Цифровая сейсморегистрирующая система

СОЮЗ СОЕЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХЕСПУБЛИНЗа)01 Ч 1/ ГО АРСТВЕННЫЙ НО лдм изоБРЕТен ИТЕТ ССС ОТНРЫТИ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ВИДЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСКО а и В.Черск и ство 1977 А 5 ос 9 пГег отот 0 псе.и),( 54 ) ( 57 ) ЦИФРОВАЯ ЩАЯ СИСТЕМА, содер тельно. соединенные вое приемное устро цифровой приемник а также регистрато закона изменения ч источники импульсо тизации, о т л и ч тем что, с целью ЕЙСМОРЕГИСТРИРУ 0 ащая последовабуксирующее цифроство, бортовойцифровой фильтр,блок выявлениястоты сигнала,подрыва и дискреа ю щ а я с яовышения дос(21) 3318095/18-25(56) 1. Авторское свидетель9 559204, кл. 6 01 Ч 1/22,2. 5 асй С.Н. 5 епа .Е.сйаппе 5 йгеавег 5 уьсеа, РгАппо ОГУаЬоге Тесйпооду Со1977, ч, 2, рр, 201-208 (пр.801013883 А товерности экспресс-анализа принимаемой информации, введены устройст. во прореживания и блок управленияФильтром, при этом сигнальный вход устройства прорежнвания подключен к выходу цифрового Фильтра, а выход устройства прореживания соединен с входом регистратора, выход блока выявления закона изменения частоты сигнала соединен с входом блока управления Фильтром и первым управляющим входом устройства прореживания, второй управляющий вход которого и первый управляющий вход блока выявления закона изменения частоты сигнала подключены к выходу источника импульсов дискретизации, приФ чем сигнальный вход блока выявления закона изменения частоты сигнала соединен с выходом цифрового фильтра, управляющий вход которого подключен к выходу блока управления Фильтром, а второй управляющий Я вход блока выявления закона изменения частоты сигнала соединен с выходом источника импульсов подрыва,Изобретение относится к сейсморегистрирующей технике для излученияподземных формаций к может быть использовано при морских геофизических работах на шельфе, акваториях ив океане.5Известна цифровая геоакустическая станция для сухопутной сейсморазведки, в которой с целью уменьшения объема регистрирующих сигналовбез потери информативности используется эффект поглощения высокихчастот излученного сигнала при распространении вглубь земли. Приэтом чем больше Длительность принимаемого сигнала; тем более заметно 5уменьшение граничной частоты, чтопозволяет применять переменный интервал дискретизации аналоговой информации 1,В данном устройстве реализованстатистический принцип обработки ин;формации для увеличения отношениясигнал-шум, заключающийся в том, чтопринятые сигналы, представляющиесмесь многократно повторяющихся полезных сигналов и шума, вначале преобразуются в цифровую форму, запоминаются в течение отрезка временимежду двумя излучениями, а затемполученные значения первой реализации суммируются по соответствующим дискретам времени со значениямипоследующих реализаций и все полученные значения усредняются по числупросуммированных реализаций.Однако используемый принцип статистического накопления для морскихусловий, где геоакустическая станция в связи с условиями буксировкиприемного устройства находится внепрерывном движении, практически не 40реализуется в реальном масштабе времени. Следствием этого является невозможность достоверного экспрессанализа принятых сигналов в процессе приема из-за невозможности улучшить отношение сигнал/шум, что непозволяет использовать подобнуюстанЦию для прямых поисков полезных ископаемых по анализу динами"ческих свойств каждого принятого сиг нала в каждой локальной областиморского дна,Известна многоканальная цифроваясейсморегистрирующая система, со"держащая последовательно соединенные буксируемое цифровое устройство.,бортовой, цифровой приемник и цифровой Фильтр, а также регистратор,блок выявления закона изменения частоты сигнала, источники импульсовподрыва и дискретизации, где для 60повышения отношения сигнал/шум втемпе приема используется аппаратная цифровая фильтрация каждого принятого сигнала во всей полосе частот, занимаемой этим сигналом 2, 65 Но с течением времени отраженныесейсмосигналы, поглощаясь в глубинеосадочной толщи, утрачивают верхниечастотные составляющие, и достоверность экспресс-анализа можно,повысить путем повышения отношениясигнал/шум методом автоматическойадаптации цифрового фильтра к принимаемому сигналу.Цель изобретения - повышение достоверности экспресс-анализа принимаемой информации,Поставленная цель достигаетсятем, что в цифровую сейсморегистриру.ющую систему, содержащую последовательно соединенные буксирующее цифровое приемное устройство, бортовой,цифровой приемник и цифровой фильтр;а также регистратор, блок выявления закона изменения частоты сигнала, источники импульсов подрыва идискретизации, введены устройствопрореживания и блок управления фильтромпри этом сигнальный вход устройства прореживания подключен к выходуцифрового фильтра, а выход устройст-.ва прореживания соединен с входомрегистратора, выход блока выявлениязакона изменения частоты сигнала соединен с входом блока управленияФильтром и первым управляющим входомустройства прореживания, второй управляющий вход которого и первыйуправляющий вход блока выявления закона изменения частоты сигнала соединен с выходом цифрового фильтра,управляющий вход которого подключенк выходу блока управления фильтром,а второй управляющий вход блока выявления закона изменения частотысигнала соединен с выходом источника импульсов подрыва,На Фиг. 1 представлена блок-схема цифровой сейсморегистрирующейсистемы; на фиг. 2 - структурная схема устройства прореживания; наФиг, 3 - структурная схема блокавыявления закона изменениячастотысигнала; на Фиг. 4 - энюры сигналови графики, поясняющие принцип действия устройства прореживания, блокавыявления закона изменения частотысигнала и системы в целом.Цифровая сейсморегистрирующаясистема фиг. 17 содержит после"довательно соединенные буксируемое .цифровое приемное устройство 1, бортовой цифровой приемник 2 и цифровойфильтр 3, а также регистратор 4,блок 5 выявления закона изменениячастоты сигнала, источники импульсовподрыва б и дискретизации 7, устройство 8 прореживания и блок 9 управления Фильтром, при этом сигнальныйвход устройства 8 прореживания, выход которого соединен с входом регистратора 4, подключен к выходу цифрового фильтра 3, выход блока 5 выявления закона изменения частоты сигнала соединен с входом блока 9 управления:фильтром и первым управляющимвходом устройства 8 прореживания,второй управляющий вход которого ипервый управляющий вход блока 5 выявления закона изменения частоты сигнала. подключены к выходу источника 7импульсов дискретизации, причем сигнальный вход блока 5 выявления закона изменения частоты сигнала, второй 10управляющий вход которого подключенк источнику 6 импульсов подрыва, соединен с выходом цифрового фильтра 3,управляющий вход которого подключенк выходу блока 9 .управления фильтром,Устройство.(фиг. 2) 8 прореживания содержит делитель 10 частоты,элементы И 11, элемент ИЛИ 12 и регистр 13 памяти, при этом вход делителя 10 частоты и первый входпервого элеменТа И 11 подключены квыходу источника 7 импульсов дискретизации, выходы делителя частоты 10соединены с первыми входами остальных элементов И 11, а вторые входывсех элементов И 11 подключены к выходам блока 5 выявления закона изменения частоты сигнала, причем выходыэлементов И 11 соединены с входами ЗОэлемента ИЛИ 12, выход которого соединен с управляющим входом регистра 13 памяти, вход которого подключен к выходу цифрового фильтра 3, авыход соединен с входом регистратора 4,Блок 5 выявления закона изменениячастоты сигнала (,фиг. 3) содержитдва элемента И 14 и 15, два счетчика 16 и 17 импульсов, ячейки 18 памяти, элементы ИЛИ 19 и триггер 20 4 Оподрыва, при. этом первые входы элементов .И 14 .и 15 подключены к выходу источника 7 импульсов дискретизации, вторые входы - к прямому.иинверсному выходам триггера знака 45цифрового фильтра 3, выход элемента И 14 соединен с входом счетчика 16импульсов и с входом "Установки вфнольф счетчика 17 импульсов, выходэлементов И 15,соединен с входом 5 О.счетчика 17 импульсов и с входом "Установки в фнольф счетчика 16 импульсов, выходы счетчиков 16 и 17 импульсов соединены со входами "Установки.в фединицу" ячеек памяти 18, причемвыход младшей ячейки 18 памяти соединен со входом "Установки в "ноль"триггера 20 подрыва, вход "Установкив "единицу" триггера 20 подрыва,вход "Установки в фноль" старшейячейки 18 памяти и входы элементов 6 ОИЛИ 19, выходы которых соединенысо входами "Установки в "ноль" остальных ячеек 18 памяти, подключены квыходу источника б импульсов подрыва, при этом выход каждой последующейб 5 ячейки 18 памяти соединен со входами элементов ИЛИ 19 предыдущих ячеек 18 памяти.Ячейка 18 памяти (фиг. 3 ) содержит два триггера 21 и 22 и элемент И 23, при этом входы доустановки в "единицу" триггеров 21 и 22 подключены к выходам счетчиков 16 и 17 импульсов соответственно, входы фУстановки в "ноль.". - к выходу элемента ИЛИ 19, а выходы триггеров 21 и 22 соединеныс входами элементов И 23.Иа фиг. 4 представлены-сигнал 24 источника б импульсов подрыва, закон 25 изменения частоты отраженного сигнала, - закон 26 изменения верхней частоты среза цифрового фильтра 3 и выходной сигнал 27 элемента ИЛИ 12 устройства прореживания 8. цифровая сейсморегисФрирующая система работает следующим образом.Отраженный сигнал принимается буксирующим цифровым приемным устройством 1, преобразуется в цифровую Форму и последовательным двоичным кодом передается на вход бортового цифрового приемника 2, где информация преобразуется в параллельные двоичные коды, которые поступают для обработки на вход цифрового Фильтра 3.Буксируемое цифровое приемное устройство 1, бортовой цифровой прием- ник 2 и цифровой фильтр 3 работают с постоянным минимальным интерва лом дискретизации 1/Гр (Г,:КГфс где К = 3- 5 Е - максимальная граничГрная чистота спектра сигнала), что позволяет упростить сопряжение буксируемого цифрового приемного устройства 1,с бортовой частью системы, уменьшить шумы и погрешность цифрового фильтра 3.На вход блока 5 выявления закона изменения частоты сигнала с выхода циФрового фильтра 3 поступает информация о знаке (ь 19 п ) дискретных отсчетов одного нз каналов системыПри этом изменение закона изменения частоты 25 выходного сигнала .цифрового фильтра 3 производится методом счета нулей, т.е. измерением временных интервалов между сменами знака дискретных отсчетов.Блок 5 выявления закона изменени; частоты сигнала на каждом из.отрезков времени между двумя излучениями (1/ Гп) в моменты времени с 1 (1 = 0,1 п), соответствующйе уменьшению граничной частоты сигнала в 21 раз, формирует выходные сигналы, которые поступают на управляющие входы устройства 8 прореживания и на входы блока 9 управления фильтром.Дискретное уменьшение частоты дискретизации Г и.верхней частоты среза Г цифрового фильтра 3 в 2 раз в моменты времени с, позволяет упростить схемотехническую реа- лизацию устройства 8 прореживания,блока 9 управления Фильтром и блока5 выявления закона изменения частоты сигнала, а также уменьшить влияние переходных процессов, возникаю щих в цифровом Фильтре 3 в моментывремени с;Устройство 8 прореживания под действием управляющих сигналов блока 5выявления закона изменения частоты 10 сигнала на каждом из интервалов времени с;+ - с формирует выходной сигнал 27 с частотой следования импульсов Ге,/2, разрешающий перепись информацО 4 с выхода цифрового Фильт" ра 3 на регистратор 4, чем и достигается уменьшение объема регистрируе-; мых сигналов без потери информативности.Блок 9 управления фильтром, на вы. ход которого поступают управцпощие сигналы с выхода блока 5 выявления. закона изменения частоты сигнала, в моменты времени с на своем выходе, формирует потенциальный сигнал, который производит дискретное уменьшение закона изменения верхней частоты среза 26 цифрового фильтра 3 в 2 раз, чем и достигается увеличе" ние отношения сигнал/шум, т.е. повышается достоверность принятой ин- . 30 Формации.Устройство 8 прореживания (фиг.2) работает следующим образом.Под действием выходных сигналов З 5 блока 5 выявления закона изменения частоты сигнала, поступающих на вторые входы элементов И 11, в интервале времени с; - с .,открывается один из элементов И 11, на второй вход которого с выхода делителя 10 частоты поступают импульсы с частотой Ру/2. На выхбде элемента ИЛИ 12 при этом формируются импульсы этой частоты, которые и поступают на управляющий вход регистра 13 памяти. 45Блок 5 выявления закона изменения частоты сигнала (Фиг.3) работает следующим образом. С выхода цифрового Фильтра 3 насигнальный вход .блока 5 выявлениязакона изменения частоты сигналапоступает информация о знаке (ы до )дискретных отсчетов одного из каналов системы, Счетчики 16 и 17 импульсов под действием выходных сигналовэлементов И.14 .и 15 подсчитывают число импульсов частоты Гф между сменамизнака дискретных отсчетов канала.Если число положительных и отрицательных отсчетов превышает пороговоезначение йсю, (КГд) 2-"., то На соответствукнцих выходах счетчиков 16 и17 импульсов формируются сигналы,устанавливающие одну из ячеек 18памяти в состояние "единица" и на выходе последней формируется сигнал сразрешающий уменьшение частоты дискретизации на выходе устройства 8прореживания и верхней частоты среза Е цифрового Фильтра 3 в 2 раз.При этом остальные ячейки 18 памяти и .триггер 20 подрыва устанавливаются в состояние "ноль".Установка в состояние "единица"триггера подрыва 20 .и в состояние"ноль" ячеек 18 памяти в системепроизводится выходным сигналом 24источника. 6 импульсов подрыва. Приэтом под действием выходного сигналатриггера 20 подрыва на интервале времени (с;- с ) в цифровом фильтре 3устанавливается начальная мазксимальная верхняя частота среза Г щах,.а на выходе элемента ИЛИ 12 (,Фиг. 2)устройства 8 прореживания Формируется выходной сигнал в виде импульсной последовательности 27 с частотойГ 9,Таким образом, использование првд,лагаемого устройства позволяет существенно повысить (за счет увеличенияотношения сигнал/шум на выходе цифрового фильтра 3 ) достоверность экспресс-анализа принимаемой информации, что позволяет использовать систему для прямых поисков полезных ископаемых и резко повысить эффективность и результативность геофизических исследований на море.1013883 КорректорВ. Г ставитель Н. Жхред Л. Пекарь ва едактор П.КоссеЩаЭ аЮ ЮВЮ Ю иЮ ВШШ аЕ аказ филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. ПроеКтная,Тираж 708осударствелам иэобрсква, Ж10/54ВНИИПИпо д113035, М Подписноеного комитета СССРений и открытийРаушская наб., д.4/5