定位电磁干扰源的方法及装置

技术领域

本公开的实施例涉及测量技术领域，具体地，涉及定位电磁干扰源的方法及装置。

背景技术

地电场异常变化是地震电磁前兆异常之一，其用于地震短临预报的可信度高。随着社会的发展，地电场观测台站附近的工农业用电越来越复杂多样，用电过程中发生对地漏电则会对地电观测造成干扰，可能造成数据较大的扰动、突变和失真。受到电磁干扰的数据无法还原至未受干扰的状态，从而影响地电场观测数据的分析和应用。如何在短时间内对电磁干扰源进行定位，降低漏电发生对地电场观测的影响，在地电场干扰调查中至关重要。

发明内容

本文中描述的实施例提供了一种定位电磁干扰源的方法、装置以及存储有计算机程序的计算机可读存储介质。

根据本公开的第一方面，提供了一种定位电磁干扰源的方法。在该方法中，获取至少三组测量电极对中的每个测量电极对的电场值。该至少三组测量电极对位于不同方向上。每组测量电极对包括位于同一方向上的两个测量电极对。如果该至少三组测量电极对中的至少两组测量电极对的电场值出现异常，确定发生干扰事件。计算发生干扰事件时该至少两组测量电极对中的每组测量电极对中的两个测量电极对的电场值的比值。针对该至少两组测量电极对中的每组测量电极对，根据所计算的比值来确定电磁干扰源的候选位置。根据针对该至少两组测量电极对确定的候选位置的交点来确定电磁干扰源的位置。

在本公开的一些实施例中，根据针对该至少两组测量电极对确定的候选位置的交点来确定电磁干扰源的位置包括：如果该至少两组测量电极对确定的候选位置的交点超过一个，根据该至少三组测量电极对中除该至少两组测量电极对之外的其它组测量电极对的方向来从交点中确定电磁干扰源的位置。

在本公开的一些实施例中，根据针对该至少两组测量电极对确定的候选位置的交点来确定电磁干扰源的位置包括：如果该至少两组测量电极对确定的候选位置的交点超过一个，根据该至少两组测量电极对的电场值的变化趋势来从交点中确定电磁干扰源的位置。

在本公开的一些实施例中，在干扰事件发生的次数为多次的情况下，该至少两组测量电极对中的每组测量电极对中的两个测量电极对的电场值的比值被确定为：多次干扰事件发生时该电场值的比值的平均值。

在本公开的一些实施例中，根据所计算的比值来确定电磁干扰源的候选位置包括将所计算的比值代入下式来确定电磁干扰源的候选位置(x

其中，

在本公开的一些实施例中，将候选位置显示为等值线。

在本公开的一些实施例中，该至少三组测量电极的方向包括南北方向和东西方向以及以下方向中的至少一个：北东方向、或者北西方向。

在本公开的一些实施例中，每组测量电极对中的两个测量电极对之间的距离不同。

根据本公开的第二方面，提供了一种定位电磁干扰源的装置。该装置包括至少一个处理器；以及存储有计算机程序的至少一个存储器。当计算机程序由至少一个处理器执行时，使得装置：获取至少三组测量电极对中的每个测量电极对的电场值，该至少三组测量电极对位于不同方向上，每组测量电极对包括位于同一方向上的两个测量电极对；如果该至少三组测量电极对中的至少两组测量电极对的电场值出现异常，确定发生干扰事件；计算发生干扰事件时该至少两组测量电极对中的每组测量电极对中的两个测量电极对的电场值的比值；针对该至少两组测量电极对中的每组测量电极对，根据所计算的比值来确定电磁干扰源的候选位置；以及根据针对该至少两组测量电极对确定的候选位置的交点来确定电磁干扰源的位置。

在本公开的一些实施例中，计算机程序在由至少一个处理器执行时使得装置通过以下操作来针对该至少两组测量电极对确定的候选位置的交点来确定电磁干扰源的位置：如果该至少两组测量电极对确定的候选位置的交点超过一个，根据该至少三组测量电极对中除该至少两组测量电极对之外的其它组测量电极对的方向来从交点中确定电磁干扰源的位置。

在本公开的一些实施例中，计算机程序在由至少一个处理器执行时使得装置通过以下操作来针对该至少两组测量电极对确定的候选位置的交点来确定电磁干扰源的位置：如果该至少两组测量电极对确定的候选位置的交点超过一个，根据该至少两组测量电极对的电场值的变化趋势来从交点中确定电磁干扰源的位置。

在本公开的一些实施例中，计算机程序在由至少一个处理器执行时使得装置通过以下操作来根据所计算的比值来确定电磁干扰源的候选位置：将所计算的比值代入下式来确定所述电磁干扰源的候选位置(x

其中，

在本公开的一些实施例中，计算机程序在由至少一个处理器执行时使得装置将候选位置显示为等值线。

根据本公开的第三方面，提供了一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其中，计算机程序在由处理器执行时实现根据本公开的第一方面所述的方法的步骤。

附图说明

为了更清楚地说明本公开的实施例的技术方案，下面将对实施例的附图进行简要说明，应当知道，以下描述的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制，其中：

图1是根据本公开的实施例的定位电磁干扰源的方法的示例性流程图；

图2a是台站呈十字形布极的示意图；

图2b是台站呈L形布极的示意图；

图3是根据本公开的实施例的测量电极对的示例性布置图；

图4是图3所示的实施例中的测量电极对之间的电场值的示例性波形图；

图5是使用图3所示的实施例中的测量电极对确定的干扰源的候选位置的示例图；

图6a是根据本公开的实施例的测量电极对的另一示例性布置图；

图6b是使用图6a所示的实施例中的测量电极对确定的干扰源的候选位置的示例图；以及

图7是根据本公开的实施例的定位电磁干扰源的装置的示意性框图。

需要注意的是，附图中的元素是示意性的，没有按比例绘制。

具体实施方式

为了使本公开的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本公开的实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，也都属于本公开保护的范围。

除非另外定义，否则在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本公开主题所属领域的技术人员所通常理解的相同含义。进一步将理解的是，诸如在通常使用的词典中定义的那些的术语应解释为具有与说明书上下文和相关技术中它们的含义一致的含义，并且将不以理想化或过于正式的形式来解释，除非在此另外明确定义。诸如“第一”和“第二”的术语仅用于将一个部件(或部件的一部分)与另一个部件(或部件的另一部分)区分开。

在地电场观测过程中定位造成漏电干扰的电磁干扰源的方法可包括：利用干扰幅度的矢量合成定位干扰源的方位和距离，再进行现场排查来定位干扰源。然而由于该方法中被合成的矢量实际上不具有共同的起点，因此该方法的计算结果与现场排查找到的干扰源距离存在较大误差。定位电磁干扰源的方法还可包括：结合实地调查、重点走访和分片区停电来定位干扰源。该方法需要多部门配合协调配合，费时费力，难以实现。

图1示出了根据本公开的实施例的定位电磁干扰源的方法的示例性流程图。“电磁干扰源”在上下文中也可被简称为“干扰源”。下面参考图1来描述定位电磁干扰源的方法100。

在该方法100中，在框S102处，获取至少三组测量电极对中的每个测量电极对的电场值。该至少三组测量电极对位于不同方向上。每组测量电极对包括位于同一方向上的两个测量电极对。

在本公开的一些实施例中，该至少三组测量电极对可分别位于：东西方向、南北方向、北东方向或北西方向。每个方向可布设两个测量电极对。这两个测量电极对中的第一测量电极对之间的距离可比第二测量电极对之间的距离更长。在上下文中，可将第一测量电极对之间的距离称为长极距。可将第二测量电极对之间的距离称为短极距。该至少三组测量电极对中的电极可以是地震局为进行地电场观测而布置的台站。台站布极可包括如图2a所示的十字形布设和如图2b所示的L形布设。

在图2a的示例中，在第一方向(东西方向)上可布置有四个测量电极A

在图2b的示例中,在第一方向(东西方向)上可布置有三个测量电极c

在本公开的一些实施例中，可按照图3所示的示例来布置该至少三组测量电极对。在图3中以三组测量电极对为例。在图3的示例中，建立以O点为坐标原点，向东为x轴正向，向北为y轴正向的坐标轴。在O点布置有测量电极O。在东西方向上布置有两个测量电极E

回到图1，在框S104处，确定该至少三组测量电极对中的至少两组测量电极对的电场值是否出现异常。如果确定该至少三组测量电极对中没有至少两组测量电极对的电场值出现异常(在框S104处为“否”)，则过程回到框S102处，继续获取该至少三组测量电极对中的每个测量电极对的电场值。如果确定该至少三组测量电极对中的至少两组测量电极对的电场值出现异常(在框S104处为“是”)，则确定发生干扰事件，过程进行到框S106。图4示出了图3所示的实施例中的测量电极对之间的电场值出现异常的示例性波形图。

在图4的示例中，可以看出在18点和21点左右，南北方向(NS)和东西方向(EW)同时发生了方波状漏电干扰，因此，可以知道在18点和21点左右发生干扰事件。此外，还可以观察到在南北方向和东西方向上第一测量电极对(具有长极距)和第二测量电极对(具有短极距)测得的电场干扰幅度值不同，而北西方向(NW)没有明显干扰。

再次回到图1，在框S106处，计算发生干扰事件时该至少两组测量电极对中的每组测量电极对中的两个测量电极对的电场值的比值。在本公开的一些实施例中，每组测量电极对中的两个测量电极对的电场值可直接通过测量获得。而该两个测量电极对的电场值的比值可通过计算第一测量电极对的电场值与第二测量电极对的电场值的商(即，具有长短极距的地电场的比值)来获得。通过计算上述比值，可排除干扰源的电量q对测量电极对的电场值的影响，从而更准确地定位干扰源。下面介绍具有长短极距的地电场的比值与干扰源坐标(x

将干扰源在测量电极处产生的电势表示为：

测量电极对之间的电场值被表示为：

将式(1)代入式(2)可得到：

其中r

将具有长极距的测量电极坐标(x

将具有短极距的测量电极坐标(x

计算上述具有长极距的测量电极的电场值和具有短极距的测量电极的电场值的比值：

从式(6)可见，地电场长短极距的比值与干扰源的电量q无关，且当各测量电极的坐标固定时，具有长短极距的地电场的比值只与干扰源的坐标有关。

在本公开的一些实施例中，在干扰事件发生的次数为多次的情况下，该至少两组测量电极对中的每组测量电极对中的两个测量电极对的电场值的比值(E

下表一示出五次发生干扰事件(T1-T5)时在东西方向(EW)和南北方向(NS)上具有长极距的测量电极对(第一测量电极对)和具有短极距的测量电极对(第二测量电极对)的电场值。在东西方向上的第一测量电极对之间的电场值是EW

表一

在框S108处，针对该至少两组测量电极对中的每组测量电极对，根据所计算的比值来确定电磁干扰源的候选位置。在本公开的一些实施例中，可将候选位置显示为等值线。下面结合图3和图4的示例来说明根据所计算的比值来确定电磁干扰源的候选位置的过程。

在本公开的一些实施例中，可将在框S106处计算出的比值代入式(6)，以得到关于干扰源的坐标(x

在本公开的一些实施例中，可将使得式(6)的值等于EW

在框S110处，根据针对该两组测量电极对确定的候选位置的交点来确定电磁干扰源的位置。

在图5的示例中，东西方向和南北方向的等值线画在一个坐标系中。可以看到虚线和实线有5个交点，那么这5个交点即为干扰源可能的位置。

在本公开的一些实施例中，如果电场值出现异常的至少两组测量电极对确定的候选位置的交点超过一个，则可根据该至少三组测量电极对中除该至少两组测量电极对之外的其它组测量电极对的方向来从交点中确定电磁干扰源的位置。在图3-5的示例中，由于北西方向电场不受干扰，因此可以确定电磁干扰源不在图5中的第二象限和第三象限。

在本公开的一些实施例中，如果电场值出现异常的至少两组测量电极对确定的候选位置的交点超过一个，则可根据该至少两组测量电极对的电场值的变化趋势来从交点中确定电磁干扰源的位置。在图3-5的示例中，东西方向和南北方向的电场干扰同增同减，干扰源应在东西方向测线和南北方向测线之间的象限或者斜对面的象限，即图5中的第三象限或第一象限。

综合上述两种方式可确定干扰源位于第一象限，即干扰源位于图5中的圆圈所示的这一交叉点(坐标为(250，400))。

根据本公开的实施例的定位电磁干扰源方法能够利用地震局现有的台站快速且准确地对电磁干扰源进行定位，避免漏电事件对地电场观测的影响。

在本公开的一些实施例中，可能存在偶极干扰源(包括两个干扰点：正极干扰点和负极干扰点)。图6a示出了存在偶极干扰源(干扰点Q

表二

在图6b的示例中，按照EW

图7示出根据本公开的实施例的定位电磁干扰源的装置700的示意性框图。如图7所示，该装置700可包括处理器710和存储有计算机程序的存储器720。当计算机程序由处理器710执行时，使得装置700可执行如图1所示的方法100的步骤。在一个示例中，装置700可以是计算机设备或云计算节点。装置700可获取至少三组测量电极对中的每个测量电极对的电场值。该至少三组测量电极对位于不同方向上。每组测量电极对包括位于同一方向上的两个测量电极对。如果该至少三组测量电极对中的至少两组测量电极对的电场值出现异常，装置700可确定发生干扰事件，装置700可计算发生干扰事件时该至少两组测量电极对中的每组测量电极对中的两个测量电极对的电场值的比值。接着，装置700可针对该至少两组测量电极对中的每组测量电极对，根据所计算的比值来确定电磁干扰源的候选位置。然后，装置700可根据针对该至少两组测量电极对确定的候选位置的交点来确定电磁干扰源的位置。

在本公开的一些实施例中，如果该至少两组测量电极对确定的候选位置的交点超过一个，装置700可根据该至少三组测量电极对中除该至少两组测量电极对之外的其它组测量电极对的方向来从交点中确定电磁干扰源的位置。

在本公开的一些实施例中，如果该至少两组测量电极对确定的候选位置的交点超过一个，装置700可根据该至少两组测量电极对的电场值的变化趋势来从交点中确定电磁干扰源的位置。

在本公开的一些实施例中，装置700可将所计算的比值代入下式来确定电磁干扰源的候选位置(x

其中，

在本公开的一些实施例中，装置700可将候选位置显示为等值线。

此外，在本公开的实施例中，装置700也可包括输入设备730，例如键盘、鼠标等，用于输入测量电极对的电场值和坐标。另外，装置700还可包括输出设备740，例如显示器等，用于输出干扰源的坐标。

在本公开的其它实施例中，还提供了一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其中，计算机程序在由处理器执行时能够实现如图1所示的方法的步骤。

综上所述，根据本公开的实施例的定位电磁干扰源方法和装置能够利用地震局现有的台站快速且准确地对电磁干扰源进行定位，避免漏电事件对地电场观测的影响。

附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的装置和方法的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

除非上下文中另外明确地指出，否则在本文和所附权利要求中所使用的词语的单数形式包括复数，反之亦然。因而，当提及单数时，通常包括相应术语的复数。相似地，措辞“包含”和“包括”将解释为包含在内而不是独占性地。同样地，术语“包括”和“或”应当解释为包括在内的，除非本文中明确禁止这样的解释。在本文中使用术语“示例”之处，特别是当其位于一组术语之后时，所述“示例”仅仅是示例性的和阐述性的，且不应当被认为是独占性的或广泛性的。

适应性的进一步的方面和范围从本文中提供的描述变得明显。应当理解，本申请的各个方面可以单独或者与一个或多个其它方面组合实施。还应当理解，本文中的描述和特定实施例旨在仅说明的目的并不旨在限制本申请的范围。

以上对本公开的若干实施例进行了详细描述，但显然，本领域技术人员可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下对本公开的实施例进行各种修改和变型。本公开的保护范围由所附的权利要求限定。