Способ временной синхронизации сейсморазведочных работ

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 51,601 Ч 1 2 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСКОМУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Харьковский институт радиоэлектроники,(54)(57) СПОСОБ ВРЕМЕННОИ СИНХРОНИ,ЗАЦИИ СЕЙСМОРАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ поавт.св.1035547, о т л ич а ю "щ и й с я тем, что,с целью уменьшения капитальных затрат на проведе:ние сейсморазведочных работ, перед.4 ормированием периодических последо;вательностей меток времени сравнивают по длительности ситпалы с иден,.80113 419 А;тичных стадий деления по частоте опор. ных колебаний,. генерируемых на веду-, щей и ведомой сейсмических станциях, и на ведомой сейсмической станции результат сравнения преобразуют в управляющие сигналы, при помощи которых корректируют процесс деления опорных колебаний по частоте, при этом на.ведомой сейсмической станции генерируют опорные колебания с частотой, превышающей частоту опорных колебаний, генерируемых на ведущей сей. смической станции, на величину, находящуюся в пределах от величины час, тотной нестабильности опорного коле- бания за нормативный срок эксплуата- В ции до величины относительной ширины энергетического спектра кодового сигнала разрешения на использование очередной метки времени.1 О Известный способ обеспечивает требуемую надежность синхронизации работы нескольких сейсмических станций, однако в процессе эксплу атации" оборудования, при помощи которого реализуетсяизвестный способ, ухудшается точность синхронизации моментов запуска исполнительных механизмов сейсмических станций за 5 О счет временного дрейфа параметров аппаратуры. Основным источником нарушения синхронности Формируемых на различных сейсмических станциях последовательностей меток времени 55 язляется временной дрейф частот опорных генераторов, который за нормативный срок эксплуатации составляет веИзобретение относится к сейсмичес.кой разведке, в частности к способам временной синхронизации сейсморазведочных работ, и предназначено для использования на сейсмических станциях, расположенных на больших расстояниях друг от друга, а также при проведении подземной сейсморазведки.По основному авт.св, У 1035517 известен способсогласно которому на каждой сейсмйческой станции формируют периодичесКую последовательность меток времени, синхронных с мет ками времени других сейсмических станций, путем преобразования сигна л 1., нолучехшого в результате многог,:;.лго синхронного деления частоты опорного колебания, На ведущей сейс. :есной станции Формируют сигнал разрешения на использование очередной 2 О метки временц для включения исполнительного механизма сейсмической станции. оормируют сигнал разрешения путем кодирования сигналов с промежутоивж стадцй деления с частотами 25 . Пнтньми частоте повторения меток 1:рсменн. Между сейсмичсскими станция тном осуществляют передачу сигнала разрешения на использование очередной метки времени. На ведомой сейсми - ческой станции из поступающих сигналов выделяют закодированный сигнал раэ- решения на использование очередной метки времени путем синхронной селекции поступающих сигналов по часто-З 5 те перед петектированием и селекции по местоположенио во времени и их длительности после детектирования в соответствии с частотными и временными характеристиками сигналов с ана-О логичных стадий деления Я . Еь 19 Лличину порядка 10"ь - 10 , что существенно превосходит допустимую величину расстровк опорных колебаний "генерируемых на различных станциях;8по частоте, равную "1 д, Поэтому., чтобы обеспечить требуемую синхронность включения исполнительных механизмов различных сейсмических станций необходимо проводить дополнительные работы для обеспечения требуемой синхронности Формируемых периодических последовательностей меток времени в течение всего .нормативного срока эксплуатации, т.е,осуществлятв юстировку аппаратуры при помощи которой реализуется извест.ный способ. Пз проведение же периоди ческих юстировок аппаратуры в полевых условиях требуются дополнительные капитальные затраты на приобретение ,дорогостоящего измерительного оборудования с высокой степенью точности, а также на привлечение персонала, имеющего высокую проФессиональную подготовку в обла.сти электронной измерительной техники и метрологии.Цель изобретения - уменьшение капитальных затрат на проведение сейсморазведочных работ.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу временной синхронизации сейсморазведочных работ на каждой сейсмической станции Формируют периодическую последовательность меток времени, синхронных с метками времени других сейсмических станций, путем преобразования сигнала, полученного в результате многократного синхронного деления частоты опорного колебания, осуществляют между сейсмическими станциями передачу сигнала разрешения на исполь.зование очередной .метки времени для включения исполнительного механизма сейсмической станции, на ведущей станции Формируют сигнал разрешения на использование очередной метки времени путем кодирования сигналов с промежуточньи станций деления с частотами, кратными частоте повторения меток времени, затем на ведомой станции из поступающих сигналов выделя 1ют закодированный сигнал разрешения на испольэовапие очередной метки времени путем синхронной селекции поступающих сигналов по частоте перед детектированием и селекции по местоположению во времени и их длительностьпосле детектирования в соответствии с частотами и временными характеристи ками сигналов с аналогичных стадий деления, перед формированием периодических последовательностей меток вре мени сравнивают по длительности сигна лы с идентичных стадий деления по частоте опорных колебаний, генерируемых на ведущей и ведомой сейсмических станциях, и на ведомой сейсми О ческой станции результат сравнения преобразуют в управляющие сигналы, при помощи которых корректируют процесс деления опорных колебаний по частоте, при этом на ведомой сейсмической станции генерируют опорные колебания с частотой, превышающей частоту опорных колебаний, генерируемых на ведущей сейсмической станции, на величину, находящуюся в пре- щ делах от величины частотной нестабильности опорного колебания,за нормативный срок эксплуатации до величины относительной ширины энергетическоГо спектра кодового сигнала раз 25 решения на использование очередной метки времени.В соответствии с предложенным способом синхронизации сейсморазведочных работ обеспечивается формирова ние на сейсмических станциях, отстоящих друг от друга, синхронных последовательностей меток времени из опорных колебаний, отличающихся друг от друга по частоте на протяжении всего срока эксплуатации аппаратуры, на которой реализуется предлагаемый способ. При этом в процессе проведения сейсмической разведки осуществляется слежение за нестабильнос тью частоты опорного колебания и соответствующая коррекция процесса формирования.периодической последовательности меток времени без применения дорогостоящего измерительного 45 оборудования. При этом исключаются затраты на оплату труда высококвалифицированного персонала, т,е.требуемая синхронность меток времени обеспечивается при уменьшении капи тальных затрат на проведение сейсморазведочных работ.На чертеже приведено устройство, предназначенное для реализации предлагаемого способа. 55Согласно предлагаемому способу осуществляют синхронизацию работы сейсмических станций, расположенных на больших расстояниях друг от друга.между которыми прокладка кабельныхлиний связи затруднительна или физически невозможна. Каждую сейсмическую станцию снабжают аппаратуройдля формирования меток времени: блоками хранения меток времени, Передначалом работы блоки храненич метоквремени доставляют в одно место дляих синхронизации. Осуществив синхронное включение блоков хранения меток времени, срав" нивают по длительности сигналы с идентичных стадий деления по частоте опорных колебаний, генерируемых блоками хранения меток времени ведущей и ведомой сейсмических станций. Результаты сравнения преобразуют в информационные электрические сигналы, запоминают их и хранят в блоке хранения меток времени ведомой сейсмической станции, После синхронизации блока хранения меток времени размещают на рабочих местах, На каждой сейсмической станции формируют периодическую последовательность меток времени.Для этого генерируют опорные колебания заданной частоты. Причем частота опорных колебаний, генерируемых на ведомой сейсмической станции превышает частоту опорных колебаний, гейерируемых на ведущей сейсмической, станции на величину, находящуюся в пределах от величины частотной нестабильности опорного колебания за нормативный срок эксплуатации до величины относительной ширины энергети- ческого спектра кодового сигнала разрешения на использование. очередной метки времени. Опорные колебания многократно делят по частоте. На ведомой сейсмической станции из информационных сигналов, хранимых в памяти, формируют управляющие сигналы, при помощи которых корректируют процесс деления опорных колебаний. При этом обеспечивается равенство периодов повторения и синхронность меток времени на. ведущей и ве" домой сейсмических станциях. Между сейсмическими станциями осуществляют переДачу сигнала разрешения на использование очередной метки времени для включения исполнительного механизма. Сигнал разрешения формируют на ведущей сейсмической станции. Для этого кодируют сигналы с промежуточ б 1137419 6ных стадий деления с частотами,кратными частоте повторения метоквремени Полученный кодовый сигналпередают по каналу радиосвязи на ведомую станцию и через дешифратор на 5исполнительный механизм ведущей станции. На ведомой станции осуществля"ют синхронный прием поступающих сигпалов чтобы из всей массы поступаю"Э10щих сигналов выделить закодированныисигнал разретпения на использованиеочередной метки времени. Вначалеобеспечивают синхронную селекцию поступающих сигналов в соответствии счастотой сигнала, получаемого на 1аналогичной стадии деления, что исигнал, используемый в качестве несущего, После детектирования выделенных сигналов осуществляют их се"лекцию по местоположению во времени 20и пх длптельностп в соответствиис временными характеристиками сигна"лов, получаемых на тех же стадияхделения что и сигналы из которыхФормируют огибающую кодового сигнала 25Выделенные сигналы расшифровываюти подают на исполнительный механизмведомой станции.Реализация предлагаемого способаосуществлялась на сейсмических стан" 30циях при проведении подземной сейсморазведки, выполняемой по схемедневная поверхность - выработка,когда источник сейсмических колебаний устанавливается на дйевной по"верхности, а сейсмоприемники - вподземных горных выработках шахтыили рудника. В качестве ведущей сейсмической станции использоваласьстанция, на которой установлен сейсмоприемник, а в качестве ведомойсейсмической станции - станция, накоторой установлен генератор сейсмических колебаний, Каждая сейсмичес",кая станция снабжалась аппаратурой 45для формирования меток времени;блоками хранения меток времени.Блок 1 хранения меток времени ведущей сейсмической станции содержалгенератор 2 опорных колебаний, де:литель 3 частоты, Формирователь 4меток времени, коммутатор 5 и схему6 синхронизации. Делитель 3 частотывыполняется на двоичных счетчиках.В качестве коммутатора 5 использовалась схема совпадений. Блок 7 хранения меток времени ведомой сейсми"ческой станции содержал генератор 8 опорных колебаний, элемент И 9, делитель 10 частоты, выполненный надвоичных счетчиках, Формирователь11 меток времени, коммутатор 12,выполненный в виде схемы совпадений, схему 13 синхронизации и схему14 юстиЭовки. Перед началом работыблоки 1 и 7.доставлялись в одно местодля их синхронизации, Соединив блоки 1 и 7 друг с, другом по цепи синхронизации, осуществляют запусксхемы 6 синхронизации блока 1,Первым импульсом, вырабатываемымсхемой 6, синхронизировались целители 3 и 10 частоты и переводиласьв режим измерения схема 14 юстировки, После окончания первого импульса синхронизации делителями 3 и 10частоты осуществлялось синхронноеделение опорных колебаний по частоте. Генератором 2 генерировалисьопорные колебания с частотой12000006, 1 Гц, а генератором 8 -опорные. колебания с частотой12000042, 1 Гц, Относительная рас .стройка генераторов 2 и 8 по частоте составляла величину 310 , чтопревышает величину временного дрейФа частоты генератора 2 и 8, равную(1-2)ф 10 и меньше величины относи"тельной ширины энергетического спект"ра кодового сигнала, равной 510 ;Поскольку генераторами 2 и 8 генерировались опорные колебания различноичастоты, а делители 3 и 10 началиработу синхронно, то первым появился сигнал на промежуточном выходе 1делителя 10, а на идентичном емупромежуточном выходе 15 делителя 3сигнал отсутствовал. Длительность пЕриода повторения сигналов на промежу.точных выходах 15 делителей 3 и 10частоты равнялась 26 с. Сигнал спромежуточного выхода 15 делителя10 частоты на первый вход схемы 14юстировки, на второй вход которойчерез 13 с подавался сигнал с промекуточного выхода 15 делителя 3 частоты. Таким образом, длительность перйрда сличения составляла 13 с. Сигнал с промежуточного выхода 15 дели.теля 3 частоты также подавался навход схемы 6 .синхронизации, послечего схемой 6 вырабатывался импульс,при помощи которого осуществлялсязапуск схемы 13 синхронизации блока7 хранения меток времени ведомойсейсмической станции, Схемой 13 вырабатывался импульс, при помощикоторого схема 14 юстировки переводилась из режима измерения в рабочийрежим и осуществлялась повторная син.хронизация делителей .3 и 10 частоты. После этого блоки 1 и 7 храненияметок времени развозились по рабочимместам. На ведущей сейсмическойстанции опорные колебания, вырабатываемые высокостабильным генерато Ором 2, делились многократно по частоте при помощи делителя 3 частоты.Сигнал, полученный в результате деления, преобразовывался в периодическую последовательность меток вре 15мени с периодом, равным 210 с, припомощи формирователя 4 меток времени. Полученные метки времени подавались на коммутатор,5. Для формиро-,вания кодового сигнала разрешения 20на использование очередной меткивремени использовались простейшийспособ кодирования команд - числоимпульсный код, и простейший способмодуляции - амплитудная манипуляция. 25При этом кодировались сигналы спромежуточной стадией деления с частотами, кратными частоте повторенияметок времени. При помощи формирователя 16 огибающей кодовых сигналов, ЗОна входы которого подавались сигналы с дополнительньм выходов 17-20:делителя 3, формировали огибающуюкодового сигнала. Последовательностьимпульсов с длительностью импульсныхпосылок, равной 13 с; с выхода формирователя 16 подавались на модулятор 21 и через дешифратор 22 на коммутатор 5 исполнительного механизмаведущей сейсмической станции. При 4 Опомощи модулятора 21 огибающая кодового сигнала разрешения заполня=лась видеоимпульсами, поступающимис дополнительного выхода 23 делителя 3. Промодулированный сигнал с 45частотой, равной 19,6 Гц подавалсяна передающую антенну 24,На ведомой сейсмической станциитакже формировалась периодическаяпоследовательность меток времени, пе риод повторения которых совпадалс периодом повторения меток времени, формируемых на ведущей сейсмической станции, с точностью.+ бф 10Для этого на один вход элемента 9 И 55подавался сигнал от схемы 14 юстировки, а на его второй входсигнал с генератора 8. При этом период повторения сигналов на тактирующем выходе и полупериод повторениясигналов на дополнительном выходе 15 делителя 10 увеличивались на величину измеренной разности между полупериодами повторения сигналов напромежуточных вьмодах 15 делителей3 и 10 блоков 1 и 7 храненич метоквремени. Одновременно с этим из всеймассы поступивших сигналов в приемном устройстве 25 ведомой сейсмической станции выделяется кодовый сигнал разрешения на использование очередной метки времени. При помощи синхронных фильтров 26, управляемьмимпульсным напряжением с дополнительного выхода 27 делителя 10 с частотой, кратной частоте неСущего колебания 19,6 Гц, осуществлялся синхронный прием поступающих сигналов.Затем сигналы детектировались детектором 28 и подавались на коммутатор 29, при помощи которого осуществлялась селекция импульсных сигналов по длительности и местоположению во времени в соответствии с временными характеристиками сигналов с дополнительных вьмодов 17-20 делителя 10.; Выделенный в результате селекции сигнал через дешифратор 30 подавался на коммутатор 12 исполнительногомеханизма блока 7 хранения меток врй"мени ведомой сейсмической станции . При этом погрешность взаимной синхронизации сейсиоразведочных станций не . превышала величины 0,3 - 0,5 мс. Основным преимуществом.предлагаемого способа по сравнению с базовым(в качестве базового объекта принимается методика осуществления синхронизации сейсморазведочных работ, раэ" работанная в Харьковском институте радиоэлектроники и Украинском филиале Всесоюзного научно-исследовательского института горной геомеханики и маркшейдерского дела) является то, что он позволяет обеспечить заданную точность синхронизации сейсморазведочных работ при условии использования сравнительно низкокачественной аппаратуры, При этом исключается необходимость введения в комплект сейсморазведочного оборудования дорогостоящей измерительной .аппаратуры для юстировки блоков хранения меток времени..Колб Редак Корректор М.Леонтюк Подписное ак филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная Ожидаемый экономический эффект засчет снижения капитальных затрат напроведение сейсморазведочных работ 0518/34 Тираж 74 ВНИИПИ Государст по делам изрб 113035, Москва; Ж составит 4,5-6 тыс.руб, на 1 комплектаппаратуры, реализующей предлагаемый способ,нного комитета СССРтений и открытийРаушская наб., д. 4