Способ определения ориентации трехкомпонентного сейсмометра

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК НИЕ И БРЕТЕ 5 Ч АВТОРСКО ВИДЕТЕЛЬС СОЛН СЛисинВДанньСР, физи 5 й сей; ка Земва СССР, 1986,НИЯ ОРИЕНТА 1 ОГО СЕЙСМОг 1 о 5 ч=-г) и 5+2 и) =1,2,3,;:1 да 5 оволндна- но, Оп- ющих ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(54) СПОСОБ С) РЕДЕЛРЦИИ ТРЕХКОЬ ОНЕНТМЕТРА Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано паи исследовании сейсмических явлений, наблюдаемых с помощью сейсмометрав, расположенных на дне моря.Цель изобретения - повышение точности определения ориентации сейсмаметра, когда отсутствует априорная информация о направленности какай-либо из его осей, 1В известном способе определения ориентации сейсмометра, включа 5 ощем распо. ложение сейсмометра о точке с известнымикоординатами, регистрацию сейсмометром излучения от источника упругих колебаний, определение направления и расстояния от источника до сейсмометра, а затем определение ориентации сейсмометра, производят последовательное однократное излучение звуковых колебаний из трех пунктов водной среды, Мощность излучения должна быть достаточной для,выделения полезного сигнала на фоне помех, Сейсмометр находится эа пределами зон нелинейной деформации среды, обусловэ 1)5 С 01 Ч 1(00, 1/18(57, Ис льзование, исследование сейсмических .-,олений с памощь 5 а сейсмаметров, расположенных на дне моря, Сущность изобрет:н 55 я: способ определения ориентации дои 55 ага сейсмометра, вкл ючающий регистрацию сейсмаметром излучения от источника звуковых колебаний, определение направления и расстояния от источника до сейсмаметра, Повышение точности определения ориен ации сейсмометра достигается последовательнь 5 л однократным излучением звуковых колебаний из трех пунктоо водной среды и регистрацией сейсмаметрол 1 каждого излучения, 1 ил,леннои источ 55 иками. Затем проиэоодят регистрацию сейсмометром каждого излучения, Ю По направлениям и расстояниям от пунктов излучения да сейсмаметра находят векторы смещений падающих воли Ли 5 (1=1, 2, 3). При Я этом учитывают направленность излучений, их мощность, затухание при распределении о водной среде эа счет расширения франта посылки сигнала и поглощения зоу- Ш кавой энергии в водной толще. Определяютнаправления отраженных волн в точке рас- (Я положения сейсмаметра, задаваемые на- ф правляющими косинусами бс 5 чцвай (л где а 55)5 - направляющие косинусы и щих волн,й - угль 1 падения зоукооых п - координаты нормали к поверхност в точке расположения сейсмаметра,мер излучения, ) - индекс координаты ределяют координаты Л 5 ч реэультиру%э=О,а 12 0,7,аг 2=0,7,агО,а 1 э,4,а 2 э=0,4,аэз=09. а 1 1=0,6,. а 21=-0,6,аэ 1-0,5, По направляющим косинусам ар определяют ориентацию осей сейсмометра по формуле (4) е 1-0,6 е 1-0,6 е 2+0,5 ез,е 2=0,7 е 1+0,7 еГ 2. е 3"-0,4 е 1+0,4 ег+0,93 э,вектором смещений в известной системекоординат е 1, Яг, ез с началом отсчета вточке расположения сейсмометра лАи=Ап(боп з 1 п Р/31 и айп),5(2)1,)=1,2,3,где фь а- углы между направлениями результирующих векторов смещений и на- "0правлениями, соответственно, падающих иотраженных волн, По координатам%у результирующих векторов смещений и по записямсайсмометра компонент регистрируемых смещений А определяют направляющие косинусы ап собственной системы координатсейсмометра е 1, е 2, ез путем решения систем линейных уравнений Р е эгдето ц=ди/Аьди=дрlК=1 . К=1Затем по направлиющим косинусам а 1определяют ориентацию донного сейсмометра по формуле30 е=а 1 е,+агег+азе" 2. 3 (4) На. чертеже показа о расположение трехкомпочентн го сейс;етра и пунктов 35 излучений, вариантИзобре, ение в лабор:. рных условя.яхосуществляе я следующим образом В стеклянном убе с длиной ребра 1 м, обклеенном изнутри слоем пористой рези ь тол щиной 0 ь и наполненном водой, на песчаное дно с 1 оем 0,1 м устанавливают по центру трехком онентный сейсмический датчик колебаний, Глубина водоема составляет 0,50 м, С точкой местоположения сейс мометра связывают исходную декартову систем координат с базисными векторами е 1=(1, 0 0), ег=(0, 1, 0)Лз=(0, О, 1), направленными по ребрам куба. Из трех пунктов, расположенных на поверхности водоема, с 50 координатами (х 1, у 1, 21 КО, О, ОЛ м, (хг, уг, гг)" =(-0,29, О, 0,5 м), (хэ, уз, гз)=(0, 0,29, 0 5 м) последовательно осуществляют излучение звуковой энергии с помощью источника звука мощностью 20 мВт с центральной часто той 2 ОО кГц,Направляющие косинусы бп 1 векторов смещений падающих волн и расстояния В от пунктов излучений до сейсмодатчика, вычисленные по координатам пунктов излучений и сейсмометра, составили Вычисленные модули Аю векторов смеЩений паДаюЩих волн составили Ап 1 7,5 ммк, Ап 2"4 ммк, Апз=4 ммк, По направлениям векторов смещений падающих волн и направлению нормалиЬ(0,.0, 1) к поверхности дна определяют направления векторов смещения отраженных волн, имеющие направляющие косинусы бо 1 ь по формуле (1) Компоненты смещений, регистрируемые сейсмометром. составили А 11=-2,25, А 21=0, Аз 1 -3,89 ммк, А 12=0,96, А 22 2,11,Аэг=2,55 ммк, А 1 з=0,96, А 2 з=-2,11, Азэ=-2,55 ммк; Координаты. результирующих векторов смещений Ар в исходной системе координат, вычисленные по формуле (2), составилй Решая методом Крамера системы линейных уравнений (3), находят направляющие косинусы собственной системы координат сейсмометра Формула изобретенияСпособ определения ориентации трех- компонентного сейсмометра, включающий расйоложение сейсмометра в точке с известными координатами, регистрацию сейсмометром излучения от источника упругих1805415 У Составитель А. ЛисинРедактор Техред М.Моргентал И. Шмакова орре каэ 940 .Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская на 64/5 оизводственно-издательский комбинат Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 колебаний, определение направления и расстояния от источника до сейсмометра и Определение ориентации, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности определения ориентации сейсмометра, установленного на дне водоема, производят последовательное однократное излучение звуковых колебаний из трех пунктов водной среды, затем регистрируют сейсмометром каждое излучение, по направлениям и расстояниям от пунктов излучения до сейсмометра находят вектора смещений падающих волн и направления отраженных волн, по которым и по записям сейсмометра опреде ляют координаты результирующих векторовсмещений в известной системе коорринат и в собственной системе координат сейсмометра и определяют его ориентацию по направляющим косинусам собственной системы 10 координат сейсмометра,