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龙图腾网获悉中北大学申请的专利一种用于机载冲击同步监测的采样定位方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120333751B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-22发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510820623.1，技术领域涉及：G01M7/08；该发明授权一种用于机载冲击同步监测的采样定位方法是由穆继亮;付璐;丑修建;余俊斌;吴穹;何剑;曹璇设计研发完成，并于2025-06-19向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种用于机载冲击同步监测的采样定位方法在说明书摘要公布了：本发明属于结构部件的冲击监测技术领域，具体为一种用于机载冲击同步监测的采样定位方法，解决了现有机载冲击监测系统方法中存在的采样时间同步性差无法对冲击源进行识别定位；现有健康监测系统只能对单个结构件进行扫查，无法做到对整体结构全时段监测的技术问题。本发明所述方法首先搭建一种飞行器机载的冲击监测设备，所述冲击监测设备包括测量模块、信号调理模块、AD转换模块、FPGA控制模块、eMMC存储模块、RS422通信模块和为设备整体供电的电源模块；其次基于阈值判别的冲击识别算法与基于RSSI+TDOA的冲击源定位算法，分析冲击导波信号在各个传感器之间的传播时间差以及衰减特性，最终得出冲击源的最优位置。

本发明授权一种用于机载冲击同步监测的采样定位方法在权利要求书中公布了：1.一种用于机载冲击同步监测的采样定位方法，其特征在于，搭建一种飞行器机载的冲击监测设备，所述冲击监测设备包括测量模块、信号调理模块、AD转换模块、FPGA控制模块、eMMC存储模块、RS422通信模块和为冲击监测设备整体供电的电源模块；测量模块包括多个贴敷于机身、机翼和飞行器发动机表面用于检测冲击导波的压电传感器，当对应结构件受到冲击源冲击后，结构件表面产生冲击导波，压电传感器基于压电效应能将结构件上冲击导波传递的应力信号转化为电荷信号；测量模块输出的电荷信号依次通过信号调理模块和AD转换模块传输至FPGA控制模块，FPGA控制模块控制AD转换模块对测量模块的多个压电传感器进行同步采样，采样得到的数据在FPGA控制模块内部经过滤波和编帧处理后被送入待触发的FIFO缓存中，当某个压电传感器的电荷信号达到预设的触发阈值时，FPGA控制模块截取冲击前后共500ms的完整信号作为冲击信号存储到eMMC存储模块中，为后续的冲击位置分析和特征提取提供支持，随后FPGA控制模块利用基于TDOA和RSSI的定位算法对存储的冲击信号进行分析计算出冲击源的位置，最后FPGA控制模块将冲击发生的时间、冲击量级以及计算得到的冲击源位置信息进行编帧，并通过RS422通信模块发送至机上控制系统；基于TDOA和RSSI的定位算法的步骤为： S1、首先根据冲击导波传感器在飞行器上的布放位置确定监测区域坐标系及冲击导波传感器对应的坐标，假设个冲击导波传感器的位置分别为,,…； S2、根据FPGA控制模块获取的500ms冲击信号，提取冲击时间以及冲击幅值特征，将各压电传感器幅值首次超过触发阈值的采样时间记为冲击导波到达对应压电传感器的时间，其中冲击导波到达个压电传感器的时间分别为、、…；将每个压电传感器受到的冲击导波的最大值记为冲击幅值，则个压电传感器的冲击幅值分别为、、…，个压电传感器对应的冲击幅值中最大冲击幅值记为；假设冲击导波在飞行器上的传播速度为，冲击源的位置为； S3、TDOA算法是通过测量冲击导波到达不同压电传感器的时间差，再结合压电传感器的位置信息，推算冲击源的位置，因此先计算各压电传感器之间的距离为： ； 公式中，为第个压电传感器，是第个压电传感器； 第个压电传感器和第个压电传感器之间的理想时间差为： ； 实际冲击导波到达第i个压电传感器和第j个压电传感器的时间差为： ； 公式中，为冲击导波到达第个压电传感器的实际时间，冲击导波到达第个压电传感器的实际时间； 则理想时间差与实际时间差的误差为： ； 对于个压电传感器，通过以上步骤循环计算第个压电传感器和第个压电传感器之间的误差，得到总的误差平方和为： ； S4、根据平面距离公式，计算冲击源到各压电传感器的距离： ； 冲击源在传输过程中由于阻尼效应出现衰减，根据RSSI算法，信号幅值与距离的平方成反比，则误差函数基于以下关系，表示为第个压电传感器处模型预测的信号强度与实际测量的信号强度之间的差异，误差函数的计算公式为： ； 公式中，为第个压电传感器的冲击幅值；，为压电传感器的总数； 对于个压电传感器，使用以上步骤循环计算其误差函数，得到总的误差平方和为： ； S5、将TDOA算法与RSSI算法得到的误差平方和按一定比例加权求和，得到总误差和： ； 公式中，为RSSI算法得到的误差平方和的权重，为TDOA算法得到的误差平方和的权重； S6、使用非线性最小二乘法对总误差和进行迭代求解，最终得出冲击源的最优位置。

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