Аппаратура для временной синхронизации сейсморазведочных работ

 

АППАРАТУРА ДЛЯ ВРЕМЕННОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ СЕЙСМОРАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ , состоящая из полукомплектов для ведущей и ведомой сейсмических станций и включающая радиопередающее и радиоприемное устройства и н каждом полукомплекте блок хранения меток времени, содержащий генератор / опорных колебаний, делитель частоты, формирователь меток времени и схему синхронизации, отличающаяс я тем, что, с целью снижения к&питапьных затрат на проведение сейсморазведочных работ, в блок хранения меток времени полукомплекта ведомой сейсмической станции дополнительно введены злемент И и последовательно соединенные схема сравнения , коммутирующий элемент, блок памяти, второй коммутирующий элемент, формирователь управляющих сигналов и инвертсч5 при зтом выход схемы синхронизации подключен к обоим коммутирующим элементам, генератор onop-g ных колебаний и делитель частоты подключены к схеме сравнения и формирователю управляющих сигналов, а выход инвертора через элемент И подключен к делителю частоты.

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1% (11) g G 01, V 1/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОЬЮ СВИДЕ П=ЛЫ:ТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЬЮ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ.(21) 2908486/18-25. (22) 10,04.80 (46) 23.08.83. Бюл. 9 31 (72) Э. Н. Цатурян и В. И. Яциаин (71) Харьковский институт радиоэлектроники (53) 550. 83 (088. 8) (56) 1. Патент Франции 9 2192334, кл. С 04 С 11/02, опублик. 1974.

2. Патент Великобритании

9 1440073, кл. G 3 Т, опублик. 1976 °

3. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2651273/25, кл. G 01 V 1/26, 1978 (прототип). (54)(57) АППАРАТУРА ДЛЯ ВРЕМЕННОЙ

СИНХРОНИЗАЦИИ СЕНСИОРАЗВЕДОЧНЫХ РАБОГ, состоящая из полукомплектов для ведущей и ведомой сейсмических станций и включающая радиопередающее и радиоприемное устройства и в каждом полукомплекте блок хранения меток времени, содержащий генератор опорных колебаний, делитель частоты, 1 формирователь меток времени и схему синхронизации, о т л и ч а ю щ а я-с я тем, что, с целью снижения капитальных затрат на проведение сейсморазведочных работ, в блок хранения меток..времени полукомплекта ве- домой сейсмической станции дополнительно введены элемент И и последовательно соединенные схема сравнения, коммутирующий элемент, блок памяти, второй коммутирующий элемент, формирователь управляющих сигналов и ннвертор, при этом выход схема синхронизации подключен к обоим коммутирующим элементам, генератор опор-й ных колебаний и делитель частоты подключены к схеме сравнения и формиро- вателю управляющих сигналов, а выход инвертора через элемент И под- С ключен к делителю частоты.

1037195

Изобретение относится к сейсмической разведке, в частности к устройствам для временной синхронизациии сейсмораэведочных работ„и предназначено для использования -на сейсмических станциях, расположен ных на больших расстояниях друг от друга, а также при проведении подземной сейсморазведки.

Известна аппаратура для временной синхронизации сейсмораэведочных работ, осуществляемых в отдаленных друг от друга точках беэ непосредственной связи между ними, содержащая блоки хранения меток временир включающие генераторы стабильной 35 частоты, блоки формирования меток времени, датчики видимых сигналов 13.

Недостатком этой аппаратуры является то, что в случае технической неисправности одной сейсмической станции другая будет выполнять всю заранее согласованную программу, поскольку связь между ними не предусмотрена. Таким образом, имеют место непроизвод т ьные затраты рабочего 25 времени и средств.

Известна также аппаратура для временной синхронизации, содержащая блок хранения меток времени в полукомплектах1 ведущей и ведомой сейсмических станций и стандартную аппаратуру радиосвязи для передачи речевых или кодовых сигналов, разрешающих запуск сейсмических станций очередными метками времени (2 3. однако такая аппаратура для вре- 35 менной синхронизации сейсмораэведочных работ не обладает требуемой помехоз ащищенност ью, что практиче ски исключает ее использование для проведения сейсморазведочных работ в под- 40 земных условиях. Повышение помехозащищенности аппаратуры для временной синхронизации сейсморазведочных работ требует увеличения капитальных затрат на проведение этих работ.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является аппаратура для синхронизации сейсмораэведочных работ, которая состоит из полукомплектов для ведущей и ведомой сейсмических станций. Полукомплект ведущей сейсмической станции содержит радиопередающее устройство и блок хранения меток времени, состсущий нэ генератора опорных колебаний, подключенного своим выходом к делителю частоты, выход которого подключен к формирователю меток времени, и схемы синхронизации. Радиопередающее устройство содержит фор- 60 мирователь кодового сигнала разрешения на использование очередной метки времени путем кодирования сигналов с промежуточных стадий деления опорных колебаний по частоте и передающую антенну. Полукомплект ведомой сейсмической станции содержит радиоприемное устройство и блок хранения меток времени, аналогичный блоку хранения меток времени полукомплекта ведущей сейсмической стан- . ции. Радноприемное устройство содержит приемную антенну, синхронные фильтры, детектор, коммутатор, при помощи которого поступающие сигналы селектировались по длительности и местоположению во времени 53 3.

При использовании известной an паратуры погрешность в синхронизации взаимодействующих станций определяется в основном погрешностью хранения. меток времени и не зависит от параметров канала связи между ведущей и ведомой станциями. Основным фактором, определякщим точность хранения последовательностей синхронизированных меток времени в блоках хранения меток времени, является точность настройки генераторов опорных колебаний на заданную рабочую частоту. В полевых условиях эксплуатации сейсмораэведочных станций наиболее приемлемым типом генераторов опорных колебаний являются генераторы с кварцевой стабилизацией частоты.

Погрешность настройки таких генераторов на заданную рабочую частоту определяется как сумма трех составляющих: установочной погрешности, связанной с неточностью их настройки в процессе производства, и погрешностей, обусловленных температурным и временным дрейфом частоты генераторов опорных колебаний. При этом для обеспечения требуемой точности синхронизации сейсморазведочных работ, определяемой величиной допустимой несинхронности моментов запуска сейсмостанций не более 1 Мс 3а

8 ч. непрерывной работы, суммарная относительная расстройка генераторов опорных колебаний не должна превышать величины 3 10 .

Поскольку при настройке аппаратуры установочная погрешность настройки и температурный дрейф доводятся до заданной величины, то основным источником неточности работы иэвестной аппаратуры является временной дрейф частот генераторов опорных колебаний, вызываемый "с арением" элементов генераторов, воздействием механических перегрузок и других факторов, не поддающихся непосредственному контролю. Поскольку временной дрейф частоты термостатированных кварцевых генераторов за срок их эксплуатации составляет величину порядка 10 — 10, то он существенно превыаает допустимую величину относительно расстроек генераторов опорных колебаний по частоте, равную

3 10 . В связи с этим для обеспече1037195 ния требуемой точности работы аппаратуры для временной синхронизации сейсморазведочных работ в штатное расписание работ по их обслуживанию вводятся работы по периодической подстройке (юстировке) генераторов опорных колебаний по частоте, для проведения которых необходимо дорогостоящее измерительное оборудование и высококвалифицированный персонал.

Все это, а также неизбежные потери рабочего времени, связанные с проведением периодических юстировок, приводят к увеличению эксплуатационных и капитальных затрат на проведение сейсморазведочных работ.

Цель изобретения - уменьшение капитальных затрат на проведение сейсморазведочных работ.

Эта цель достигается тем, что

s аппаратуре для временной синхро-. низации сейсморазведочных работ, состоящей из полукомплектов для ведущей и ведомой сейсмических станций и включающей радиопередающее

М радиоприемное устройства и в каждом полукомплекте блок хранения меток времени, содержащий генератор .опорных колебаний, делитель частоты, формирователь меток времени, схему синхронизации, в блок хранения меток времени полукомплекта ведомой сейсмической станции дополнительно вве-. дены элемент И и последовательно соединенные схема сравнения, комму- тирующий элемент, блок памяти, второй коммутирующий элемент, формиро-. ватель управляющих сигналов и инвертор, при этом выход схемы синхронизации подключен к обоим коммутирующим элементам, генератор опорных колебаний и делитель частоты подключены к схеме сравнения и формирователю управлякщих сигналов, а выход иивертора через элемент И подключен к делителю частоты.

Благодаря этому обеспечивается заданная синхронность формируемых на различных сейсмических станциях последовательностей меток времени, так как в процессе работы аппаратуры осуществляется проведение регулярной, а не периодической юстировки блоков хранения меток времени.

При этом юстировка производится без помощи внешних измерительных и калибровочных приборов. В результате этого снижаются эксплуатационные и капитальные затраты на проведение сейсморазведочных работ.

Иа чертеже представлена функциональная схема устройства.

Аппаратура,для временной синхронизации сейсморазведочных работ содержит полукомплекты 1 и 2 для ведущей и ведомой сейсмических станций соответственно. Полукомплект 1 ведущей сей смиче ской ст анции включает блок 3 хранения меток времени, содержащий генера ор 4 опорных колебаний, делитель 5 частоты,- формирователь 6 меток времени и схему 7 синхронизации, и радиопередающее устройство 8, содержащее формирователь

9 кодовых еигналов,, модулятор 10, усилитель 11 мощности и передающую антенну 12. Генератор 4 опорных ко10 лебаний подключен к входу делителя

5 частоты, выход которого подключен к форьярователю 6 меток времени.

Выход схемы 7 синхронизации подключен к управлянхцему входу делителя

15 5 частоты. Промежуточный выход 13 делителя 5 частоты подключен к входу схемы 7 синхронизации. Проме жуточные выходы 13, 14, 15, 16, 17 подключены к формирователю 9 кодовых сигналов, а выход 18 - к модулятору.

Полукомплект 2 ведомой сейсмической станции включает блок 19 хранения меток времени, содержащий генератор

20 опорных колебаний, элемент И 21, 2 делитель 22 частоты, формирователь

23 меток времени, схему 24 синхронизации, схему 25 сравнения, коммутирующий элемент 26, блок 27 памяти, второй коммутирующий элемент 28, формирователь 29 управляющих сигна30 лов и инвертор 30, радиоприемное устройство 31, содержащее приемную антенну 32, синхронный фильтр 33, -детектор 34 и коммутатор 35. В блоке 19 хранения меток времени соеди35 иены последовательно схема 25 срав-. нения, коммутирующий элемент 26, блок 27 памяти, коммутирующий элемент 28, формирователь 29 управляющих сигналов и инвертор 30. Выход

40 схемы 24 синхронизации подключен к коммутирующим элементам 26 .и 28 и к управляющему входу делителя 22 частоты. Генератор 20 .опорных колебаний подклю".ен через элемент И 21

45 к входу делителя 22 частоты; входу схемы 25 сравнения и входу формирователя 29 управляющих импульсов.

Выход 36 делителя 22 частоты пад— ключен к входу схемы 25 сравнения:

Выход 13 делителя 5.и выход 36 делителя 22 взяты с идентичных ступеней деления опорных колебаний по частоте. Взятый с предшествующей выходу 36 ступени деления делителя

22 выход 37 подключен к входу фор" мирователя 29 управляющих сигналов..

Выход инвертора 30 подключен к входу делителя 22 через элЕмент И 21.

Выходы 36, 37, 38, 39 делителя 22 подключены к коммутатору 35, а вы60 ход 40 делителя 22 - к синхронному фильтру 33. Генератор 20 опорных колебаний блока 19 полукомплекта 2 ведомой сейсмической станции расстроен по частоте относительно генератора 4 блока 3 хранения меток

1037195 времени полукомплекта 1 ведущей сейсмической станции на величину, превышающую временной дрейф частоты генераторов опорных колебаний и меньшей относительной ширины энергетического спектра кодового сигнала разрешения на использование очередной метки времени.

Перед началом работы блоки 3 и

19 хранения меток времени олукомплектон 1 и 2 ведущей и ведомой сейсмических станций свозятоя в одно место. На вход схемы 25 сравнения полукомплекта 2 подается сигнал с промежуточного выхода 13 делителя 5 частоты полукомплекта 1 и производится запуск схемы 7 синхронизации полукомплекта 1 ведущей сейсмической станции. Импульсом синхронизации, генерируемым схемой 7 . усуанавливаются все ступени делителей

5 и 22 в исходное нулевое состояние и после окончания импульса синхро низации делителя 5 и 22 переводятся в режим синхронного деления частот опорных колебаний с равными коэффициентами деления, поскольку управлянящие сигналы на выходе инветора

30 отсутствуют. Одновременно с этим синхронизирующий импульс с выхода схемы 24 синхронизации открывает коммутирующий элемент 26 и закрывает коммутирующий элемент 28. Поскольку частота опорных колебаний блока 19 хранения меток времени выше частоты опорных колебаний генерируемых в блоке 3 хранения меток времени, то первым появляется сигнал на промежуточном выходе 36 делителя

;22, который подается на первый вход схемы 25 сравнения и открывает ее.

Момент времени появления сигнала на входе схемы 25 является моментом начала отсчета импульсов, поступающих от генератора 20 через схему

25 сравнения и коммутирующий элемент

26 в блок 27 памяти, который опре1 деляется как t = — mT где в

8 2 Ь коэффициент деления частоты делителя 22; T — - период повторения

В te опорных колебаний, f 8 - частота опорных колебаний на ведомой сейсмической станции. В момент време- . ни появляется сигнал на промежуточном выходе 13 делителя 5 полу0 комплекта 1, который подается на второй вход схема 25 сравнения, закрывая ее. Момент времени tt, опре1 1 1 дюдяется как t -еТ -m, где о 2 о 2

m — коэффициент деления делителя 5;

T - период повторения опорных колео баний, генерируемых генератором 4.

Таким образом, измеряется разность

1 1 1

5 о 8 2

Ьс = с — t = — {- — - — ), которая пропорциональна разности истинных частот опорных колебаний на ведущей и ведомой сейсмических станциях на момент сравнения. В блоке 27 па® мяти запоминалось двоичное число N, равное целой части результата деления истинной длительности промежутка м на длительность периода повторения импульсов опорных колебаний

N - 0(). В момент времени

4Q

45 в длительности полупериодов повторения колебаний на выходах 13 и 36 делителей 5 и 22 соответственно сигнал с выхода 13 делителя 5 подается также и на входе схем 7 синхронизации полукомплекта 1. Импульс синхронизации со схемы 7 подается на вход схемы 24 синхронизаций полукомплекта 2 и осуществляется вторичная синхронизация блоков Зи 19.

Одновременно с этим сигнал со схемы

24 подается на коммутирующий элемент

26 для его закрывания и на коммутирующий элемент 28, чтобы его открыть росле этого блоки 3 и 19 размещают ся на рабочих местах. Далее работа осуществляется известным образом.

На ведущей станции формируется кодовый сигнал разрешения на использование очередной метки времени при по мощи радиопередающего устройства 8.

На ведомой сейсмической станции осуществляется прием кодового сигнала разрешения и его селекция.

Формирование последовательности меток времени иа ведомой сейсмической станции осуществляется следующим образом.

Опорные колебания, генерируемые генератором 20, подаются на первый вход элемента И и через коммутирующий элемент 28 на формирователь

29 управляющих сигналов, на управляющий вход которого также подаются сигналы с промежуточного выхода 37 делителя 22. Управляющие сигналы с формирователя 29 через инвертор подаются на элемент И 21. В результате этого задерживается подача опорных колебаний от генератора 20 на вход делителя 22. Таким образом, корректируется коэффициент деления делителя 25 в соответствии с реальной расстройкой частот генераторов

4 и 20. При этом формируются периодические последовательности меток времени с заданной синхронностью

Использование изобретения обеспе-чивает взаимную синхронизацию генератора сейсмических колебаний и сейсмического приемника без применения

10.37195

Составитель L. Городничев

Редактор В. Лазаренко ТехредM.Гергель

Корректор С. Ыекмар

Заказ 6003/47 Тирахс 710

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4 дорогостоящих и ненадежных в подзем ных условиях проводных каналов связи с высокой степенью точности.

Основным техническим преимуцеством предлагаемой аппаратуры по сравнению с известной является обеспечение заданной точности синхронизации сейсморазведочных работ при условии использования сравнительно низкока-чественной аппаратуры,