具有高精度时空定位的动爆冲击波测试系统

摘要

针对动爆环境下冲击波时空分布测量的高精度需求，设计了一种基于全球导航卫星系统（GNSS）同步授时与实时动态（RTK）差分定位技术的高精度时空定位分布式测试系统。系统以FPGA为控制核心，结合存储测试技术实现爆炸冲击波信号的自动记录，并通过GNSS和RTK技术获取各测试节点的高精度时空信息，以实现动爆冲击波的精确时空分布测量。对该系统进行了时间同步精度验证和现场爆炸试验。时间精度验证中，不同测试节点的同步误差均在100 ns以内。在现场爆炸试验中，布设了8个测试节点在不同位置进行数据采集，每个节点通过RTK模块采集高精度的空间位置信息和时间数据，实现了节点的实时位置跟踪和时间同步。试验结果显示，沿爆炸物运动方向的节点超压峰值最高，达到122.15 kPa，垂直和反向方向的节点压力显著减弱。同时，根据各节点记录的冲击波前沿到达时间，冲击波传播速度在运动方向具有增强效应。本系统实现了动爆环境下冲击波的高精度时空分布测量，具备厘米级空间定位精度和100 ns的时间同步精度。

关键词

冲击波测试 / 时空信息采集 / RTK定位 / 分布式传感网络