面向对象技术在核爆炸次声探测中的应用

    介绍了用Visual C++开发的核爆炸次声探测系统软件。简述了该探测系统的结构原理和工作过程,给出了软件结构,着重分析了类及其层次关系。

    0　引言

    1996年全面禁止核试验条约签订之后,全求核查工作更加广泛深入。国际核监测系统确立了四种核查方法,即:全球地震波探测、放射性核素监测、全球次声探测、水声探测。可见核爆炸次声探测无论是核爆炸效果探测或是核查都是核爆探测的重要手段。

    核爆炸是最强的次声源,尤其是氢弹或原子弹在地面或低空爆炸时,从远处看,像一个巨大的球面冲击波源,球体突然向外膨胀后又收缩,此时球体的脉冲就辐射出次声波并向四周传播。核爆炸产生的声-重力波在大气中可以传播很远,有时可绕地球几圈,行程达十几万km以上。其波列很长,有时可达几小时。根据所接收到的核爆炸次声波列的幅值和频谱特性可以推算出核爆炸的能量[1]。

    以核打击效果为目的的核爆炸次声探测是为了获得核爆炸的时间、爆心位置(坐标)、爆炸当量(威力)和爆炸高度(方式)等特征参数。以核查为目的的核爆炸次声探测能获得这些特征参数同样是有意义的。利用次声方法侦察核爆炸的系统主要完成4项工作:接收放大、存储记录、数据传输和分析处理。因此,利用目前先进的科学技术对核爆炸次声探测系统的进一步开发利用是非常有意义的。本文采用面向对象技术对原有系统进行改造,使之具有界面更友好,处理自动化更高,可维护性和可扩展性更强等优点。

    1　系统原理

    核爆炸次声探测系统主要由接收放大、数据采集、数据传输和数据处理4部分组成。接收放大部分由一组传声器及相应的前置放大器组成。6个接收放大器组成探测阵,布阵方式为6探头5点方阵,如图1所示。外围4个接收放大器组成主探测阵,中心两个组成附加阵。数据采集部分是由数据采集器组成。其功能是将接收放大的模拟信号转换成数字信号并暂存。当中心站发来数传命令时,将数据通过无线数传机传给中心站。数据传输部分是由无线数传机组成。其功能是传输中心站和探测阵之间的信息。数据处理部分是由微机、GPS接收机、打印机和无线数传机4部分组成,成为中心站。其功能是管理控制探测阵、相关监测信号、提取数据并处理。中心站与探测阵通信联络由无线数传机完成。其分布如图1所示[2]。

    整个系统的功能是:

    1)检测报警。对附加阵数据进行检测计算,一旦判定信号到达便声光报警,并向探测阵发送报警指令。

    2)提取数据。通过无线数传机手动或自动提取探测阵各点数据。