Многоканальная цифровая сейсморегистрирующая система

 

МНОГОКАНАЛЬНАЯ .ЦИФРОВАЯ СЕЙСМОРЕГИСТРИРУЮЩАЯ СИСТЕМА, содержащая поспедоватепьно соединенные буксируемое цифровое приемное устройсгво , бортовой цифровой приемник, попосввой цифровой фипьтр и регистратор, отличающаяся тем, что, с цепью повышения помехозащищенности системы, она допопнитепадо содержит поспедоватепьг но соединенные цифровой анализатор амплитудного спектра сигнапа подрыва, устройство определения нижней и верхней частот среза фильтра и блок расчета коэффициентов системной функции фильтра, при этом вход ЦИ45ЮВОГО анализатора амплитудного спектра сигнала подрыва подключен к выходу бортового ци( приемника, а выход блока расчета ко эффициентов Системной функции фильтра соединен с управляющим входом полосового цифрового фильтра. с: с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

1ЕСПУБЛИН

3(58 G 01 Ч 1/30

° °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 342 91 34/1 8-2 5 (22) 01.03.82. (46) 30.07.83. Бюп. % 28 (72) П.В.Карманов, H.À.Êàæeêèí, В.В,Меер и С.И.Сидепьников (71) Рязанский попитехнический институт (53) 550.83 (088,8) (56) 1. Патент США Ж 3990036, кп. 340-1 5,6, опубпик. 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

М 558236, кп. 9 01Ч. 1/24, 1975, 3. Savit С.H., Siems L.E. А-500 ,Сбаппе1 Streamer System.-Proc. Sth. Annu, Offshore Techno1ogy Conference, 1977, v, 2, р, 201-208 прототип) .

„„SU„„1032419 А (54) (57) МНОГОКАНАЛЬНАЯ .ЦИФРОВАЯ

СЕЙСМОРЕГИСТРИРУЮЩАЯ СИСТЕМА содержащая последовательно соединенные буксируемое цифровое приемное устройст во, бортовой цифровой приемник, попосевой цифровой фильтр и регистратор, о тп и ч а ю щ а я с я тем,.что, с цепью повышения помехозащищенности системы, она допопнитепьно содержит поспедоватепь но соединенные цифровой анапизатор амппитудного спектра сигнапа подрыва, устройство определения нижней и верхней частот среза фипьтра и блок расчета ко»эффициентов системной функции фильтра, при этом вход цифрового анализатора амплитудного спектра сигналя подрыва е подключен к выходу бортового цифрового приемника, а выход бпока расчета ко(эффициентов системной функции фипьтра соединен с управпяющим входом попосо» вого цифрового фильтра.

1 0324

Изобретение относится к техничес ким средствам сейсморазведки и сейсмоакустики, предназначенным дпя изучения подземных формаций, покрытых споем воды, в частности к многоканальным цифровым сейсморегистрируюшим системам, и может быть использовано при морских геофизических работах на шепьфе и в океане а

Извест на многоканапьная цифровая 10 сейсморегистрируют.ая система дпя сухопутных применений, построенная на основе метода кодово-импупьсного уппотнения канапов и содержащая идентичныв цифро вые сейсмоприемные устройства в каждом канапе, линию уплотнения и передачи и цвнтрапьную записывающую систему (1).

Известна многоканапьная цифровая сейсморегистрируюшая система, предназначенная дпя морских применений и со рц держашая поспвдоватеньно соединенное буксируемое многоканапьное цифровое приемное устройство, оснащенное пинией передачи и уклонения, бортовой цифровой приемник и регистрирующее устройство 2), 5

Недостатком известных систем явпяет-, ся их ограниченная помехозащищенность, обусловленная отсутствием средств сепективной попосовой фипьтрации принятой смеси полезного сигнала и сопутствующих шумов разпичной природы.

Наиболее близкой к предпагаемоф яв ляется многоканальная цифровая сейсморвгттстрируюшая система, содержащая поспедоватепьно соединенные буксируемое цифровое приемнов устройство, бортовой цифровой приемник, попосовой цифровой фильтр и регистратор.

B этой системе цпя повышения помехозащищенности в режиме приема информации используется аппаратурная попосовая циф

40 ровая фипьтрация кажцого сигнала во всей полосе частот, заниьиемой этим сигналом (3).

Основным недостатком втой системы явпяется ее низкая помехозащищенность, так как попоса пропускания цифрового фипьтра в ней выбирается без учета ширины спектра каждого сигнала подрыва, которая изменяется в широкик предвпах

or подрыва к подрыву, цепь изобретения - повышение помехозашишвнности многоканапьной ттифрОВой свйсморегистрируюшей сис темы цутем со гпасования попосы пропускания цифрового финьтра и ширины спектра каждого сигна- 55 па подрыва.

Поставпенная цепь достигается тем, что в многоканапьную цифровую сейсморегистрирующую систему, содержащую последовательно соединенные буксируемое цифровое приемное устройство, бортовой цифровой приемник, попосовой цифровой фильтр и регистратор, дополнительно введены последовательно соединенные цифровой анализатор амплитудного спектра сиг» нала подрыва, устройство определения нижней и верхней частот среза фильтра и блок расчета коэффициентов системной функции фильтра, при этом вход цифрового анапизатора амплитудного спектра сигнала подрыва подкпючен к выходу бортового цифрового приемника, а выход блока рао= чета коэффициентов системной функции фипьтра соединен с управпяюшим входом полосового цифрового фильтра.

Hh фиг. 1 изображена структурная схема многоканапьной цифровой сейсморегистрирующей системы; на фиг. 2эпюры сигналов, поясняющие цринцип действия системы.

Многоканальная цифровая сейсморегистрируюшая система содержит поспедоватепьно соединенные буксируемое цифро- вое приемное устройство 1, бортовой ци@ровой приемник 2, попосовой цифровой фильтр 3 и регистратор 4, последовательно соединенные цифровой анапизатор 5 амппитудного спектра сигнала подрыва, устройство 6 определения нижней и верхней частот среза фипьтра, при этом вход цифрового анапизатора 5 амплитудного спектра сигнапа подрыва подключен к вы ходу бортового цифрового приемника 2,,а выход блока 7 расчета коэффициеитов системной функции фипьтра соединен с управпяюшим входом попосового цифрового фипьтра 3.

На фиг. 2 приведены сигнап 8 подрыва и отраженный сейсмоакустический сигнад О одного из канапов буксируемого цифрового приемного устройства 1, задержанный относитепьно сигнапа 8 подрыва на время .=2 1т /V, rae 4 — гпубина опоя исследуемой среды, от которого происходит отражение, Л вЂ” скорость распространения сигнапа в среде.

Многоканальная цифровая сейсморегист= рируютцая система работает спедуюшим образом.

Задержанный отраженный свйсмоакустичвский сигнал 9, представляющий аддитивную смесь узкополосного спучайного попезного сигнала и шнрокопопосного шума, а также сигнал 8 подрыва, ширина

=-пектра которого иэменяетсч от подрыва к подрьву„постуттатот на входы буксируемого цифрового приемного устройства

3 103241

1, преобразуются в цифровую форму и последоватепьным двоичным кодом передаются на вход бортового цифрового прием» ника 2, где информация преобразуется в параллельные двоичные коды, 5

Цифровой код отраженного сейсмоакус» тического сигнапа 9 поступает на вхоа полосового цифрового фипьтра 3 и с его выхода поступает на вход регистратора 4. цифровой коа сигнапа 8 подрыва посту-10 пает на вход цифрового анализатора 5 амппитудного спектра сигнала подрыва, который производит вычисление амппитудного дискретного спектра сигнала 8 под " рыва по выражениям: 15

И-» / ЯК аИ)=т KC>)cps(„P ) «1

h--O

Ь(Р)=% СИ И („"" P );

И О

P (P) = G (P) + b (P) (3)

re f5 3 - дискретные выборки сигнапа подрыва;

Р - безразмерная частота (И

-P -g )), P-0Я -1;

И - безразмерное время (4

Иа,);

hler . период дискретизации; — интервац разложения дискретного преобразования фурье; и - безразмерный де очисленный коэффициент.

Дискретные выборки Р (p )с выхода цифрового анализатора 5 амплитудного спектра сигнала поарыва поступают на вход устройства 6 определе ния нижней и верхней частот среза фильтра.

Для опредепения нижней и верхней частот среза фильтра необходимо опредепитьцолосу частот спектра (3), в которой 40 сосреаоточены 90 - 95% его мощности. . В связи с тем, что высокочастотные составпяющие спектра попезного отраженного сейсмоакустического сигнапа 9 затухают во времени бопее интенсивно, чем 45 низкочастотные составпяющие, для опре депения нижней и верхней частот среза фипьтра достаточно опредепить поносу . низкочастотных составляющих спектра сигнапа 8 подрыва, в которой сосредото- щ0 чеиы (90 «95)% его мощности„не учи-.

9 4 тывая высокочастотные составляющие спектра.

Мощность сигнала 8 подрыва при этом опредепяется из вьцiажения р р:о

Блок 7 расчета коэффициентов системной функции фильтра поа действием выходного сигнала устройства 6 определения нижней и верхней частот среза фипьтра вычиспяет коэффициенты системной функции полосового цифрового фипьтра 3, зависящие от периода дискретизации Q+ порядка фильтра и значений нижней и. верхней частот среза фильтра, значения которых изменяются в широких предепах от подрыва к подрыву.

При общем времени опредепения.них ней и верхней частот среза фильтра и расчета коэффициентов его системной функции меньше или равным времени задержки Ь „ отраженного сейсмоакустического сигнапа 9, полоса пропускания полосового фильтра 3 в данной системе будет согласована с шириной спектра каждого сигнапа 8 подрыю, так как ширина спектра попезного отраженного сейсмоакустического сигнапа меньше ширины спектра сигнала 8 подрыва.

Предварительное согласование полосы пропускания полосового цифрового фильтра 3 и ширины спектра каждого сигнала

8 подрыва, которая изменяется в широких пределах от подрыва к подрыву, обес. печивает повышение отношения сигнап/

/шум на выходе фильтра в Щи о l

/Щ мальная ширина спектра, а ЬШи ширина спектра конкретного сигнала подрыва 8, чем и достигается повышение поме хозащищенности системы.

Таким образом, структурное постро--ение системы (фиг.1) бпагодаря введя . нию цифрового анапиэатора 5 амппитудного спектра сигнала подрыва устройства 6 определения нижней и верхней чаотот среза фильтра и бпока 7 расчета ко эффициентов системной функции фипьтра, обеспечивается предварительное согпасование полосы пропускания полосового фипьтра 3 и ширины спектра каждого сигнала подрыва 8, чей повышается помехо» защищенность системы..

Составитепь Н. Журавпева

Редактор Н. Гришанова Техре@М,Гергель Корректор В. Бути а

Заказ 5397/51 Тираж 71О Подписке

ВНИИА Государственното комитета СССР по цепам изобретений и .открытий

113835, Москва„Ж-35, Раушскаа наб., д. 4/5

Фитгап ППП Патент, г-. Ужгород, уп. Проектная, 4