Устройство синхронизации источников сейсмических сигналов Советский патент 1984 года по МПК G01V1/13 

Изобретение относится к технике сейсморазведки, а именно к устройствам синхронизации источников сейсмических сигналов, и может быть применено при поиске нефти, газа и рудн ископаемых, а также при глубинном се смозондировании земли. Известна система для дистанционно го управления и запуска сейсмическог вибратора, содержащая соединенные по следовательно генератор меток времен блок корректировки фазы меток времени, блок программ и исполнительное устройство, причем на регистрирующей аппаратуре к выходу блока программ подключен передатчик синхронизирующи кодированных сигналов, а на источниках сейсмических сигналов к входу блока корректировки фазы меток време ни подключен выход приемника синхронизирующих кодированных сигналов. Перед началом работы и периодически в процессе работы передается синхронизирующий кодированньй сигнал, кото рый обеспечивает синхронную работу генераторов меток-времени устройств, расположенных на сейсмических вибраторах и регистрирующей аппаратуре. Метки времени поступают на блок программ, который в соответствии с зара нее заданной программой работы вырабатывает запускающий сигнал на испол нительные устройства 1 . Недостатками данной системы являются сложность и невысокая точность синхронизации, зависящая от стабильности и точности генераторов меток времени. Известно устройство взрывания по радио, содержащее импульсный генератор кода, цепь фазовой манипуляции и радиопередатчик на пункте регистрации, а также радиоприемник, схему декодирования фазоманипулированных сигналов, регистр сдвига и блок срав нения на пункте взрыва. Кодовая последовательность вырабатывается импульсным генератором и после фазового манипулирования модулирует частоту передатчика на пункте регистрации На пункте взрыва фазоманипулярованный сигнал принимается радиоприемником, декодируется и вводится в регистр сдвига, где с помощью блока сравнения осуществляется последовательное сравнение принятого сигнала с сигналом опорным. Если число совпадений достигнет некоторого порога, то блок сравнения вырабатывает сиг11031682

нал для включения источника тока в цепь электродетонатора Г 2 J.

Недостатками известного устройства являются сложность конструкции и низкое быстродействие, вызванные необходимостью использования длинной кодовой последовательноти и, следовательно, многоразрядного регистра сдвига для. обеспечения при данном алгоритме работы необходимых значений помехоустойчивости. Наиболее близким к предпагаемому по технической сущности является устройство .синхронизации с использованием в качестве синхронизирующего сигнала длинных m -последовательностей, содержащее последовательно соединенные схему запуска, генератор m -последовательности, радиопередатчик и последовательно соединенные радиоприемник и регенератор символов, выход последнего соединен с одним из входом схемы совпадения и с одним из входов ключа, выход которого соединен с входом регистра сдвига, выходы которого соединены с входами селектора конца tr -последовательности и с входами сумматоров по модулю 2, причем выход последнего из сумматоров соединен с вторыми входами ключа и схемы совпадения, выход последней подключен к входу счетчика числа совпадений, выход которого подключен к одному из управляющих входов ключа, второй управ.чяющий вход которого соединен с выходом селектора конца m-последовательности. Генератор m-последовательности устройства синхронизации, находящегося на регистрирующей аппаратуре, вырабатывает синхронизирующий сигнал, который передается по-радио на устройства синхронизации, расположенные на сейсмических источниках. С выхода радиоприемника синхронизирующий сигнал поступает в регистр сдвига и одновременно сравнивается с сигналом, появляющимся на выходе последнего из сумматоров. Число совпадений регистрируется счетчиком. При достижении некоторого порога числа совпадений выход последнего из сумматоров замыкается на вход регистра сдвига, при этом регистр сдвига начинает формировать местную i -последовательность, идентичную передаваемой и к тому же совпадающую с ней по фазе. По окончании передаваемого сигнала селектор конца w -последовательности вырабатывает запускающий импульс., приводящий в действие испол нительное устройство. Простота формирования и обработки W-последовательности делают ее очень удобной для применения в качестве синхронизирующего сигнала. Принцип работы системы синхронизации основанный на фазировке m -последовательностей, обеспечивает точность синхронизации не хуже периода частот тактового генератора, используемого в системе синхронизацииГЗ . Недостатком данного устройства является низкая помехоустойчивостьсистемы, которая оценивается вероятностью ложного срабатывания Рд и вер ятностью синхронизации (или вероятностью приема синхросигнала) и увеличить которую до необходимого в сейсморазведке уровня можно лишь путем увеличения длины m-последовательности, что усложняет устройство и снижает его быстродействие. Например, для обеспечения вероятности лож ного срабатывания Рд 10 и вероятности синхронизации (или вероятности приема синхросигнала) , 0,999 при соотношении мощностей сигнала и шума PJ. /Р 1 необходима m -последовател ность длиною - 68000 символов, что при частоте тактового генератора 2 кГц составит 34 с. Это существенно ограничит скорость проведения сейсмо разведочных работ. Цель изобретения - повышение поме хоустойчивости устройства синхрониза ции источников сейсмических сигналов Указанная цель достигается тем, что в устройстве синхронизации источ ников сейсмических сигналов осуществляется дополнительная кратковременная проверка наличия фазовой синхронизации, принимаемой и местной m последовательностей, для чего устройство дополнительно снабжено счетчиком символов, с входом которого соеди нен выход регенератора символов, дополнительньм счетчиком числа совпадений, с входов которого соединен выход схемы совпадения, а также схемой И и решающим устройством, к одному из входов последнего подключен выход счетчика символов, а к второму входу - выход дополнительного счетчика числа совпадений, кроме этого выход селектора конца m -последовательности подключен к одному из входов схемы И и к третьему входу решающего устройства, один из выходов последнего подключен к второму управляющему входу ключа, а второй выход - к второму ВХОДУ схемы И. На чертеже изображена структурная электрическая схема предлагаемого устройства. Устройство синхронизации источников сейсмических сигналов содержит последовательно соединенные схему запуска 1, генератор 2 п -последовательности, радиопередатчик 3 и последовательно соединенные радиоприемник А и регенератор символов 5. Выход последнего соединен с одним из входов схемы сопадения бис одним из входов ключа 7, выход которого соединен с входом регистра сдвига 8, выходы которого соединены с входами селектора 9 конца m -последовательности, а выходы определенных разрядов регистра сдвига 8 - с сумматорами 10 по модулю 2, причем выход последнего из сумматоров 10 соединен с вторыми входами ключа 7 и схемы совпадения 6, выход последней подключен к входу счетчика 11 числа совпадений, выход которого подключен к одному из управляющих входов ключа 7, а также счетчик 12 символов, с входов которого соединен выход регенератора символов 5, дополнительный счетчик 13 числа совпадений, с входом которого соединен выход схемы сопадения 6, схему И 14 и решающее устройство 15, к. одному из входов последнего подключен выход счетчика 12 символов, а к второму входу - выход дополнительного счетчика 13 числа совпадений, кроме этого выход селектора 9 конца m -последовательности подключен к одному из входов схемы И 14 и к третьему входу решающего устройства 15, один из выходов последнего подключен к второму управляющему входу ключа 7, а второй выход - к второму входу схемы И.14. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии ключ 7 находится в положении, как показано на чертеже. Счетчики 11, 12 и 13 находятся в нулевом положении. На выходе решающего устройства 15, подключенного к входу схемы И 14, запрещающий потенциал. При поступлении сигнала с выхода схемы запуска 1 генератор 2 пп-последовательности вырабатывает синхронизирующий сигнап. который передается радиопередатчиком 3. Сигнал синхронизации принимается радиоприемником 4, демодулируется и поступает на регенератор символов 5, где преобразуется в m-последовательности. Принимаемая m -последовательность с выхода регенератора символов 5 поступает на схему совпадения 6 и через ключ 7 в регистр сдвига 8. Еели символы, поступающие в регистр сдвига 8, не искажены, то с выхода последнего из сумматоров 10 по модулю 2 поступают смволЫ, совпадающие с передаваемыми в данный момент. Счет чик 11 подсчитывает число подряд идущих совпадений и если оно достигает некоторого порога К 1, то сигнал с выхода счетчика 11 совпадений по первому управляющему входу переключает ключ 7, тем самым замыкая выход последнего из сумматоров 10 по модулю 2 на вход регистра сдвига Регистр сдвига 8 начинает формиро вание местной п -последовательности совпадающей по фазе с принимаемой. На этом первый этап работы устройства - вхождение в синхронизм генератора местной последовательности с генератором передаваемой m -последовательности - заканчивается. На втором этапе работы происходит прове ка правильности вхождения в синхронизм. На схеме совпадения 6 происходит сравнение местной m -последова- jj па,

тельности с принимаемой. Дополнительньй счетчик 13 подсчитывает число сов.. падений, прошедших за время приема п символов (-последовательности, подсчет которых осуществляется счет- 40 но

чиком символов 12. Если за время приема п символов гп -последовательности в дополнительном счетчике 13 число

синхронизирующего сигнала m -последовательности длиной в 68000 символов, а предлагаемое устройство всего 2047 символов. Это значительмы синхронизации и, следовательно, увеличивает производительность сейсморазведочных работ. совпадений достигнет некоторого порога К2,.то решающее устройство 15 дает разрешающий потенциал на схему И 14, По окончании сигнала синхронизации селектор 9 конца (.-послсдовательности вырабатывает импульс, который проходит через схему И 14 на выход устройства, а через решающее устройство 15 возвращает ключ 7 в исходное состояние. Если же за п символов число совпадений не достигнет порога, то реша-, ющее устройство 15 также возвращает ключ 7 в исходное положение и, процесс приема начинается сначала. Осуществление дополнительной кратковременной проверки наличия синхронизации принимаемой и местной m -последовательностей улучшает параметры системы синхронизации, а именно уменьшает вероятность ложного срабатывания и увеличивает вероятность синхронизации, что позволяет при одних и тех же значениях упомянутых параметров значительно упростить систему и повысить ее быстродействие, Расчет по известным методикам показывает, что для обеспечения вероятности ложного срабатывания Pf,p i 10 и вероятности синхронизации ,999 при 1 устройство, выбранное в качестве прототидолжно использовать в качестве увеличивает быстродействие систе

УСТРОЙСТВО СИНХРОНИЗАЦИИ ИСТОЧНИКОВ СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащее последовательно соединенные схему запуска, генератор m-последовательности, радиопередатчик и последовательно соединенные радиоприемник и регенератор символов, выход последнего соединен с одним из входов схемы совпадения и с одним из входов ключа, выход которого соединен с входом регистра сдвига, выходы которого соединены с входами селектора конца гп -последовательности и с входами сумматоров по модулю 2, причем выход последнего из сумматоров соединен с вторыми входами ключа и схемы совпадения, выход последней подключен к входу счетчика числа совпадений, выход которого подключен к одному из управляющих входов ключа, отличающее ся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, оно снабжено счетчиком, символов, с входом которого соединен выход регенератора символов, дополнительным счетчиком числа совпадений, с входом которого соединен выход схемы совпадения, а также схемой И и решающим устройством, к одному из т входов последнего подключен выход счетчика символов, а ко второму входу - выход дополнительного счетчика числа совпадений, кроме этого выход селектора конца гп -последовательности подключен к одному из входов схемы И и к третьему входу решающего уст-, ройства, один из выходов последнего подключен к второму управляющему входу ключа , а второй выход. - к втосо рому входу схемы И. а 00