專利名稱：基于單向水聲測距的海洋地震拖纜位置測量方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種海洋地震拖纜位置測量方法，尤其是一種基于單向水聲測距的海
洋地震拖纜位置測量方法，屬于海洋地震勘探技術領域。
背景技術：
海洋地震勘探系統(tǒng)通常由海洋地震勘探船、地震源、海洋地震拖纜和拖纜控制裝 置組成。海洋地震勘探船通常為一艘或數艘水面船舶。地震源通常為氣槍或陣列氣槍。海 洋地震拖纜，簡稱拖纜，通常為一根或數根長約數千米的水下電纜，其內部安裝有水聽器陣 列，用于接收地震反射波。拖纜控制裝置用于控制海洋地震拖纜的位置，按照安裝位置，其 可以劃分為纜首導向器、拖纜控制器和纜尾浮標，分別用于對拖纜首部、中部和尾部位置的 控制。 在海洋地震勘探過程中，地震源和海洋地震拖纜由海洋地震勘探船拖曳，以3-5 節(jié)的航速航行。地震源以一定時間間隔發(fā)射，產生的地震波通過海水傳播至海底地質構造 中，在兩種地層的分界面上發(fā)生反射，地震反射波由安裝在拖纜中的水聽器陣列接收，形成 地震數據。將上述地震數據連同拖纜的位置數據輸入海洋地震數據解釋系統(tǒng)中，便可以得 到目標海域的海底地質構造。 海洋地震拖纜的位置數據由海洋地震拖纜位置測量系統(tǒng)測得。但是，海洋地震拖
纜長約數千米，任何拖纜位置測量系統(tǒng)和方法都不可能對拖纜上各點實施測量，而只能對
拖纜上某些興趣點實施測量，并使用插值的方法估算海洋地震拖纜各點的位置。 已有技術中，專利號為6839302B2的美國專利公開了一種海洋地震拖纜位置測量
系統(tǒng)，并公開了一種應用在該系統(tǒng)中的海洋地震拖纜位置測量方法。該專利設計了一種水
聲測距分段。該水聲測距分段沿拖纜長度方向，以一定間隔嵌裝在拖纜中，每個水聲測距分
段內部安裝有一個聲波發(fā)射器和一個聲波接收器。該專利采用的位置測量方法如下各水
聲測距分段中的聲波發(fā)射器向其它水聲測距分段中的聲波接收器發(fā)射特征聲波信號并記
錄發(fā)射時間，各水聲測距分段中的聲波接收器接收其它水聲測距分段中的聲波發(fā)射器發(fā)射
的特征聲波信號，識別后分別記錄各特征聲波信號的接收時間；根據各特征聲波信號的發(fā)
射、接收時間差和水中聲速，可以得出各水聲測距分段之間的距離；將上述各水聲測距分段
之間的距離進行綜合計算，可以得出各水聲測距分段之間的相對位置；若已知任意一個或
數個水聲測距分段的絕對位置，則可以得出各水聲測距分段的絕對位置，并由此算出拖纜
各點的位置。這種拖纜位置測量方法需要拖纜位置測量系統(tǒng)在各水聲測距分段中安裝聲波
發(fā)射器，但水聲測距分段嵌裝在拖纜中，其內部的空間有限，無法安裝大功率聲波發(fā)射器，
導致水聲測距作用距離較短，需要安裝很多水聲測距分段；需要拖纜位置測量系統(tǒng)在各水
聲測距分段中安裝聲波發(fā)射器，聲波發(fā)射器在工作時會干擾臨近的水聽器陣列。 專利號為03811783. 5的中國專利公開了一種海洋地震拖纜位置測量系統(tǒng)，并公
開了一種應用在該系統(tǒng)中的海洋地震拖纜位置測量方法。該專利設計了一種表面裝置。該 表面裝置由海洋地震勘探船拖曳航行，其內部安裝有一個GPS接收機和一個聲波發(fā)射器。該專利還設計了一種聲波接收設備。該聲波接收設備沿拖纜長度方向，以一定間隔固定安 裝在拖纜外部，其內部安裝有一個聲波接收器。該專利采用的位置測量方法如下各表面 裝置接收GPS信號以確定自身的位置，并通過聲波信息信號將其自身的位置信息向水中發(fā) 射，各聲波接收設備接收各表面裝置發(fā)射的聲波信息信號；每個聲波接收設備僅需接收到 三個不同的表面裝置發(fā)射的聲波信息信號，通過解碼、計算便可以得出其自身的位置，并由 此算出拖纜各點的位置。這種拖纜位置測量方法需要拖纜位置測量系統(tǒng)使用聲波信息信 號，在提高測量精度的同時，極大地增加了測量系統(tǒng)、測量方法復雜程度，使設備成本急劇 升高；需要拖纜位置測量系統(tǒng)在拖纜外部安裝聲波接收設備，聲波接收設備會導致水流流 動噪聲，干擾臨近的水聽器陣列。
發(fā)明內容
為了克服已有技術的不足和缺陷，本發(fā)明提供一種基于單向水聲測距的海洋地震 拖纜位置測量方法。該測量方法選取以一定間隔安裝在海洋地震拖纜中部的各拖纜控制器 作為興趣點實施測量，并使用插值的方法算出海洋地震拖纜各點的位置。
本發(fā)明是通過下述技術方案實現的。本發(fā)明測量方法是采用基于單向水聲測距的 海洋地震拖纜位置測量系統(tǒng)，該測量系統(tǒng)包括海洋地震勘探船船載系統(tǒng)、水面單元、水下單 元、數據電纜和供電電纜。船載系統(tǒng)安裝在海洋地震勘探船上，由計算機硬件、控制軟件和 數據處理軟件組成。數個水面單元分別安裝在海洋地震勘探船、各海洋地震拖纜的纜首導 向器、纜尾浮標和由海洋地震勘探船拖曳的浮筒上，并隨船在水面航行。各水面單元包括由 水面單元換能器和聲波發(fā)射器組成的聲波發(fā)射裝置、由GPS天線和GPS接收機組成的GPS 接收裝置、水面單元單片機和水面單元供電裝置。水面單元可以接收GPS信號以確定其自 身的位置數據；水面單元還可以以其獨占的頻段發(fā)射特征頻段測距聲波信號，并記錄發(fā)射 時間。數個水下單元分別安裝在各海洋地震拖纜的拖纜控制器中，并隨海洋地震拖纜在水 下航行。各水下單元包括水下單元換能器和聲波接收器組成的聲波接收裝置、前置放大器、 帶通濾波器、水下單元單片機、深度傳感器和水下單元供電裝置。水下單元可以接收各水面 單元發(fā)射的特征頻段測距聲波信號，并對上述特征頻段測距聲波信號進行處理、識別，然后 分別記錄各特征頻段測距聲波信號的接收時間；水下單元還可以測量其自身的垂直位置數 據。船載系統(tǒng)通過數據電纜與各水面單元、水下單元通信，通過供電電纜向各水面單元、水 下單元供電。 本發(fā)明使用任意三個水面單元的位置數據、待測水下單元的垂直位置數據和上述 三個水面單元至待測水下單元的距離，利用公式(1)計算得出待測水下單元的位置數據。
(x-Xi)2+(y-y》2+(z-Zi)2 = r/， i = 1，2，3，4 (1)
式中 (x， y， z)為待測水下單元的坐標；
(A, yi， Zi)為水面單元的坐標；
&為水面單元至待測水下單元的距離。
本發(fā)明一次測量方法的步驟如下。 (1)船載系統(tǒng)中的控制軟件通過數據電纜發(fā)送校準時鐘指令，各水面單元單片機 接收指令，校準時鐘；各水下單元單片機接收指令，校準時鐘。
4
(2)船載系統(tǒng)中的控制軟件通過數據電纜發(fā)送準備測距指令，各水面單元單片機
接收指令，開始以一定時間間隔記錄由GPS接收裝置算得的GPS位置數據；各水下單元單片
機接收指令，開始以一定時間間隔記錄由深度傳感器測得的垂直位置數據。
(3)船載系統(tǒng)中的控制軟件通過數據電纜發(fā)送開始測距指令，各水面單元單片機
接收指令，開啟聲波發(fā)射裝置，在預定時刻以其獨占的頻段向水中發(fā)射特征頻段測距聲波
信號；各水下單元單片機接收指令，開啟聲波接收裝置。 (4)各水下單元的聲波接收裝置相繼接收到各水面單元發(fā)射的特征頻段測距聲波 信號，前置放大器、帶通濾波器和水下單元單片機對接收到的特征頻段測距聲波信號實時 處理、識別，并記錄各特征頻段測距聲波信號的接收時間。 (5)船載系統(tǒng)中的控制軟件通過數據電纜發(fā)送測距結束指令，各水面單元單片機 接收指令，停止記錄上述GPS位置數據，并通過數據電纜將上述GPS位置數據、特征頻段測 距聲波信號的發(fā)射時間傳輸至船載系統(tǒng)中儲存；各水下單元單片機接收指令，關閉聲波接 收裝置，停止記錄上述垂直位置數據，并將上述垂直位置數據和各特征頻段測距聲波信號 的接收時間傳輸至船載系統(tǒng)中儲存。 (6)船載系統(tǒng)中的數據處理軟件調用上述各水面單元的GPS位置數據、特征頻段 測距聲波信號的發(fā)射時間，各水下單元的垂直位置數據、各特征頻段測距聲波信號的接收 時間，進行綜合處理、計算，便可以得出各水下單元的位置。 (7)船載系統(tǒng)中的數據處理軟件調用上述各水下單元的位置，使用插值的方法算 出該次測量中海洋地震拖纜各點的位置。 按照預先設置的測量時間間隔，船載系統(tǒng)中的控制軟件控制拖纜位置測量系統(tǒng)按 照上述測量方法進行工作，便可以連續(xù)得出各水下單元的位置，從而實現了對海洋地震拖 纜各點位置的連續(xù)測量。 雖然本發(fā)明只應用三個水面單元的位置數據、待測水下單元的垂直位置數據和上 述三個水面單元至待測水下單元的距離，便可以計算得出該待測水下單元的位置數據。若 待測水下單元接收并識別出超過三個水面單元發(fā)射的特征頻段測距聲波信號，則在接收到 的特征頻段測距聲波信號中任意選取三個，按照上述方法，都可以算出一組該水下單元的 位置數據。再對所得出的該水下單元的多組位置數據進行擬合，便可以精確得出該水下單 元的位置數據。 本發(fā)明使用特征頻段測距聲波信號，即各水面單元以其獨占的頻段向水中發(fā)射測 距聲波信號，以區(qū)別其它水面單元發(fā)射的測距聲波信號；本發(fā)明使用的相鄰特征頻段之間 具有一定的間隔，目的是避免多個水面單元發(fā)射的相鄰特征頻段測距聲波信號相互干擾； 本發(fā)明的各水下單元在一次測量中，僅記錄各特征頻段測距聲波信號的第一次接收時間， 目的是避免同一水面單元發(fā)射的經多次反射特征頻段測距聲波信號的干擾；本發(fā)明設置的 測量時間間隔大于特征頻段測距聲波信號由各水面單元到最遠端水下單元的傳遞時間，并 留有一定余量，目的是防止同一水面單元在兩次測量中發(fā)射的特征頻段測距聲波信號相互 干擾。 本發(fā)明的有益效果本發(fā)明通過采用單向水聲測距，僅需要測量系統(tǒng)在各水面單 元安裝聲波發(fā)射裝置、水下單元安裝聲波接收裝置，在增加水聲測距作用距離的同時，減少 聲波發(fā)射器對水聽器組的干擾；通過采用特征頻段測距聲波信號，即各水面單元以其獨占
5的頻段發(fā)射特征頻段測距聲波信號，簡化了各水下單元對測距聲波信號的識別方法，降低 了測量系統(tǒng)和測量方法復雜度。
圖1是本發(fā)明采用的海洋地震拖纜位置測量系統(tǒng)示意圖；
圖2是本發(fā)明測量方法示意圖。 圖中，1是海洋地震勘探船，2是纜首導向器，3是地震源，4是拖纜控制器，5是纜尾 浮標，6是海洋地震拖纜，7是浮筒，02和03分別是三個水面單元，0是待測水下單元。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施作進一步描述。 如圖1所示，本發(fā)明基于單向水聲測距的海洋地震拖纜位置測量方法所采用的測 量系統(tǒng)包括海洋地震勘探船船載系統(tǒng)、水面單元、水下單元、數據電纜和供電電纜。船載系 統(tǒng)安裝在海洋地震勘探船1上，由計算機硬件、控制軟件和數據處理軟件組成。數個水面單 元分別安裝在海洋地震勘探船1、各海洋地震拖纜6的纜首導向器2、纜尾浮標5和由海洋 地震勘探船拖曳的浮筒7上，并隨海洋地震勘探船1在水面航行。各水面單元包括由水面單 元換能器和聲波發(fā)射器組成的聲波發(fā)射裝置、由GPS天線和GPS接收機組成的GPS接收裝 置、水面單元單片機和水面單元供電裝置。水面單元可以接收GPS信號以確定其自身的位 置數據；水面單元還可以以其獨占的頻段發(fā)射特征頻段測距聲波信號，并記錄發(fā)射時間。數 個水下單元分別安裝在各海洋地震拖纜6的拖纜控制器4中，并隨海洋地震拖纜6在水下 航行。各水下單元包括由水下單元換能器和聲波接收器組成的聲波接收裝置、前置放大器、 帶通濾波器、水下單元單片機、深度傳感器和水下單元供電裝置。水下單元可以接收各水面 單元發(fā)射的特征頻段測距聲波信號，并對上述特征頻段測距聲波信號進行處理、識別，然后 分別記錄各特征頻段測距聲波信號的接收時間；水下單元還可以測量其自身的垂直位置數 據。船載系統(tǒng)通過數據電纜與各水面單元、水下單元通信，通過供電電纜向各水面單元、水 下單元供電。 本發(fā)明使用任意三個水面單元的位置數據、待測水下單元的垂直位置數據和上述 三個水面單元至待測水下單元的距離，利用公式(1)計算得出待測水下單元的位置數據。
(x-Xi)2+(y-y》2+(z-Zi)2 = r/， i = 1，2，3，4 (1)
式中 (x， y， z)為待測水下單元的坐標；
(A, yi， Zi)為水面單元的坐標；
&為水面單元至待測水下單元的距離。 如圖2所示，以安裝在海洋地震勘探船1和兩個纜首導向器2上的三個水面單元 和安裝在一個拖纜控制器4上的待測水下單元為例，本發(fā)明一次測量方法的步驟如下。
(1)船載系統(tǒng)中的控制軟件通過數據電纜發(fā)送校準時鐘指令，水面單元Op 02和 03，待測水下單元0的單片機接收指令，校準時鐘。 (2)船載系統(tǒng)中的控制軟件通過數據電纜發(fā)送準備測距指令，水面單元0p(^和03 的單片機接收指令，開始以一定時間間隔記錄由GPS接收裝置算得的GPS位置數據；待測水下單元O的單片機接收指令，開始以一定時間間隔記錄由深度傳感器測得的垂直位置數 據。 (3)船載系統(tǒng)中的控制軟件通過數據電纜發(fā)送開始測距指令，水面單元0p(^和03 的單片機接收指令，開啟聲波發(fā)射裝置，在預定t = t。時刻分別發(fā)射出f2、 &特征頻段 測距聲波信號，此時水面單元Op 02、 03分別位于A、 B、 C點；待測水下單元0的單片機接收 指令，在預定t = t。時刻開啟聲波接收裝置，此時待測水下單元0位于P點。
(4)待測水下單元0的聲波接收裝置對接收到的聲波信號進行實時處理、識別t =^時刻，接收并識別出特征頻段測距聲波信號f"記錄其接收時間tp此時待測水下單元 0隨拖纜前進至Q點；t = t2時刻，接收并識別出特征頻段測距聲波信號4，記錄其接收時 間^，此時待測水下單元0隨拖纜前進至R點；t = t3時刻，接收并識別出特征頻段測距聲 波信號f3，記錄其接收時間t3，此時待測水下單元0隨拖纜前進至S點。待測水下單元對接 收到的聲波信號處理、識別方法如下。 1)水下單元換能器將接收到的連續(xù)聲波信號轉換為連續(xù)時域電壓信號。 2)前置放大器、帶通濾波器對上述連續(xù)時域電壓信號進行放大、濾波。 3)水下單元單片機對上述經放大、濾波后的連續(xù)時域電壓信號進行模數轉換，將
連續(xù)時域電壓信號轉換為連續(xù)時域數字信號。 4)水下單元單片機將上述經模數轉換的連續(xù)時域數字信號沿時間軸進行離散，將 連續(xù)時域數字信號轉換為離散時域數字信號。 5)水下單元單片機對上述離散時域數字信號進行快速傅立葉變換，將離散時域數 字信號轉換為離散頻域數字信號。 6)水下單元單片機按照離散時間順序，在各離散頻域數字信號內對各特征頻段進 行搜索。若某特征頻段的幅值超過預先設定的觸發(fā)值，則認為在該離散頻域數字信號對應 的時刻，接收到使用該特征頻段的測距聲波信號。 (5)船載系統(tǒng)中的控制軟件通過數據電纜發(fā)送測距結束指令，水面單元0p(^和03 的單片機接收指令，停止記錄上述GPS位置數據，并通過數據電纜將上述GPS位置數據、聲 波發(fā)射時間傳輸至船載系統(tǒng)中儲存；待測水下單元O的單片機接收指令，關閉聲波接收裝 置，停止記錄上述垂直位置數據，并將上述垂直位置數據、各特征頻段測距聲波信號的時間 傳輸至船載系統(tǒng)中儲存。 (6)船載系統(tǒng)中的數據處理軟件調用上述水面單元0p02和03的GPS位置數據、特 征頻段測距聲波信號的發(fā)射時間，待測水下單元0的垂直位置數據、各特征頻段測距聲波 信號的接收時間，進行綜合處理、計算如下。 1)調用t。、Wt3，按照公式(2)計算得出AQ、BR、CS點之間的距離巧、r2、 r3。 & = v(ti—t。) ， i = 1，2，3 (2) 式中 v為水中聲速。 2)因為安裝在待測水下單元0上的聲波接收裝置分別在待測水下單元0位于Q、 R、S點的時刻接收到特征頻段測距聲波信號4、&、^，所以需要對數據進行處理。因為水中 聲速遠大于船速，可以假設在待測水下單元0的聲波接收裝置接收上述三個特征頻段測距 聲波信號的時間段內，水面單元(^、02、03與待測水下單元0的相對位置不變。由上述假設，采用"平移法"將距離巧、r2沿海洋地震勘探船1前進方向平移，如圖2中虛線所示。平移 后，相當于t = t。時刻，位于C點的水面單元03的聲波發(fā)射裝置發(fā)射特征頻段測距聲波信 號f3 ;t = t。+(t3_t2)時刻，位于B工點的水面單元02的聲波發(fā)射裝置發(fā)射特征頻段測距聲 波信號f2 ;t = t。+(tft》時刻，位于&點的水面單元(^的聲波發(fā)射裝置發(fā)射特征頻段測 距聲波信號& ;t = t3時刻，位于S點的待測水下單元0的聲波接收裝置同時接收到特征頻 段測距聲波信號fpf2、f3。 3)調用A丄點、點、C點的GPS位置數據(xA1， yA1， zA1) 、 (xB1， yB1， zB1) 、 (xc， yc， zc) 和t = t3時刻待測水下單元0的垂直位置數據zs，按照公式(3)，便可以計算得出t = t3時 刻待測水下單元0所在S點的位置數據(xs， ys， zs)。
(A -工Al)2 +" Al / + " - Z = 52 仏s-XBif + Cys ->"bi)2 + " "bi)2 =。2 (3)
(、-ic)2+Cvs"c)2+(zs-zc)2 =《
(7)各待測水下單元均采用上述(1)——(6)的步驟，就可以得到各待測水下單元 的位置數據。船載系統(tǒng)中的數據處理軟件調用上述各水下單元的位置數據，使用插值的方 法算出該次測量中海洋地震拖纜各點的位置。 按照預先設置的測量時間間隔，船載系統(tǒng)中的控制軟件控制拖纜位置測量系統(tǒng)按 照上述測量方法進行工作，便可以連續(xù)得出各水下單元的位置，從而實現了對海洋地震拖 纜各點位置的連續(xù)測量。 雖然本發(fā)明只應用三個水面單元的位置數據、待測水下單元的垂直位置數據和上 述三個水面單元至待測水下單元的距離，便可以計算得出該待測水下單元的位置數據。若 待測水下單元接收并識別出超過三個水面單元發(fā)射的特征頻段測距聲波信號，則在接收到 的特征頻段測距聲波信號中任意選取三個，按照上述方法，都可以算出一組該水下單元的 位置數據。再對所得出的該水下單元的多組位置數據進行擬合，便可以精確得出該水下單 元的位置數據。 本發(fā)明使用特征頻段測距聲波信號，即各水面單元以其獨占的頻段向水中發(fā)射測 距聲波信號，以區(qū)別其它水面單元發(fā)射的測距聲波信號；本發(fā)明使用的相鄰特征頻段之間 具有一定的間隔，目的是避免多個水面單元發(fā)射的相鄰特征頻段測距聲波信號相互干擾； 本發(fā)明的各水下單元在一次測量中，僅記錄各特征頻段測距聲波信號的第一次接收時間， 目的是避免同一水面單元發(fā)射的經多次反射特征頻段測距聲波信號的干擾；本發(fā)明設置的 測量時間間隔大于特征頻段測距聲波信號由各水面單元到最遠端水下單元的傳遞時間，并 留有一定余量，目的是防止同一水面單元在兩次測量中發(fā)射的特征頻段測距聲波信號相互 干擾。
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權利要求
一種基于單向水聲測距的海洋地震拖纜位置測量方法，其特征在于該方法包括下述步驟(1)船載系統(tǒng)中的控制軟件通過數據電纜發(fā)送校準時鐘指令，各水面單元單片機接收指令，校準時鐘，各水下單元單片機接收指令，校準時鐘；(2)船載系統(tǒng)中的控制軟件通過數據電纜發(fā)送準備測距指令，各水面單元單片機接收指令，開始以一定時間間隔記錄由GPS接收裝置算得的GPS位置數據，各水下單元單片機接收指令，開始以一定時間間隔記錄由深度傳感器測得的垂直位置數據；(3)船載系統(tǒng)中的控制軟件通過數據電纜發(fā)送開始測距指令，各水面單元單片機接收指令，開啟聲波發(fā)射裝置，在預定時刻以其獨占的頻段向水中發(fā)射特征頻段測距聲波信號，各水下單元單片機接收指令，開啟聲波接收裝置；(4)各水下單元的聲波接收裝置相繼接收到各水面單元發(fā)射的特征頻段測距聲波信號，前置放大器、帶通濾波器和水下單元單片機對接收到的特征頻段測距聲波信號實時處理、識別，并記錄各特征頻段測距聲波信號的接收時間；(5)船載系統(tǒng)中的控制軟件通過數據電纜發(fā)送測距結束指令，各水面單元單片機接收指令，停止記錄上述GPS位置數據，并通過數據電纜將上述GPS位置數據、特征頻段測距聲波信號的發(fā)射時間傳輸至船載系統(tǒng)中儲存，各水下單元單片機接收指令，關閉聲波接收裝置，停止記錄上述垂直位置數據，并將上述垂直位置數據和各特征頻段測距聲波信號的接收時間傳輸至船載系統(tǒng)中儲存；(6)船載系統(tǒng)中的數據處理軟件調用上述各水面單元的GPS位置數據、特征頻段測距聲波信號的發(fā)射時間，各水下單元的垂直位置數據、各特征頻段測距聲波信號的接收時間，進行綜合處理、計算，便可以得出各水下單元的位置；(7)船載系統(tǒng)中的數據處理軟件調用上述各水下單元的位置，使用插值的方法算出該次測量中海洋地震拖纜各點的位置。
2. 根據權利要求1所述的基于單向水聲測距的海洋地震拖纜位置測量方法，其特征是 所述的步驟(4)中水下單元對特征頻段測距聲波信號的處理、識別方法為1)水下單元換 能器將接收到的連續(xù)聲波信號轉換為連續(xù)時域電壓信號；2)前置放大器、帶通濾波器對上 述連續(xù)時域電壓信號進行放大、濾波；3)水下單元單片機對上述經放大、濾波后的連續(xù)時 域電壓信號進行模-數轉換，將連續(xù)時域電壓信號轉換為連續(xù)時域數字信號；4)水下單元 單片機將上述經模_數轉換的連續(xù)時域數字信號沿時間軸進行離散，將連續(xù)時域數字信號 轉換為離散時域數字信號；5)水下單元單片機對上述離散時域數字信號進行快速傅立葉 變換，將離散時域數字信號轉換為離散頻域數字信號；6)水下單元單片機按照離散時間順 序，在各離散頻域數字信號內對各特征頻段進行搜索，若某特征頻段的幅值超過預先設定 的觸發(fā)值，則認為在該離散頻域數字信號對應的時刻，接收到使用該特征頻段的測距聲波 信號。
3. 根據權利要求1所述的基于單向水聲測距的海洋地震拖纜位置測量方法，其特征是 所述的步驟(6)中船載系統(tǒng)中的數據處理軟件是使用"平移法"對各水面單元的GPS位置 數據、特征頻段測距聲波信號的發(fā)射時間，各水下單元的垂直位置數據、各特征頻段測距聲 波信號的接收時間進行處理。
全文摘要
基于單向水聲測距的海洋地震拖纜位置測量方法，屬于海洋地震勘探技術領域。本發(fā)明采用基于單向水聲測距的海洋地震拖纜位置測量系統(tǒng)，測量任意三個水面單元的位置數據、待測水下單元的垂直位置數據和上述三個水面單元至待測水下單元的距離，計算得出待測水下單元的位置數據；使用各水下單元的位置數據，插值計算得出海洋地震拖纜各點的位置。本發(fā)明通過采用單向水聲測距，僅需要測量系統(tǒng)在各水面單元安裝聲波發(fā)射裝置，各水下單元安裝聲波接收裝置，在增加水聲測距作用距離的同時，減少聲波發(fā)射器對水聽器組的干擾；通過采用特征頻段測距聲波信號，簡化了各水下單元對測距聲波信號的識別方法，降低了測量系統(tǒng)和測量方法復雜度。
文檔編號G01V1/38GK101762824SQ20101030048
公開日2010年6月30日 申請日期2010年1月20日 優(yōu)先權日2010年1月20日
發(fā)明者張小卿, 張維競, 段磊, 王春杰, 陳峻 申請人:上海交通大學