[发明专利]一种应用于海洋物探获取发射水鸟声信号直达时间的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于海洋物探获取发射水鸟声信号直达时间的方法，属于海洋地震拖缆系统中的多缆声学网络定位领域。

背景技术

水下多缆定位技术是海上地震勘探技术中的一项关键技术。精确的拖缆定位可以保证较高的三维地震成像精度，为后续开发方案的制定提供可靠的依据。但由于在海上地震数据采集时，拖缆长度达到数千米，受海流影响，其位置时时都在变化，且拖缆布放的深度较浅，声传播过程中海面反射声的影响明显。

现有技术对海上石油勘探中的水下多缆定位原理、特点及关键技术进行了分析，并建立了海上地震勘探多缆定位模型，但对于如何有效抗多途干扰和实时数据获取方面较少涉及；

长基线水声定位技术要求精确获取每个接收水鸟和发射水鸟的相对距离，而由于每条拖缆上间隔布放发射水鸟和接收水鸟，在拖缆的数目多、长度长的情况下，水鸟的数目庞大，且拖缆布放的深度较浅，声传播过程中海面反射声的影响明显，这就导致当发射水鸟同时工作时，每个接收水鸟都会接收到一长串具有数个峰值的脉冲信号，无法从这一长串脉冲信号中准确提取需要的直达峰值，导致无法准确的确定接收水鸟相对发射水鸟的位置，无法获取发射水鸟声信号直达时间的方法。

发明内容

本发明解决的技术问题为：克服现有水下多缆声学网络定位系统抗多途干扰效果差且定位精度不高的缺点，采用一种新的多频实时数据获取方式来提高声学网络定位系统的抗多途干扰效果，提高拖缆系统的工作效率，缩短定位解算的时间。

本发明解决的技术方案为：一种应用于海洋物探获取发射水鸟声信号直达时间的方法，步骤如下

所述确定海上拖缆系统的组网方式阶段步骤如下：

(1)发射水鸟发射声信号，同一条拖缆上的发射水鸟设置相同的发射频率，不同拖缆上的发射水鸟设置不同的声信号发射频率；

(2)在接收到指令后，某个接收水鸟收到的某发射频率的发射水鸟发射的直接到达该接收水鸟的直达信号和经海面反射到达该接收水鸟的多途信号；

(3)判断步骤(2)该接收水鸟收到的该发射频率的发射水鸟发射的直接到达该接收水鸟的直达信号和经海面反射到达该接收水鸟的多途信号能否在时域上分开；若能够在时域上分开，进行步骤(4)；若在时域上分不开即产生重叠，进行步骤(5)；

所述抗多途干扰阶段步骤如下：

(4)获取步骤(3)该接收水鸟接收到的该发射水鸟发射的声信号的直达时间t_i；

(5)采用抗多途干扰方法，获取步骤(3)该接收水鸟接收到的该发射水鸟发射的声信号的直达时间t_i；

所述步骤(2)中在接收到指令后，得到某个接收水鸟收到的某发射频率的发射水鸟发射的直接到达该接收水鸟的直达信号和经海面反射到达该接收水鸟的多途信号，步骤如下：

在接收到指令后，将每根拖缆分成N阶，每阶拖缆的第一个水鸟为发射水鸟，每阶其余水鸟为接收水鸟；对某一阶拖缆进行定位时，除这一阶的发射水鸟、接收水鸟开始工作外，拖缆的其它阶所有发射水鸟和接收水鸟关闭，即所有拖缆的第一阶中的发射水鸟先发射声信号，所有拖缆的第一阶中的接收水鸟接收声信号，然后所有拖缆的第二阶中的发射水鸟再发射声信号，所有拖缆的第二阶中的接收水鸟接收声信号，以此类推，直至所有拖缆的第N个阶中的发射水鸟发射声信号，所有拖缆的第N阶中的接收水鸟接收声信号；将该接收水鸟收到的声信号脉冲以该发射水鸟发射的声信号的发射频率为中心频率，进行窄带滤波后再放大，得到该发射频率的时域脉冲信号，这些发射频率的时域脉冲信号包括该发射水鸟直接到达该接收水鸟的直达信号和发射水鸟未直接到达该接收水鸟的多途信号；遍历所有接收水鸟，得到每一阶拖缆上各个接收水鸟收到的各发射水鸟发射的时域脉冲信号。

所述步骤(3)判断步骤(2)各个接收水鸟收到的每个发射频率的发射水鸟发射的直接到达该接收水鸟的直达信号和经海面反射到达该接收水鸟的多途信号能否在时域上分开，步骤如下；