.

107. Карлслоу Х.С. Теория теплопроводности. М.: Гостехиздат. 1947.

108. Ефимов С.С. Влага гигроскопических материалов. Новосибирск: Наука, 1986.

109. Бакирова О.И. О некоторых методах решения задачи Стефана.// Диф. уравнения . 1983. Е. 19. №3. С.491-500. .I

110. Кузичкин O.P. Пространственные спектры и пространственновременная фильтрация применительно к геоэлектрической локацииjкарстовых неоднородностей. //Методы и средства передачи и обработки информации. Вып.4. СПб.: Гидрометеоиздат. 2004 - С. 142-146.

111. Кузичкин O.P. Оценка влияния токов смещения на результаты обработки временных рядов геомониторинга карста. // Методы и средства передачи и обработки информации. Вып.7. — СПб.: Гидрометеоиздат. 2006.-С. 59-63.

112. Самарский A.A. Вычислительный эксперимент в задачах технологии. //Вестник АН СССР. 1984. 11. С. 816-827.

113. Kuzichkin О. R., Kamshilin А. N. Method of data processing for geoelec-tric monitoring. // 4-th International Workshop on Magnetic, Electric and Electromagnetic Methods in Seismology and Volcanology. Nice, France: 2004. - P. 88-89

114. Кузичкин O.P., Кулигин M.H., Сокольников M.А. Временной ряд геоэлектрического мониторинга с учетом температурного фактора

115. Научные труды муромских ученых. Муром: Изд-во МИ ВлГУ. 2001- С.103-104.

116. Кузичкин O.P., Цаплев A.B. Температурная коррекция результатов геомониторинговых исследований на основе параметрических моделей сред. // Проектирование и технология электронных средств. 2007. №2. С.39-43.I

117. Кузичкин O.P., Финогенов С.А. Интерпретация фазовых искажений1. J Iполя точечного источника разделом двух сред. // Методы и средстваIпередачи и обработки информации. Вып.5. СПб.: Гидрометеоиздат. 2005. - С.147-152.

118. Кузичкин O.P., Цаплев A.B. Поляризационные характеристики электролокационных сигналов и их анализ в системе геомониторинга // Радиотехника. 2006. №11.-0. 86-90.

119. Канарейкин Д.Б., Павлов Н.Ф., Потехин В.А. Поляризация радиолокационных сигналов. -М.: Изд-во «Сов. Радио». 1966.

120. Кузичкин O.P., Финогенов С.А. Искажение поляризационных характеристик электрического поля точечного источника разделом двухТсред. //Компьютерное моделирование электромагнитных процессов вфизических, химических и дународного симпозиума»

121. Левин Б.Р. Теоретические М.: Изд-во «Сов.радио».!'технических системах. Материалы III меж- Воронеж: Изд-во ВГУ. 2004.- С. 221-223.основы статистической радиотехники. Кн.2. 968. 504 с.

122. Поздняк С.И., Метлицкий В.А. Введение в статистическую теорию поляризации. -М.: Изд-во «Сов.радио». 1974. 480 с.

123. Кузичкин О.Р., Цаплев а!в., Благов М.Н. Интерпретация фазовых искажений структуры поля при многополюсном электропрофилировании //Методы и средства измерений физических величин. Материалы Х-ой заочной Всероссийской НТК. Н. Новгород: 2004. - С. 38. ,

124. Качанов Е.С. Прохождение частично' поляризованных электромагнитных волн через радиотехнические устройства. //Радиотехника и радиоэлектроника. 1968. т. XIII.9.

125. Кузичкин O.P. Фазовые характеристики электрического поля при многополюсном электропрофилировании. //Методы и средства передачи и обработки информации. Вып.2. СПб.: Гидрометеоиздат. 2002. -С.27-31.

126. Кузичкин O.P., Кулигин М.Н., Калинкина Н.Е. Выделение элементарных геоэлектрических неоднородностей спектральным методом. //Радиотехника, электроника, информатика. Вып.З. Муром: Изд-во МИ ВлГУ. 2004.- С. 18-20.

127. Кузичкин O.P., Кулигин М.Н., Калинкина Н.Е. Аппроксимация Лоренца при точечном электропрофилировании // Радиотехника, электроника, информатика. Вып.З. Муром: - Изд-во МИ ВлГУ. 2004. - С. 2022.

128. Боголюбова Н.П. Геоэлектрические модели карста и типичные аномалии электропрофилирования и вертикальных электрических зондирований над ними. М.: Наука. 1987.

129. Чигин М.М., Коваленко В.А. О количественной оценке эффективности методов электроразвед|очной геофизики. //Изв. ВУЗов. №3, 1973.

130. Перов В.П. Прикладная спектральная теория оценивания. М.: Наука. 1982.I

131. Кузичкин O.P., Дорофеев Н.В. Оценка параметров сигналов геомагнитных пульсаций на основе статистических моделей // Радиотехника. 2007. №6.-С. 39-43.

132. Форстер Э., Ренц Б. Методы корреляционного и регрессионного анализа. М.: Финансы и статистика. 1983.

133. Тихонов А.Н., Уфимцев М.В. Статистическая обработка результатов экспериментов. М.: Изд-во Московского ун-та. 1988.

134. Кузьмин С.З. Основы проектирования систем цифровой обработки радиолокационной информации. М.: Радио и связь. 1986.

135. Кузичкин О.Р., Цаплев А.В. Система векторной обработки данных при геомониторинге // Математическое и программное обеспечение вычислительных систем. М.: Изд-во «Горячая линия - Телеком» . 2007. - С. 44-49.

136. Долинский Е.Ф. Обработка результатов измерений. -М.: Изд-во стандартов. 1973.

137. Davidson M.J. Average diurnal characteristics of geomagnetic power srec-trums in the period range 4,5 to 1000 sec. // JGR. 1964. 69. № 23. P. 51165120.

138. Herron T.G. Paper prezented at VLF Symp., Bolder (Colorado), 1964.

139. Herron T.G. Phase characJeristics of geomagnetic micropulsations. //JGR, 1966. 71. №3. P. 871-889.

140. Щепетнов P. В. Планетарные характеристики геомагнитных микропульсаций и их исцользование для изучения околоземного пространства. /Автореф. дис. канд. физ.-мат. наук.- М.: ИФЗ АН СССР. 1968.

141. Rostocker G. Propagation of Pi-2 micropulsations through the ionosphere.

142. JGR. 1965. 70. № 17. P. 4388-4390.I

143. Jacobs J.A., Rostoker G., Watanabe T. World-wide propagation of impulsive micropulsation activity 4966. P.61-62. 141. Gendrin R., Gokhberg Mthrough the ionosphere. //Nature. 1965. 205. №

144. Четаев Д.Н., Юдович B.A. О дирекционном анализе магнитотеллуриIческих наблюдений. //Изв. АН СССР.' Физ. Земли. 1971. №12.

145. Тихонов А.Н., Четаев Д.Н., Моргунов В.А., Чантладзе И.К., Шаманин С.В., Герасимович Е.А. О магнитотеллурических исследованиях земной коры. //Докл. АН СССР. 1974. 217. № 5. -С. 1065 -1068.

146. Шаманин С.В. О математической модели геомагнитных пульсаций и1.' Iего разложение на парциальные волны. /Автореф. дис. канд. физ.-мат.наук. М.: ИФЗ АН СССР. 1977.

147. Моргунов В.А. Модель^ горизонтального распространения геомагнитных пульсаций. //Структура электромагнитного поля геомагнитных пульсаций. М.: Наука. 1980. - С.68-89.

148. Четаев Д.Н. О локальной структуре магнитотеллурического поля. //Изв АН СССР. сер. Физика Земли. 1978. №10. С.105-116.

149. Tshetajev D.N., Morghounov V.A., Schamanin S.W. und andere. Untersuchung der Ranm-Zeit-Verteilung und der vertikalen Stromdichte der Pulsationsfelder. //Phys. Solariterr., Potsdam, 1977, №5. S. 51-76.

150. Green С.A. The longitudial phase variation of mid-latitucle Pc-3, 4j imicropulsations. //Planet. Space Sei. 24. №1.1976.

151. Бердичевский M.H. Электрическая разведка методом магнитотеллу-рического профилирования. -М.: Недра, 1968.

152. Zelwer R., Morrison H.F. j Spatial characteristics of midlatitude micropulisations. //J. Geophys. Res. 77. № 4.1972.

153. Althause R.L., Davis J.R Fjive-station observatione of Pc-1 micropulsation propagation. //JGR. 1976. 83. №1. S.132-140.

154. Xughes W.J. Pulsations research during the IMS. //Rev. Geophys. a Spare Fhys. 1982. 20. №3. S.641-652.

155. Алиев И.А. Особенности волновой структуры наземного поля геомагнитных пульсаций типа Pi-2, Рс-3-4. /Автореферат дис. канд. физ.-мат.наук. М.: Изд-во ИФЗ АН. 1973. j

156. Четаев Д.Н., Аплаков P.A., Алиев И.А. Локализация эпицентральныхзон пульсаций типа Pi-2 и Рс-3. //Материалы республиканской конференции. Тбилиси. 1974.

157. Четаев Д.Н., Алиев И.А. Волновая структура наземных магнито-теллурических полей. //Фонды ИФЗ РАН. М.: Изд-во ИФЗ РАН. 1991.

158. Четаев Д.Н., Алиев И.А. Эпицентральные зоны геомагнитных пульсаций, районы источников суббуревых токов и разрывы Харанга. //Геомагнитизм и Аэрономия. 1993.

159. Иванов А.П. Аппаратура^ автоматизация измерений и интерпретации дипольных электромагнитных зондирований земной коры. /Докт. дисс.- М.: ИФЗ АН СССР. 1986.

160. Кулигин М.Н. Исследования характеристик распространения различных типов геомагнитных пульсаций. /Автореф. дис. канд. физ.мат.наук. М.: ИФЗ АН СССР. 1989.

161. Кузичкин O.P. Спектрально-временной анализ в реальном масштабе времени. //Современные проблемы радиоэлектроники. Ростов н/Д: Изд-во РГПУ:- С. 105-108.!

162. Glangeaurd F. Signal processing for magnetic pulsation. // J.of Atm. And Terr. Phys. №9. 1981. P.981^998.I

163. Glangeaurd F. Analysis of pulsation. //Plan. Space Sci.V.30. №12,.1982. P.I1249-1258.

164. Кравцов А.Д., Копытенко Ю.Г., Кузьмин И.А. Структурные методы анализа геомагнитных пульсаций. //Программные и аппаратные средства автоматизации научных исследований. — Апатиты: Изд-во АН СССР. 1982.- С.6-13.

165. Гульиеми А.В., Троицкая В.А. Геомагнитные пульсации и диагностика магнитосферы. -М.: Наука. 1973.

166. Кузичкин O.P., Кулигин М.Н. Измерение параметров геомагнитных пульсаций в реальном масштабе времени. //Научные труды муромских ученых. 1999. Владимир: Изд-во МИ ВлГУ. - С.141-143.

167. Бердичевский М.Н., Жданов М.С. Интерпретация аномалий переменного магнитного поля Земли. М.: Недра. 1981.

168. M. Nose, T. Jyemori, M. Takeda and other. Automated detection of Pi-2pulsations using wavelet analysis: Method and application for substorm1.Imonitoring.//Earth Ph. Space, 50, 1998,'p. 773 783.

169. Смирнов Ю.А. Радиотехническая разведка. M.: Воениздат. 2001.

170. Кондратьев B.C., Котов А.Ф., Марков Л.Н. Многопозиционные радиотехнические системы. М, : Радио и связь. 1989.

171. Кузичкин O.P., Кулигин М.Н. Разработка активных индукционных датчиков и их применение в геомагнитных исследованиях // Приборы и системы. Управление, контроль и диагностика. 2007. №1.- С.39-42.

172. Орнатский П.П. Автоматические измерения и приборы. К.: Вища шк. 1986.

173. Четаев Д.Н. Дирекционный анализ магнитотеллурических наблюдений. М.: Наука. 1985. j

174. Кузичкин O.P., Кулигин 1|4.Н. Активный двухсекционный датчик с источником тестового сигнала для геомагнитных исследований.

175. Актуальные проблемы анализа и обеспечения надежности и качества приборов, устройств и систем. Пенза:-Изд-во ПГТУ. 1996. - С. 107109.

176. Кузичкин O.P., Кулигин М.Н. Корректирующее звено измерительного тракта индукционного магнетометра. //Актуальные проблемы анализаи обеспечения надежности и качества приборов, устройств и систем. -Пенза:-Изд-во ПГТУ. 1997. - С. 91-93.

177. Кузичкин O.P. Селекция сигналов геомагнитных пульсаций! с использованием сопряженных много диапазонных фильтров. //Современные проблемы радиоэлектроники. Ростов н/Д: Изд-во РГПУ. 2006 - С. 108-111.

178. Кузичкин O.P., Благов М.Н. Обнаружение сигнала иррегулярного возмущения на основе регрессионного анализа// Радиотехника. 2006. №6 — С. 123-125.

179. Хьюлсмак Л.П., Аллен Ф.Е. Введение в теорию и расчет активных фильтров. М.: Радио и связь. 1984.

180. Хейнлейн В.Е., Холмс В.Х. Активные фильтры на интегральных схемах.-М.: Связь. 1980.11/04. Много диапазонный активный Кулигин, М.Н. Благов, A.B. Цаплев (РФ).

181. Патент 55232 (РФ) H 03 Е фильтр /O.P. Кузичкин, M-2006103635/22, заявл. 7.02.06.; опубл. 27.07.2006. Бюл. №21.

182. Zelwer R., Morrison H.F. Spatial characteristics of midlatitude micropulsations. //J. Geophys. Res. 77.№ 4. 1972.

183. Труды метрологических институтов СССР. СГНИИМ./Под ред. Кисковкина. 1979. вып. 18(1.

184. Юдович В.А. О структуре электромагнитного поля короткопериоди-ческих геомагнитных вариаций. /Автореф. дис. канд. физ.-мат. наук.

185. М.: Изд-во ИФЗ АН СССР! 1971.

186. Тихонов А.Н., Четаев Д.Н., Моргунов В.А., Чантладзе И.К., Шаманин

187. С.В., Герасимович Е.А. О магнитотеллурических исследованиях земной коры. // Докл. АН СССР. 1974. 217. № 5. С.1065 -1068.

188. Chetaiev D.N., Osmakov A.N., Alexeev B.M., Lependin V.P., Kuligin M.N., Strus A.I. Wave structure of the largescale Pi-2 pulsations ground field. //Progr. a. Abstr. for :he 4 IAGA Sc. Assembly. Edinburg. 1981.-P.400.

189. Аплаков P.A. Волновая картина наземного поля геомагнитных пульсаций типа Pi-2 и локализация их эпицентров. /Автореф1 дис. канд. физ.-мат.наук. М.: Изд-во ИФЗ АН СССР. 1985.

190. Кузичкин O.P., Кулигин М.Н. Регрессионный анализ парциальных составляющих геомагнитных пульсаций. //Научные труды Муромского филиала ВГУ. Владимир: Изд-во ВГУ. 1997. - С. 41-43.

191. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся ВТУЗов. /13-е изд., исправленное. М.: Наука. 1986.554 с. I

192. IMS/STP station list. International Magnetospheric /Study Bulletin №2. Issued by the SCOSTER Secretariat, Washington. 1975. p. XXVII-XXXIX.

193. Пудовкин М.И., Распопов О.М., Клейменова Н.Г. Возмущения электромагнитного поля Земли. Часть II. Короткопериодические колебания геомагнитного поля. Л.: Изд. Ленингр. ун-та. 1976. 271 с.

194. Сокольников И. С. Тензорный анализ: Теория и применение в геометрии и механики сплошных сред. М.: Изд-во КомКнига, 2007.

195. Кузичкин O.P. Применение регрессионного анализа при обработке сигналов в системе мониторинга импульсных геомагнитных источников // Методы и средства передачи и обработки информации.' Вып.9. -М.: Изд-во Радиотехника. 2007. С. 39-43. ' ;1.'

196. Кузичкин O.P., Дорофеев Н.В. Алгоритм выделения иррегулярныхIвозмущений геомагнитного поля на сети станций. //Математическое и программное обеспечение вычислительных систем. М.: Изд-во «Горячая линия - Телеком». 2007. - С. 28-32

197. Попов A.B., Бабаков М.'Ф., Ельцов П.Е. Инвариантные поляризационные характеристики радиолокационных объектов. //Электромагнитные волны и электронные системы. №11-12. Т8. 2003.

198. Кузичкин O.P., Кулигин М.Н. Коррекция фазовых искажений при многодиапазонной фильтрации сигналов геомагнитных пульсаций. //Методы и средства передачи и обработки информации. Вып.7. СПб.: Гидрометеоиздат. 2006. - Ç.64-68. 1 !

199. Крылов С.М. Индукционный магнитометр в системе обработки данных в реальном масштабе времени. //Микро-ЭВМ в геомагнитных исследованиях./Под ред. Е.Н.Федорова. М.: Наука. 1984. - С.21-43.

200. Кузичкин O.P., Кулигин ijl.H. Обработка и анализ фазовых данных спектрально-временного анализа геомагнитных пульсаций. //Математические и технические средства обработки данных и знаний. Ташкент: НПО «Кибернетика» АН РУЗ. 1996. - С. 27-32.

201. Аплаков Р.Д. Определение эпицентров геомагнитных пульсаций типа Pi-2. //Автоматизация исследований геомагнитных пульсаций./Под ред. Е.Н.Федорова. М.: Наука! 1984. - С.58-62.

202. Фок В.А. Поле от вертикального и горизонтального диполя, приподнятого над поверхностью Земли. //ЖЭТР. 1949. т. 19. №10.

203. Кузичкин O.P., Кулигин ijl.H. Регрессионный анализ волновых пакетов геомагнитных пульсаций типа Pi-2. //Математические и технические средства обработки данных и знаний. Ташкент: НПО «Кибернетика» АН РУЗ. 1997. -С. 32-36. I |

204. Кузичкин O.P., Калинкина Н.Е. Оценка дисперсий фазовых скоростейгеомагнитных пульсаций по данным сети станций. //Методы и средства передачи и обработки информации. Вып.4. СПб.: Гидрометеоиздат. 2004. - С.132-136.

205. Абгарян К.А. Матричное исчисление с приложениями в теории динамических систем. — М.: Изд-во Вузовская книга, 2007.

206. Выгодский М. Я. Диффер!енциальное исчисление. М.: Изд-во «Наука». 1965.-591 с.

207. Перов В.П. Прикладная спектральная теория оценивания. М.: Наука. 1982.

208. Александров П.Н. К теории пассивного электромагнитного мониторинга современных геодинамических процессов. // Деп. в ВИИТИ.1994. № 1383- 1394. 15 с. jt

209. Кузичкин O.P. Оценка и коррекция фазовых искажений при пространственной регистрации сигналов геомагнитных пульсаций // Радиотехника. 2006. №11- С. 94-98Î

210. Бондарик Г.К., Ярг JI.A. Щриродно-технические системы и их мониторинг // Инженерная геология, 1990. №5. С. 3-9.

211. Патент 64342 (РФ) G 01 7/14. Устройство формирования выходного сигнала дифференциального измерительного преобразователя / O.P. Кузичкин, Н.В. Дорофеев (РФ). 2006145464/22, заявл. 20.12.06.;опубл. 27.03.2007. Бюл. №8.

212. Кузичкин O.P. Алгоритмы обработки данных в многополюсных электролокационных системах

213. Радиотехника. 2007. №6.-С. 119-122.

214. Губатенко В.П., Огаджанов В.А., Назаров A.A. Мониторинг динамики разуплотнения горных пород методами электроразведки/. / Физика Земли. 2000. №9. С. 103-11)9

215. Stenger F. Numerical Methods Based on Whittaker Cardinal or Sine, Functions. // SIAM REV. 1981. V.23. P. 165- 224

216. Кузичкин O.P., Кулигин M.H., Калинкина H.E. Искажение фазовыхIхарактеристик зондирующих сигналов при многополюсном электропрофилировании. //Радиотехника, электроника, информатика. Вып.З.

217. Муром: Изд-во МИ ВлГУ. 2004. С. 23-25. 1 '

218. Любушин A.A. Многомерный вейвлет анализ временных рядов систем геофизического мониторинга. // Физика Земли. 2001. №6. - С.41-51

219. Хачай O.A., Влох Н.П., Новгородова E.H., Хачай А.Ю., Худяков C.B. Трехмерный электромагнитный мониторинг состояния массива горных пород. // Физика Земли. 2001. №2. С.85-92.

220. Светов Б.С. Электромагнитный мониторинг сейсмотектонических процессов. Изв. вузов. Геология и разведка. 1992. № 2.- С.99-116.

221. Кузичкин O.P. Алгоритм формирования оптимальных зондирующих сигналов при электролокационном мониторинге. //Радиотехника. 2006. №6.- С. 39-42.

222. Кузичкин O.P., Пикалкин Ю.В., Кулигин М.Н. Фазовый модулятор с большим динамическим диапазоном. ' //Научные труды муромских ученых. Владимир: Изд-во ВлГУ. 1999. - С.150-152.

223. Патент 56031 (РФ) G 06 G 7/18. Фазовый модулятор / O.P. Кузичкин,

224. М.Н. Кулигин, A.B. Цаплев (РФ). 2006108218/22, заявл. 15.03.06.;iопубл. 27.08.2006. Бюл. №24.

225. Патент 59349 (РФ) H 03 £ колебаний / O.P. Кузичкин11/00. Устройство для управления фазой A.B. Цаплев (РФ). 2006124786/22, заявл.1007.06.; опубл. 10.12.2006. Бюл. №34.i

226. Патент 65699 (РФ) H 03 H 11/00. Устройство для управления фазой колебаний / O.P. Кузичкин (РФ). 2007100910/22, заявл. 9.01.07.; опубл. 10.08.2007. Бюл. №22.

227. Кузичкин O.P., Кулигин îll.H Метод регистрации данных геоэлектриIческого мониторинга. //Радиотехника, электроника, информатика. Вып.2. Муром: Изд-во МИ ВлГУ. 2003.- С. 14-15.

228. Кузичкин O.P. Обработка информации в многофазных системах мониторинга геодинамических объектов // Математическое и программное обеспечение вычислительных систем. — М.: Изд-во «Горячая линия Телеком». 2007. - С. 17-2р.

229. Кузичкин O.P., Финогенов С.А. Геомониторинг развития карстовых зон под промышленными объектами. // Радиотехника, электроника, t информатика.Вып.2. Муром: Изд-во МИ ВлГУ. 2003. - С. 9-10.

230. Заборовский А.И. Электроразведка. М.: Гостоптехиздат. 1943., 444 с.

231. Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике. М.: Изд-во: Физматлит. 1962.

232. Александров П.Н. К теории вычисления эффективных электрических параметров горных пород. //Геология и геофизика. 1995. Т.36. № 5.-С.103-110

233. Kamshilin A. N., Volkova Е. N., Kuzichkin O.R. Geoelectrical monitoring in zones of seismic, landslide and karst activity. //Abstract of General Assembly. Bulgaria. Sofia: 2005. - P. 222-223.

234. Кузичкин O.P., Кулигин M.H., Сокольников M.A. Предварительная обработка регистрируемых данных электроразведки. // Научные труды муромских ученых. Муром: Изд-во МИ ВлГУ. 2001 - С. 105-106.

235. Яворский Б.М., Детлаф A.A. Справочник по физике. М.: Наука. 1977.

236. Кузичкин О.Р. Применение сейсмоэлектрического метода георазведки для изучения карстовых явлений. //Методы и средства передачи и обработки информации. Вып 239. Зимин Е.Ф., Качанов Э

237. СПб.: Гидрометеоиздат. 2002. - С. 15-20. С. Измерение параметров электрических и магнитных полей в проводящих средах. - М.: Энергоатомиздат, 1985.

238. Патент 67725 (РФ) G 01 R 17/02. Многоканальное устройство для измерения параметров сигнала / O.P. Кузичкин, A.B. Цаплев (P<ï>). заявл.I904.2007; опубл. 27.10.2007. Бюл. №30.I

239. Максимович Г.А. Основы карстоведения. Пермь. 1963, 445с.

240. Саваренский Ф.П. Инженерная геология. Изд.2-е. — М.: Гостехтопиз-дат. 1939.

241. Волкова E.H., Камшилин А.Н. Геоэлектрический мониторинг. Методы, способы и средства. //Материалы Международной конференции «Эффективная и безопасная добыча угля на базе современных достижений геомеханики». М.: Наука, 1996.

242. Кузичкин O.P. Методы и способы геоэлектрического мониторинга карста // Известия Института Инженерной Физики-2006 №2 - С.8-9.1.1

243. М.: Из-во технико-теоретической литературы, 1951.

244. Дублянская Г.Н., Дублянский В.Н. Картографирование, районирование и инженерно-геологическая оценка закарстованных территорий. -Новосибирск: Наука. 1992.

245. Боголюбова Н.П. Геоэлекгрические модели карста и типичные аномалии электропрофилирования и вертикальных электрических зондирований над ними. М.: Наука, 1987.

246. Кузичкин O.P., Кулигин iji.H., Финогенов С.А. Спектральное описание элементарных геоэлектрических моделей карстовых неоднородностей. //Методы и средства передачи и обработки информации. Вып.4. —

247. СПб.: Гидрометеоиздат. 2С 04. С. 13 7-141. 1

248. Хоменко В.П. Закономерности и прогноз суффозионных процессов. -М.: ГЕОС. 2003.