一种无人艇拖带震源的海上地震探测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种无人艇拖带震源的海上地震探测系统。所述探测系统中，中央控制主机与母船定位模块相连接；中央控制主机通过信号传输缆与地震电缆连接，地震电缆通过所述信号传输缆牵引于母船的船尾且信号传输缆以及地震电缆位于水中；信号传输缆与地震电缆之间设有导向舵，导向舵用于调整地震电缆的位置；地震电缆的末端设有艉标；无人艇内的动力控制装置、震源控制器以及无人艇定位模块分别与主机通过无线通信模块进行信息交互；震源控制器通过炮缆与水下震源连接；水下震源设于所述无人艇的艇尾。能够实时对震源与信号采集缆进行空间位置的相对调整，提高探测精度。

A Marine Seismic Detection System with Unmanned Vehicle Towing Source

The invention discloses an offshore seismic detection system with an unmanned ship towing seismic source. In the detection system, the central control main engine is connected with the positioning module of the mother ship; the central control main engine is connected with the seismic cable through the signal transmission cable, and the seismic cable is towed at the stern of the mother ship through the signal transmission cable, and the signal transmission cable and the seismic cable are located in the water; a steering rudder is arranged between the signal transmission cable and the seismic cable, and the steering rudder is used to adjust the position of the seismic cable. The terminal of the seismic cable is equipped with a stern mark; the power control device, the source controller and the positioning module of the unmanned ship in the unmanned ship communicate with the main engine through the wireless communication module; the source controller is connected with the underwater source through the gun cable; and the underwater source is located at the stern of the unmanned ship. It can adjust the spatial position of the source and the signal acquisition cable in real time, and improve the detection accuracy.

【技术实现步骤摘要】
一种无人艇拖带震源的海上地震探测系统
本专利技术涉及地球物理勘探
，特别是涉及一种无人艇拖带震源的海上地震探测系统。
技术介绍
常规海洋地震探测通常是将震源与信号采集缆固定在同一条船船尾并牵引于海水中，以震源激发地震波，通过信号采集缆接收经海底地层反射的地震声波信号，通过对所获取的数据进行计算、成图来分析并判断海底目标地层情况的一种方法。然而，常规海洋地震探测的方式受限于单船物理平台，不能实时有效地对震源与信号采集缆进行空间位置的相对调整，使接收的声学数据质量偏低，导致目标地层的探测分辨率低、成像清晰度低以及采集效率低的问题，；且只能通过增加船只的方式扩大探测范围，由于这种探测船只造价极高，这样大大增加了探测成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种无人艇拖带震源的海上地震探测系统，解决传统的海上地震探测方式震源与信号采集缆空间位置无法调整以及探测精度低的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种无人艇拖带震源的海上地震探测系统，包括：母船、无人艇以及无线通信模块；所述母船包括中央控制主机以及母船定位模块，所述中央控制主机与所述母船定位模块相连接；所述中央控制主机通过信号传输缆与地震电缆连接，所述地震电缆通过所述信号传输缆牵引于所述母船的船尾且所述信号传输缆以及所述地震电缆位于水中；所述信号传输缆与所述地震电缆之间设有导向舵，所述导向舵用于调整所述地震电缆的位置；所述地震电缆的末端设有艉标；所述无人艇内设有动力控制装置、震源控制器以及无人艇定位模块，所述动力控制装置、所述震源控制器以及所述无人艇定位模块分别与所述主机通过所述无线通信模块进行信息交互；所述震源控制器通过炮缆与水下震源连接；所述水下震源设于所述无人艇的艇尾。可选的，所述地震电缆包括一个或多个；一个或多个所述地震电缆由一艘所述母船牵引；所述地震电缆与所述母船的近船端保持平齐。可选的，当所述地震电缆包括多个时，相邻的两条所述地震电缆之间的间距相等。可选的，多条所述地震电缆通过改变导向舵的角度组成任意纵向比的地震电缆阵列。可选的，所述无人艇包括一艘或多艘；一艘或多艘所述无人艇对应一条所述母船；当所述无人艇的数量为一艘时，所述无人艇与所述母船并行；当所述无人艇的数量为多艘时，多艘所述无人艇均匀分布在所述母船的船头与船尾。可选的，所述水下震源包括一个或多个；一个或多个所述水下震源由一艘所述无人艇拖曳。可选的，当所述水下震源具有多个时，多个所述水下震源同时激发或选择随机延时激发方式激发。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：一种无人艇拖带震源的海上地震探测系统，由可控动力的无人艇拖曳水下震源，母船拖曳地震电缆，利用可控动力无人艇与母船使水下震源与地震电缆阵列进行物理平台分离，通过母船定位模块以及无人艇定位模块控制母船与无人艇之间的空间位置，实时有效地对水下震源与地震电缆进行空间位置的相对调整，实现大范围探测，提高探测精度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术所提供的一艘无人艇拖曳一个水下震源的海上地震探测系统结构图；图2为本专利技术所提供的两艘无人艇分别拖曳一个水下震源的海上地震探测系统结构图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种无人艇拖带震源的海上地震探测系统，能够对震源与信号采集缆进行空间位置的相对调整，提高探测精度。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1为本专利技术所提供的一艘无人艇拖曳一个水下震源的海上地震探测系统结构图，如图1所示，一种无人艇拖带震源的海上地震探测系统，包括：母船、无人艇以及无线通信模块；所述母船包括中央控制主机以及母船定位模块，所述中央控制主机与所述母船定位模块相连接；所述中央控制主机通过信号传输缆与地震电缆连接，所述地震电缆通过所述信号传输缆牵引于所述母船的船尾且所述信号传输缆以及所述地震电缆位于水中；所述信号传输缆与所述地震电缆之间设有导向舵，所述导向舵用于调整所述地震电缆的位置；所述地震电缆的末端设有艉标；所述无人艇内设有动力控制装置、震源控制器以及无人艇定位模块，所述动力控制装置、所述震源控制器以及所述无人艇定位模块分别与所述主机通过所述无线通信模块进行信息交互；所述震源控制器通过炮缆与水下震源连接；所述水下震源设于所述无人艇的艇尾。一个中央控制主机位于母船实验室内，多条地震电缆组合成地震电缆阵列，母船通过信号传输缆牵引地震电缆阵列于母船船尾的水中，中央控制主机通过信号传输缆与地震电缆阵列连接并生成地震电缆阵列的采集参数，中央控制主机通过信号传输缆发送采集指令至地震电缆阵列，地震电缆阵列接收经地层反射的地震声波信号并转换成数字信号，所述的地震电缆阵列通过信号传输缆将数字信号传输至中央控制主机，中央控制主机实时存储采集数据和监控地震电缆采集数据的质量，多条地震电缆可通过改变导向舵的角度达到调整地震电缆的间距，并形成不同横纵比的地震电缆阵列。中央控制主机通过无线通信模块与震源控制器、动力控制装置建立实时通信，震源控制器位于无人艇防水密封舱内，震源控制器通过炮缆与水下震源连接，水下震源通过炮缆拖曳于无人艇艇尾的水中，中央控制主机生成震源控制器的控制参数，中央控制主机通过无线通信模块发送水下震源的控制指令至震源控制器并监控激发状态；其中，所述控制参数包括震源控制器的炮点的触发时间间隔及时间间隔、被激发炮点的能量以及触发方式等，所述采集参数包括无人艇艇尾的信号采集缆的信号采样率、信号增益以及采样延时时间等。无人艇的动力控制装置位于无人艇防水密封舱内，中央控制主机通过多道地震软件监控窗口实时监控采集波形的质量，通过将采集波形的地震声波能量幅值、时间、噪声、声衰减、波形的形态等数据与理论波形进行对比分析，同时结合母船与无人艇的GPS定位信号、母船的航向及航速、无人艇航向及航速、导向舵的角度以此调整母船与无人艇之间的间距和地震电缆之间的间距。中央控制主机通过无线通信模块发送航行指令至动力控制装置来实时控制无人艇的航速、航向，同时实时监控无人艇的航行轨迹，并根据无线通信模块反馈的无人艇定位信号来对无人艇航速、航向进行精准的调整，也可通过调整母船与无人艇之间的间距，达到改变信号采集系统偏移距的目的。中央控制主机与震源控制器均包含时间服务器，因此中央控制主机与震源控制器具有相同的时间系统。震源控制器根据控制参数，进行固定的时间间隔(例如1次/秒)放炮激发，并记录每一炮的精确时刻。中央控制主机与地震电缆以固定的采样率(例如8kHz)连续接收并记录地震信号。多震源交替激发采集图2为本专利技术所提供的两艘无人艇分别拖曳一个水下震源的海上地震探测系统结构图，如图2所示，一个中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人艇拖带震源的海上地震探测系统，其特征在于，包括：母船、无人艇以及无线通信模块；所述母船包括中央控制主机以及母船定位模块，所述中央控制主机与所述母船定位模块相连接；所述中央控制主机通过信号传输缆与地震电缆连接，所述地震电缆通过所述信号传输缆牵引于所述母船的船尾且所述信号传输缆以及所述地震电缆位于水中；所述信号传输缆与所述地震电缆之间设有导向舵，所述导向舵用于调整所述地震电缆的位置；所述地震电缆的末端设有艉标；所述无人艇内设有动力控制装置、震源控制器以及无人艇定位模块，所述动力控制装置、所述震源控制器以及所述无人艇定位模块分别与所述主机通过所述无线通信模块进行信息交互；所述震源控制器通过炮缆与水下震源连接；所述水下震源设于所述无人艇的艇尾。

【技术特征摘要】
1.一种无人艇拖带震源的海上地震探测系统，其特征在于，包括：母船、无人艇以及无线通信模块；所述母船包括中央控制主机以及母船定位模块，所述中央控制主机与所述母船定位模块相连接；所述中央控制主机通过信号传输缆与地震电缆连接，所述地震电缆通过所述信号传输缆牵引于所述母船的船尾且所述信号传输缆以及所述地震电缆位于水中；所述信号传输缆与所述地震电缆之间设有导向舵，所述导向舵用于调整所述地震电缆的位置；所述地震电缆的末端设有艉标；所述无人艇内设有动力控制装置、震源控制器以及无人艇定位模块，所述动力控制装置、所述震源控制器以及所述无人艇定位模块分别与所述主机通过所述无线通信模块进行信息交互；所述震源控制器通过炮缆与水下震源连接；所述水下震源设于所述无人艇的艇尾。2.根据权利要求1所述的海上地震探测系统，其特征在于，所述地震电缆包括一个或多个；一个或多个所述地震电缆由一艘所述母船牵引；...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴彦良，黄逸凡，张连成，刘保华，闫克平，连艳红，
申请(专利权)人：国家海洋局第一海洋研究所，国家深海基地管理中心，
类型：发明
国别省市：山东,37