[發明專利]基于單向水聲測距的海洋地震拖纜位置測量方法

無效

• 申請號: 201010300482.4
• 申請日: 2010-01-20
• 公開（公告）號: CN101762824A
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發明（設計）人: 張維競;段磊;陳峻;張小卿;王春杰
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01V1/38
• 分類號: G01V1/38;G01S5/30
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 周文娟

技術領域

本發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節的航速航行。地震源以一定時間間隔發射，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，并公開了一種應用在該系統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射器向其它水聲測距分段中的聲波接收器發射特征聲波信號并記錄發射時間，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射器發射的特征聲波信號，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在各水聲測距分段中安裝聲波發射器，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在各水聲測距分段中安裝聲波發射器，聲波發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，并公開了一種應用在該系統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射，各聲波接收設備接收各表面裝置發射的聲波信息信號；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、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。

發明內容

為了克服已有技術的不足和缺陷，本發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。