[發(fā)明專利]一種海洋信息探測(cè)集群系統(tǒng)及探測(cè)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010765463.2
• 申請(qǐng)日: 2020-08-03
• 公開（公告）號(hào): CN111781648A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊懷春;王云峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東歐深科技有限公司
• 主分類號(hào): G01V1/38
• 分類號(hào): G01V1/38;G01V1/22
• 代理公司: 北京匯捷知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11531
• 代理人: 盛君梅

本發(fā)明屬于海洋信息探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種海洋信息探測(cè)集群系統(tǒng)及探測(cè)方法，設(shè)置有多個(gè)固定于繩索上的水下儀器采集單元；還設(shè)置有多個(gè)水上無線通訊應(yīng)答器，設(shè)置在專用工作船上或拖曳或漂浮在水面上；與所述水下儀器采集單元、水上無線通訊應(yīng)答器無線連接的可控計(jì)算機(jī)；水下儀器采集單元狀態(tài)通過編碼形式發(fā)送給海面的所述水上無線通訊應(yīng)答器；可控計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)路連接到指定的工作平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)海洋信息探測(cè)集群系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制。本發(fā)明解決了目前海底水下儀器采集單元在海底無法實(shí)時(shí)通訊和數(shù)據(jù)傳輸，也無法了解海底水下儀器采集單元在海底的工作狀態(tài)及采集數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控的缺陷問題；利用實(shí)時(shí)授時(shí)技術(shù)降低了制造成本和提高了時(shí)間精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于海洋信息探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種海洋地球物理信息探測(cè)集群系統(tǒng)及探測(cè)方法。

背景技術(shù)

目前：現(xiàn)有的海洋地球物理信息探測(cè)技術(shù)主要是海底人工地震勘探技術(shù)，主要由震源和采集儀器組成。海底地震勘探技術(shù)多數(shù)采用非炸藥(空氣槍、蒸汽槍、電火花等)人工震源激發(fā)，震源一般沉放到設(shè)定的海面下一定深度，由專用的海上震源系統(tǒng)組成。采集儀器一般沉放到海底來接收人工震源發(fā)生的，經(jīng)過海面、水體、海底及地下深層反射、折射回來的信號(hào)，對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行后續(xù)的處理解釋，滿足不同行業(yè)的需求，采集儀器目前大部分采用四分量接收。海底地震勘探技術(shù)主要有海底電纜(Ocean Bottom Cable，簡(jiǎn)稱OBC)和海底水下節(jié)點(diǎn)儀器(Ocean Bottom Node，簡(jiǎn)稱OBN)。

OBC海底勘探技術(shù)是將若干個(gè)采集單元(內(nèi)含四分量檢波器)，通過電纜按設(shè)計(jì)要求有規(guī)律地連接在一起，用布放船只將電纜布放在海底，電纜的主要功能是傳輸控制指令、傳輸?shù)卣饠?shù)據(jù)、為采集單元供電等，地震數(shù)據(jù)最終通過電纜送往計(jì)算機(jī)處理并記錄下來，這臺(tái)計(jì)算機(jī)也統(tǒng)稱為儀器主機(jī)。工作中通過主機(jī)對(duì)海底采集單元進(jìn)行控制，對(duì)采集單元的工作狀態(tài)進(jìn)行檢查。

OBN稱為獨(dú)立海底水下節(jié)點(diǎn)儀器，每個(gè)水下節(jié)點(diǎn)儀器獨(dú)立運(yùn)行互不聯(lián)系，一般內(nèi)置采集模塊、通訊模塊、多分量檢波器、記錄模塊、計(jì)時(shí)模塊等。OBN海底水下節(jié)點(diǎn)儀器勘探技術(shù)是將多個(gè)OBN節(jié)點(diǎn)儀器放置海底，OBN節(jié)點(diǎn)儀器的采集布設(shè)方式相對(duì)于OBC來講更具有其靈活性。為了便于布設(shè)收放節(jié)點(diǎn)儀器，將每個(gè)節(jié)點(diǎn)儀器用繩索(尼龍繩、鋼絲纜等)連接在一起。在深水海域布放節(jié)點(diǎn)儀器時(shí)，為了提高精度，一般采用ROV機(jī)器人根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行布放，回收時(shí)也是由ROV機(jī)器人下潛到海底去逐一收回水下節(jié)點(diǎn)儀器。

OBC系統(tǒng)因?yàn)樗胁杉瘑卧仨氂秒娎|連接、數(shù)據(jù)傳輸和通電，限制技術(shù)的應(yīng)用，存在如下缺陷：(1)采集單元的擴(kuò)展受到限制，不適合海上高密度采集的要求；(2)海底布設(shè)要求高，需要專用的甲板設(shè)備和專業(yè)操作人員；(3)電纜一旦出現(xiàn)故障，現(xiàn)場(chǎng)難以修復(fù)，造成停工；(4)設(shè)備結(jié)構(gòu)對(duì)采集資料有一定的影響。基于以上技術(shù)缺陷，OBC設(shè)備逐漸被OBN設(shè)備替代。

目前工業(yè)界的海底水下節(jié)點(diǎn)儀器均為獨(dú)立運(yùn)行，各水下節(jié)點(diǎn)儀器之間無任何相互聯(lián)系，水下節(jié)點(diǎn)儀器自身不能定位，無法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)海底水下節(jié)點(diǎn)儀器的工作狀態(tài)，水下節(jié)點(diǎn)儀器的計(jì)時(shí)系統(tǒng)均采用目前價(jià)格昂貴的原子鐘芯片，即使這樣長時(shí)間在海底工作，也會(huì)受到原子鐘芯片的時(shí)間漂移給系統(tǒng)帶來誤差，影響采集質(zhì)量。由于水下儀器采集單元本身不能克服的上述缺陷，阻礙了水下儀器采集單元在國內(nèi)外的廣泛推廣應(yīng)用。

通過上述分析，現(xiàn)有OBN技術(shù)存在的問題及缺陷為：

第一、水下節(jié)點(diǎn)儀器自身不能定位，需配置另外的定位設(shè)備，給施工帶來困難并增加成本。

第二、無法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)海底水下節(jié)點(diǎn)儀器的工作狀態(tài)，無法實(shí)時(shí)傳輸水下節(jié)點(diǎn)儀器采集到的相關(guān)數(shù)據(jù)。

第三、水下節(jié)點(diǎn)儀器長期在海底，其計(jì)時(shí)系統(tǒng)的漂移給系統(tǒng)帶來誤差，影響采集質(zhì)量，無法再次給海底工作的水下節(jié)點(diǎn)儀器授時(shí)，進(jìn)行時(shí)間矯正。

解決以上問題及缺陷的難度為：