[發(fā)明專利]一種具有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩喙δ芎５椎卣饍x及其使用方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710038415.1
• 申請(qǐng)日: 2017-01-19
• 公開（公告）號(hào): CN106814389B
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐錫強(qiáng);游慶瑜;郝天珧;趙春蕾;張妍;王肅靜;許晴;趙劍陽(yáng);簡(jiǎn)逸云
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所
• 主分類號(hào): G01V1/16
• 分類號(hào): G01V1/16;G01V1/38
• 代理公司: 北京申翔知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11214
• 代理人: 周春發(fā)

提供一種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩喙δ芎５椎卣饍x及其使用方法，所述海底地震儀包括儀器艙、基站連接架；基站連接架位于儀器艙下側(cè)，通過(guò)鎖緊鏍栓與儀器艙緊固連接，基站連接架采用下輻射三角結(jié)構(gòu)，通過(guò)基站連接架耦合單元與海底耦合。本發(fā)明采用了先進(jìn)的水下姿態(tài)控制單元，先進(jìn)的采集器帶寬擴(kuò)頻技術(shù)以及專門應(yīng)用于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)能浻布O(shè)計(jì)方案實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩喙δ芎５椎卣饍x在水下的實(shí)時(shí)通訊功能，并且有效地克服了傳統(tǒng)產(chǎn)品在水下通信中存在的低可靠性、低數(shù)據(jù)速率和高功耗等問(wèn)題；且適用于淺海海洋地質(zhì)觀測(cè)，海底地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以及海洋生態(tài)環(huán)境長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地球物理勘探領(lǐng)域，具體為海洋勘探領(lǐng)域，特別涉及一種具有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩喙δ芎５椎卣饍x及其使用方法，其采用了海洋地震觀測(cè)技術(shù)領(lǐng)域和水下聲學(xué)傳播技術(shù)。

背景技術(shù)

海底地震儀是一種將檢波器直接放置在海底的地震觀測(cè)系統(tǒng)。大致分來(lái)，海底地震儀可以分為沉浮式海底地震儀和基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)暮５椎卣饍x(以下簡(jiǎn)稱具有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩喙δ芎５椎卣饍x)。

我國(guó)已在沉浮式海底地震儀研制方面取得突破，中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所在863計(jì)劃十幾年持續(xù)的支持下，成功研制了沉浮式高頻海底地震儀。該類型海底地震儀已經(jīng)廣泛用于深水油氣主動(dòng)源（氣槍）海底地震多分量地震勘探和深部地質(zhì)調(diào)查，在863計(jì)劃的資助下，目前每年銷售該型高頻沉浮式海底地震儀數(shù)十臺(tái)，已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。

近年來(lái)，隨著海底探測(cè)儀器的發(fā)展，海底觀測(cè)臺(tái)網(wǎng)作為一種新型平臺(tái)已經(jīng)引起了廣泛關(guān)注，其徹底改變了人類研究海洋的途徑，開創(chuàng)了海洋科學(xué)研究的新紀(jì)元。實(shí)傳式多功能海底地震儀可以作為海底地震監(jiān)測(cè)功能節(jié)點(diǎn)加入到海底觀測(cè)臺(tái)網(wǎng)中，海底觀測(cè)臺(tái)網(wǎng)進(jìn)而可根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景組成海底地震監(jiān)測(cè)網(wǎng)或者海底長(zhǎng)期觀測(cè)網(wǎng)。

我國(guó)是一個(gè)多地震國(guó)家，而海洋地震實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)尚處于空白狀態(tài)，基于海底觀測(cè)臺(tái)網(wǎng)組成的海底地震監(jiān)測(cè)網(wǎng)可以對(duì)地震，海嘯等災(zāi)害進(jìn)行有效預(yù)防。國(guó)外擬建和在建的海底地震監(jiān)測(cè)網(wǎng)都包含了海底地震監(jiān)測(cè)功能節(jié)點(diǎn)，我國(guó)正在建立的海底地震監(jiān)測(cè)網(wǎng)也包含了海底地震監(jiān)測(cè)功能節(jié)點(diǎn)，其可為海底地震監(jiān)測(cè)研究提供試驗(yàn)平臺(tái)。

基于海底觀測(cè)臺(tái)網(wǎng)組成的海底長(zhǎng)期觀測(cè)網(wǎng)可使人類對(duì)海底各項(xiàng)物理參數(shù)以及生態(tài)指標(biāo)實(shí)施實(shí)時(shí)長(zhǎng)期觀測(cè)，其可以監(jiān)測(cè)破壞性地震、海底滑坡的發(fā)生并研究相應(yīng)的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警技術(shù)；其可以對(duì)地球物理觀測(cè)臺(tái)站空白或稀少的海域從間斷性的航次考察轉(zhuǎn)向連續(xù)、實(shí)時(shí)、原位、立體和長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，為認(rèn)識(shí)地球物理場(chǎng)長(zhǎng)期變化規(guī)律和地球各圈層耦合提供科學(xué)依據(jù)；其可以把人類認(rèn)識(shí)最少的深海鏈接到實(shí)驗(yàn)室，在時(shí)間域中觀察海洋-地球系統(tǒng)變化。其可以與活動(dòng)平臺(tái)相結(jié)合，實(shí)際網(wǎng)絡(luò)與虛擬網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，在解決科學(xué)問(wèn)題和地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)需求的同時(shí)，為國(guó)防預(yù)警提供相應(yīng)數(shù)據(jù)支撐。

海底觀測(cè)臺(tái)網(wǎng)作為一種新型平臺(tái)逐步成為海底觀測(cè)儀器的研發(fā)重點(diǎn)。在此方面，加拿大、日本、美國(guó)等國(guó)家發(fā)展較快，并已建立起完善的海底觀測(cè)系統(tǒng)，其中海底地震觀測(cè)均已納入到整個(gè)海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)中。我國(guó)在海底觀測(cè)臺(tái)網(wǎng)建設(shè)方面也做出了相應(yīng)的研究，但起步較晚，科技部在“十二五”期間，設(shè)立國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）重大項(xiàng)目“海底觀測(cè)網(wǎng)試驗(yàn)系統(tǒng)”，以實(shí)現(xiàn)對(duì)深海海洋動(dòng)力環(huán)境、化學(xué)環(huán)境、地球物理環(huán)境的長(zhǎng)時(shí)間實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。海底觀測(cè)臺(tái)網(wǎng)的研發(fā)催生了實(shí)傳式多功能海底地震儀的研發(fā)需求，實(shí)傳式多功能海底地震儀可以作為海底觀測(cè)平臺(tái)的采集節(jié)點(diǎn)加入到海底觀測(cè)網(wǎng)系統(tǒng)中，提供方便的對(duì)外接口作為各個(gè)海底觀測(cè)系統(tǒng)的子系統(tǒng)也可單獨(dú)使用。

原有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩喙δ芎５椎卣饍x中由于頻帶寬度受限，采用使用七通道采集器系統(tǒng)，分別對(duì)不同頻帶的地震信號(hào)進(jìn)行采集，其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，檢波器選型比較繁瑣，增加了成本和裝配復(fù)雜度。以及原有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩喙δ芎５椎卣饍x的固定裝置設(shè)計(jì)沿用了沉浮式海底地震儀的沉耦架設(shè)計(jì)，其采用熔斷回收式，由于沉浮式海底地震儀的沉耦架設(shè)計(jì)更多的是考慮到其回收釋放的有效性，而對(duì)于固定海底海底采集站的應(yīng)用環(huán)境，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在耦合穩(wěn)定性不強(qiáng)，不易施工布設(shè)，不能根據(jù)海底狀況進(jìn)行自行調(diào)節(jié)等缺點(diǎn)。

現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)的需要以及進(jìn)一步向深海研究的需要，急需對(duì)現(xiàn)有的儀器進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新。