Многоканальная цифровая сейсморегистрирующая система Советский патент 1982 года по МПК G01V1/24 

(54) /VlHOrOKAHA.nbHAH ЦИФРОВАЯ СЕРК.МОРЕГИСТРИРУЮШАЯ

СИСТЕМА

Изобретение относится к техническим средствам сейсморазведки и сейсмоакустики, предназначенным для изучения подземных формаций, покрытых слоем воды, в частности к многоканальным цифровым сейсморегистрирующим системам, и может быть использовано при морских геофизических работах на шельфе и в океане. Известна многоканальная цифровая сейсморегистрирующая система, содержащая буксируемое цифровое приемное устройство, бортовой цифровой приемник и устройство записи, выполненное на основе цифрового магнитофона с неподвижными головками записи 1. Недостатком системы является невысокая пропускная способность, обусловленная пределами пропускной способности низкочастотных магнитных накопителей с неподвижными головками записи, а также большой расход магнитного носителя накопителя, обусловленный тем, что в известном устройстве не производится оценка отношения сигнал/шум и запись информации на магнитный накопитель производится непрерывно. Для согласования принимаемого цифрового потока информации с регистрируемы.м на магнитном накопителе можно использовать промежуточный высокочастотный регистратор на основе видеомагнитофона с вращающимися головками записи, что позволяет в несколько раз увеличить пропускную способность цифровых сейсморегистрирующих систем для реализации сверхмногоканальной сейсморазведки или высокочастотной сейсмоакустики. Наиболее близким техническим решением к изобретению является многоканальная цифровая сейсморегистрирующая система, содержащая последовательно соединенные буксируемое цифровое приемное утройство, бортовой цифровой приемник, цифровой фильтр, устройство сопряжения, видеомагнитофон, корректор ошибки, а также устройство управления, выход которого подключен к входам двух магнитных нлкопителей 2 . Однако для этой системы с высокой пропускной способностью также характерен большой расход магнитного носителя Накопителя. Целью изобретения является уменьшение расхода магнитного носителя накопителей многоканальной цифровой сейсморегистрирующей системы. Поставленная цель достигается тем, что в многоканальную цифровую сейсморегистрирующую систему, содержащую последовательно соединенные буксируемое цифровое приемное устройство, бортовой цифровой приемник, цифровой фильтр, устройство сопряжения, видеомагнитофон и корректор ошибок, а также устройство управления, выход которого подключен к входам двух магнитных накопителей, введены адаптивный обнаружитель полезного сигнала в шумах, устройство задержки кода и селектор тактовых импульсов канала, при этом сигнальный, синхронизирующий и запускающий входы обнаружителя полезного сигнала соответственно подключены к выходам корректора ошибки, селектора тактовых импульсов канала и звукового канала записи видеомагнитофона, первый выход обнаружителя соединен с управляющим входом устройства задержки кода, а второй выход - с управляющим входом устройства управления, причем вход селектора тактовых импульсов канала подключен к выходу видеомагнитофона, а выход устройства задержки кода, вход которого соединен с выходЬм корректора ошибки, подключен к входу устройства управления. Кроме того, адаптивный обнаружитель полезного сигнала в шумах содержит накапливающий сумматор, два регистра памяти, коммутатор, схему сравнения, D-триггер, пересчетную схе.му, два элемента И и счетный триггер, при этом вход накапливающего сумматора соединен с выходом корректора ошибки, а выход подключен к входам регистров памяти и первому входу схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом коммутатора, а выходсхемы сравнения подключен к D входу D-триггера, выход которого соединен с управляющим входом устройства управления, причем выходы регистров памяти, управляющие входы записи которых соединены с выходами элементов И, подключены к входам коммутатора, при этом первые входь элементов И, вход установки в Ноль накапливающего сумматора, синхронизирующий вход D-триггера и управляющий вход устройства задержки кода подключены к выходу пересчетной схемы, вход которой соединен с выходом селектора тактовых импульсов канала, а вход счетного триггера подключен к выходу звукового канала записи видеомагнитофона, при этом прямой выход счетного триггера соединен с управляющим входом коммутатора и вторым входом первого элемента И, а инверсный выход счетного триггера подключен к второму входу второго элемента И. На фиг. 1 изображена структурная схема многоканальной цифровой сейсморегистрирующей системы; на фиг. 2 - то же, адаптивного обнаружителя полезного сигнала в щумах; на фиг. 3 - эпюры сигналов в различных точках системы, поясняющие принцип действия адаптивного обнаружителя полезного сигнала и системы в целом. Многоканальная цифровая сейсморегистрирующая система (фиг. 1) содержит последовательно соединенные буксируемое цифровое приемное устройство 1, бортовой цифровой приемник 2, цифровой фильтр 3, устройство 4 сопряжения, видеомагнитофон 5 и корректор 6 ошибки, а также устройство 7 управления, выход которого подключен к входам двух магнитных накопителей 8 и 9, адаптивный обнаружитель 10 полезного сигнала в шумах, устройство 11 задержки кода и селектор 12 тактовых импульсов канала, при этом сигнальный, синхронизирующий и запускающий входы обнаружителя 10 полезного сигнала соответственно подключены к выходам корректора 6 ощибки, селектора 12 тактовых импульсов канала и звукового канала записи видеомагнитофона 5, первый выход обнаружителя 10 соединен с управляющим входом устройства 11 задержки кода, а второй выход - с управляющим входом устройства 7 управления, причем вход селектора 12 тактовых импульсов канала подключен к выходу видеомагнитофона 5, а выход устройства 11 задержки кода, вход которого соединен с выходом корректора 6 ошибки, подключен к входу устройства 7 управления. Адаптивный обнаружитель 10 полезного сигнала в шумах (фиг. 2) содержит накапливающий сумматор 13, два регистра 14 и 15 памяти, коммутатор 16, схему 17 сравнения, D-триггер 18, пересчетную схему 19, два элемента И 10 и 21 и счетный триггер 22, при этом вход сумматора 13 соединен с выходом корректора 6 ошибки, а выход подключен к входам регистров 14 и 15 памяти и входу схемы 17 сравнения, второй вход которой соединен с выходом коммутатора 16, а выход схемы 17 сравнения подключен к D входу D-триггера 18, выход которого соединен с управляющим входом устройства 7 управления, причем выходы регистров 14 и 15 памяти, управляющие входы записи которых соединены с выходами элементов И 20 и 21, подключены к входам коммутатора 16, при этом первые входы элементов И 20 и 21, вход установки в ноль накапливающего сумматора 13, синхронизирующий вход D-триггера 18 и управляющий вход устройства 11 задержки кода подключены к выходу пересчетной схемы 19, вход которой соединен с входом селектора 12 тактовых импульсов канала, а вход счетного триггера 22 подключен к выходу звукового канала записи видеомагнитофона 5, при этом прямой выход счетного триггера 22 соединен с управляющим входом коммутатора 16 и вторым входом первого элемента И 20, а инверсный выход счетного триггера 22 подключен к второму входу элемента И 21. На фиг. 3 приведены выходной сигнал 23 селектора 12 тактовых импульсов канала, импульсы 24 управления акустическим источником системы на выходе звукового канала записи видеомагнитофона 5, выходной код 25 одного канала корректора 6 ошибки, сигнал 26 на входе пересчетной схемы 19, выходной код 27 накапливающего сумматора 13, код 28 на выходе регистра 14 или 15 памяти, сигнал 29 на выходе D-триггера 18. Многоканальная цифровая сейсморегистрирующая система работает следующим образом. Отраженный сейсмический сигнал вида АГ -sin u/c(t) t, где Д-коэффициент затухания, воспринимается буксируемым цифровым приемным устройством 1 и в последовательной двоичной форме передается на вход бортового цифрового приемника 2, который определяет порядок опроса приемников буксируемой части системы и порядок выдачи цифровой информации на вход цифрового перестраиваемого полосового фильтра 3, с выхода которого информация поступает через устройство 4 сопряжения на вход видеомагнитофона 5. На звуковой канал записи видеомагнитофона 5 при этом поступают импульсы управления акустическим источником системы, используемые для работы адаптивного обнаружителя 10 полезного сигнала в щумах. При записи сейсмической информации на видеомагнитофон возрастает вероятность ее искажения и, кроме того, запись-считывание информации при этом производится в последовательной форме, поэтому в процессе считывания двоичного кода с видеомагнитофона 5 на магнитные накопители 8 и 9 информация поступает на корректор 6 ощибки, где контролируется, исправляется и преобразуется в формат ЦВМ. Одновременно выходной сигнал видеомагнитофона 5 поступает на вход селектора 12 тактовых импульсов канала, выходной сигнал 23 которого поступает на синхронизирующий вход адаптивного обнаружителя 10, на сигнальный вход которого с выхода корректора 6 ошибки поступает параллельный двоичный код 25 одного из каналов буксируемого цифрового приемного устройства 1 вида NCnAi) Ar 4inaJcCn-At)nAtL где ЛЬ -период следования тактовых импульсов 23 канала; П -Натуральное число, а на запускающий вход - импульсы 24 управления акустическим источником сиетемы с периодом следования tn. Так как отношение сигнал/щум по всем каналам устройства I практически одинаково, адаптивный обнаружитель 10 полезного сигнала осуществляет измерение отношения сигнал/шум только для одного канала. Адаптивный обнаружитель 10 полезного сигнала под действием выходного сигнала 23 селектора 12 тактовых импульсов канала формирует импульсный сигнал 26, который с первого выхода обнаружителя 10 поступает на управляющий вход устройства 11 задержки кодов с временем задержки выходного сигнала корректора 6 ошибки tj. Одновременно обнаружитель 10 осуществляет сравнение сигнала, накопленного на элементарном участке накопления Tj с переменным значением уровня щума Nnop и вырабатывает на втором выходе потенциальный сигнал, поступающий на управляющий вход устройства 7 управления, подключающего вход одного из накопителей 8 или 9, которые работают поочередно, к выходу устройства 11 задержки кода и в зависимости от уровня выходного потенциального сигнала обнаружителя 10, соответствующего соотношению сигнал/щум, формирующего сигналы «Старт или «Стоп, определяющие дискретный режим работы накопителей 8 и 9, чем и достигается уменьшение расхода магнитного носителя накопителей. Адаптивный обнаружитель полезного сигнала в щупах работает слелудующим образом. Накапливающий сумматор 13 интегрирует абсолютные значения параллельного двоичного кода 25 одного из каналов буксируемой части системы, поступающего с выхода корректора 6 ошибки. Интервал интегрирования Т определяется пересчетНой схемой 19, на вход которой поступают тактовые импульсы 23 канала. Результат 28, накопленный в сумматоре 13, в конце очередного интервала суммирования L записывается в один из регистров памяти 14 или 15, который в данный момент времени работает в режиме записи, а также поступает на вход схемы 17 сравнения, на второй вход которой через коммутатора 16 поступает код с выхода регистра 15 или 14, который в данный момент времени работает в режиме хранения. Управление коммутатором 16, а также выбор режима записи или хранения регистров 14 и 15 осуществляется счетным триггером 22, на вход которого поступают импульсы 24 управления акустическим источником системы. Схема 17 сравнения осуществляет сравнение текущей суммы 27, накопленной в сумматоре 13 за очередной интервал суммирования, с результатом 28 последнего интервала суммирования, пр)едществующего импульсу 24 управления акустическим источником системы, который соответствует уровню шума за интервал суммирования L-J, так как непосредственно перед очередным импульсом 24 управления акустическим источником системы уровень полезного сигнала значительно меньше уровня шума. Выходной сигнал схемы 17 сравнения поступает на D вход D-триггера, на выходе которого формируется потенциальный сигнал 29 управления, поступаюш,ий на управляюш,ий вход устройства 7 управления. Таким образом, структурное построение системы благодаря введению адаптивного обнаружителя полезного сигнала в шумах, устройства задержки кода и селектора тактовых импульсов канала и использованию импульсов управления акустическим источником системы на выходе звукового канала записи видеомагнитофона, обеспечивает дискретный (стартстопный) режим работы магнитных накопителей за счет чего и достигается уменьшение расхода магнитного но- сителя накопителей на 20-50%. Формула изобретения 1. Многоканальная цифровая сейсморегистрируюш,ая система, содержащая носледовательно соединенные буксируемое цифровое приемное устройство, бортовой цифровой приемник, цифровой фильтр, устройство сопряжения, видеомагнитофон и корректор ошибки, а также устройство управления, выход которого подключен к входам двух магнитных накопителей, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения расхода магнитного носителя накопителей, в нее введены адаптивный обнаружитель полезного сигнала в шумах, устройство задержки кода и селектор тактовых импульсов канала, при этом сигнальный, синхронизирующий и запускающий входы обнаружителя полезного сигнала соответственно подключены к выходам корректора ошибки, селектора тактовых импульсов канала и звукового канала записи видеомагнитофона, первый выход обнаружителя соединен с управляющим входом устройства задержки кода, а второй выход - с управляющим входом устройства управления, причем вход селектора тактовых импульсов канала подключен к выходу видеомагнитофона, а выход устройства задержки кода, вход которого соединен с выходом корректора ошибки, подключен к входу устройства управления. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что адаптивный обнаружитель полезного сигнала в шумах содержит накапливающий сумматор, два регистра памяти, коммутатор, схему сравнения, D-триггер, пересчетную схему, два элемента И и счетный триггер, при этом вход накапливающего сумматора соединен с выходом корректора ошибки, а выход подключен к входам регистров памяти и первому входу схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом коммутатора, а выход схемы сравнения подключен к D входу D-триггера, выход которого соединен с управляющим входом устройства управления, причем выходы регистров памяти, управляющие входы записи которых соединены с выходами элементов И, подключены к входам коммутатора, при этом первые входы элементов И, вход установки в ноль накапливающего сумматора, синхронизирующий вход D-триггера и управляющий вход устройства задержки кода подключены к выходу пересчетной схемы, вход которой соединен с выходом селектора тактовых импульсов канала, а вход счетного триггера подключен к выходу звукового канала записи видеомагнитофона, при этом прямой выход счетного триггера соединен с управляющим входом коммутатора и вторым входом первого элемента И, а инверсный выход счетного триггера подключен к второму входу второго элемента И. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 558236, кл. G 01 V 1/24, 1977. 2.Savit С. Н. SieMS L.E.A-500- аппе streaurer System Puce gth offshore Technology Conference, 1977, 2, p. p. 201-208 (прототип).

(Риг. f

(Pi/e.z ПЯЛ J LTUb ж

fl/y

//

пор

фуг.З

ff