Устройство синхронизации сейсмических станций и источников возбуждения

 

-Изобретение относится к сейсморазведке и предназначено для обеспеченля совместной синхронной работы сейсмических станций и источников возбуждения сейсмических колебаний. Цель - повьппение надежности и канальности системы. Использование в качестве блока посьшки кодового сигнала ЦЗУ позволяет иметь набор кодовых сигналов для управления в разньк режимах работы всей группы, которые задаются с помощью блока задающих переключателей. Введение формирователя управляющих сигналов обеспечивает в зависимости от состояния дешифратора готовности, таймера и блока задающих переключателей выработку различных управляющих импульсов и потенциалов, .необходимых в каждый момент времени для управления работой отдельных блоков. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

15ц 4 G 01 V 1/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4315925/24-25 (22) 31 ° 08.87 .(46) 30.03.89. Бюл. Р t 2 (71) Нижне-Волжский научно-исследовательский институт геологии и геофизики и Специальное конструкторское бюро сейсмического приборостроения (72) И.Т.Абдулвалиев, А.В.Игнатюк

И.М.Кузнецов, И.Г.Пимштейн и П.А.Турлов (53) 550.83 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 8578956, кл. G 01 V 1/26, 1981.

Авторское свидетельство СССР

Р 1242878, кл. G 01 V 1/26, 1985. (54) УСТРОЙСТВО СИНХРОНИЗАЦИИ CEACиичвских стАнций и источников возБУЖДЕНИЯ (57) Изобретение относится к сейсмо.1

Изобретение относится к сейсморазведке и предназначено для обеспечения совместной синхронной работы нескольких сейсмических станций с общим источником (группой источников) возбуждения сейсмических колебаний.

Целью изобретения являЕтся повышение надежности и канальности системы.

На чертеже показана блок-схема устройства.

Устройство состоит из N + М аналогичных пунктов. В состав каждого пункта входит радиостанция 1, блок

2 определения знака, оперативное запоминающее устройство 3 (ОЗУ),пе„„Я0„„1469483 А1 разведке и предназначено для обеспечения совместной синхронной работы сейсмических станций и источников возбуждения сейсмических колебаний, Цель — повышение надежности и канальности системы. Использование в качестве блока посыпки кодового сигнала ПЗУ позволяет иметь набор кодовых сигналов для управления в разных режимах работы всей группы„ которые задаются с помощью блока задающих переключателей. Введение формирователя управляющих сигналов обеспечивает в зависимости от состояния дешифратора готовности, таймера и блока задающих переключателей выработку различных управляющих импульсов и потенциалов, .необходимых в каждый момент времени для управления рабо той отдельных блоков. 1 ил, 2 ремножитель 4 знаков, суммирующее устройство 5, компаратор 6, регистр

7 готовности, дешифратор 8 готовности .блок 9 посылки кодового сигнала, представляющий собой постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), таймер

10, блок 11 выбора кодового сигнала формирователь 12 управляющих сигналов, блок 13 задающих переключателей, Все сейсмостанции и источники возбуждения, участвующие в совместной работе, оснащаются одинаковыми управляемыми пунктами, одна из сейсмостанций выбирается в качестве ведущей, установкой блоков задающих переключателей в положение "командный" ее управляемый пункт преобразуется

1469483 в командный. На всех остальных пунктах блок задающих переключателей устанавливается н положение "управляемый".

Одновременно с помощью блока задающих переключателей устанавливается порядковый номер данного управляемого пункта в виде двоичного числа.

Суть работы системы заключается в следующем.

Ведущая сейсмостанция осуществляет обычный цикл операций, состоящий в управлении источником (или группой источников), возбуждении колебаний с 15 последующей регистрацией возникших сейсмических волн. Ведомые сейсмостанции при этом должны осуществлять регистрацию сейсмических сигналов синхронно с ведущей сейсмостанцией. 20

Дпя повышения надежности в системе предусмотрены две проверки готовности: предварительная и окончательная. Только если все элементы системы полностью готовы к работе, 25 происходит возбуждение сейсмических. колебаний с одновременной их регистрацией.

Устройство функционирует следующим образом. 30

Взаимодействие всех элементов системы происходит под управлением командного пункта. Формирователь управляющих сигналов 12 любого из пунктов имеет возможность работать в одном из двух режимов: "командный" и "управляемый", определяемых блоком задающих переключателей 13. Кро— ме того, на формирователь управляющих сигналов поступает информация о текущем времени с таймера 10, а также информация о готовности системы к тем или иным операциям с дешифратора готовности 8. При предварительной готовности к работе ведущей 45 сейсмической станции на командном пункте запускается таймер 10; В начальный момент времени под управлением формирователя управляющих сигналов 12 радиостанция 1 командного пункта устанавливается в режим передачи, а на ее информационный вход подается кодовое слово "готовность считываемое из блока посылки кодоФ

BoI o сигHGJIcL 1 1 ° TcLKHM o6pG3oM командного пункта в радиоэфир переII II дается кодовое слово готовность 1 после чего радиостанция 1 командного пункта переключается на прием.

На всех управляемых пунктах с помОщью формирователя управляющих сигналов 12 радиостанции 1 установлены в режим приема, а с выхода постоянного запоминающего устройства 9 на первый вход переключателя знаков 4 поступает кодовое слово "готовность

ll

1, используемое н качестве эталонного (опорного) сигнала в процессе корреляционной обработки, которая непрерывно ведется на всех управляемых пунктах в начальный период времени. При этом принимаемый радиостанцией 1 сигнал подвергается знаковому (однобитовому) кодированию в блоке определения знака 2, после чего в цифровом виде записывается в оперативное запоминающее устройство 3 (ОЗУ) .

Операция перемножения знаковых отсчетов производится в перемножителе знаков 4, а операция суммирования получаемыХ произведений — в суммирующем устр ойс тве 5. При этом на выходе суммирующего устройства 5 получают сигнал функции взаимной корреляции (ФВК) радиосигнала и эта-. лонного сигнала.

При отсутствии в радиоэфире кодового сигнала в оперативное запоминающее устройство 3 записывается, "эфирный" шумовой фон. При этом значение сигнала на выходе суммирующего устройства 5 мало и не превышает порогового значения, поступающего на KQMIIBpBTop 6 с блока задающих переключателей 13. Как только кодовый сигнал принят радиостанцией и записан в ОЗУ, значение корреляционной функции резко возрастает и должно превысить пороговый уровень компаратора. Пороговое значение выбирается заранее таким образом, чтобы оно заведомо пренышало уровень корреляционных шумов, но при этом и не было меньше реальных максимумов корреляционной функции, т. е. чтобы была обеспечена высокая надежность выделения кодовых слов. При соблюдении условия на выходе компаратора 6 формируется сигнал готовности, который поступает через регистр готовности 7 и дешифратор готовности 8 в формирователь управляющих сигналов 12.

Последний при этом переключает радиостанцию 1 на передачу и одновременно запускает таймер 10. Формирователь управляющих сигналов 12, учи1469483 6

55 тывая значение текущего времени, поступающего с таймера, порядковый номер данного управляемого пункта, заданный блоком переключателей 13, а также предварительную готовность данной сейсмической станции или источника возбуждения формирует сигнал разрешения передачи кодового сигнала.

Каждым управляемым пунктом такой сигнал вырабатывается в жестко обусловленное время, которое зависит от порядкового номера данного управляемого пункта. Сигналы размещения

1 передачи кодовых сигналов всех управляемых пунктов формируются последовательно, при этом не допускается их перекрытие во времени. Блок выбора 11 кодового сигнала в заданном по сигналу разрешения временном окне устанавливает на входе постоянного запоминающего устройства 9 адрес кодового сигнала, соответствующего номеру данного управляемого пункта. С выхода постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) кодовое слово поступает на информационный вход радиостанции 1 и передается в радиоэфир.

Длительность передачи одного кодового сигнала д7 не превышает 2030 мс. Передача совокупности сигналов со всех управляемьгх пунктов периодически повторяется в течение заданного контрольного времени. Длительность периода повторения передачи равна (N + М вЂ” 1) 47 мс, а длительность контрольного времени может составлять от одной до четырех секунд.

На командном пункте радиостанция

1 работает в это время в режиме приема, формирователь управляющих сигналов 12 командного пункта совместно с таймером 10 вырабатывает серию иэ .N + М вЂ” 1 (по числу управляемых пунктов) следующих друг за другом сигналов разрешения, которые поступают на вход блока выбора кодового сигнала 11. Последний в свою очередь подает на вход ПЗУ 9 ряд адресных значений. При этом на выходе ПЗУ формируется последовательность кодовых слов, соответствующих номерам управляемых пунктов. Кодовые слова по очереди поступают на первый вход перемножителя 4, где используются в качестве эталонных сигналов при корреляционной обработке. Радиосиг5

30 нал с выхода радиостанции 1 преобразуется в однобитовый цифровой сигнал блоком определения знака 2, после чего записывается в оперативное запоминающее устройство 3, с выхода которого подается на второй вход перемножителя 4. Получаемые произведения с выхода перемножителя поступают в суммирующее устройство 5.

На выходе последнего формируются значения корреляционной функции.

Процесс определения предварительной готовности всей системы к работе осуществляется следующим образом.

В случае предварительной готовности к работе данной ведомой сейсмостанции или источника возбуждения радиостанцией соответствующего управляемого пункта в радиоэфир передается кодовое слово, соответствующее номеру данного пункта. Радиосигнал излучается каждым управляемым пунктом в строго отведенное время в порядке нарастания присвоенных им порядковых номеров. Учитывая то, что возможна ситуация, когда не все источники возбуждения и сейсмостанции сразу окажутся в состоянии предварительной готовности, предусмотрено периодичес-. кое повторение передачи кодовых слов управляемыми пунктами в течение контрольного промежутка времени.

Командный пункт осуществляет прием периодически следующих последовательностей кодовьгх слов и их корреляционную обработку. Каждое принятое ко,довое слово приводит к появлению на выходе компаратора 6 сигнача готовности данного управляемого пункта, который под управлением формирователя управляющих сигналов 12 заносится в соответствующий разряд регистра готовности 7. Если приняты кодовые слова от всех управляемых пунктов, с дешифратора готовности 8 сигнал предварительной готовности всей системы подается на вход формирователя управляющих сигналов 12.

По истечении контрольного времени радиостанции всех управляемых пунктов переключаются на прием, а радиостанция командного — на ередачу.

Если сигнал с дешифратора 8 свидетельствует о предварительной готовности системы, командным пунктом в радиоэфир передается кодовое словс

"готовность 2". Если же согласно

1469483 информации, поступающей с дешифратора 8, система не готова к работе, радиостанция командного пункта передает кодовое слово "отбой".

Режим готовность 2 предусматIl ll

5 ривает анализ окончательной готовности сейсмических станций и источников возбуждения к совместной работе перед пуском системы. 10

На управляемых пунктах из ПЗУ 9 на первый вход перемножителя подаются поочередно в качестве эталонных сигналов кодовые слова "готовность 2" и "отбой". Радиосигнал подвергается 15 корреляционной обработке и в зависимости от того, какое кодовое слово было передано в радиоэфир командным пунктом, в регистр готовности 7 записывается либо сигнал опроса окончательной готовности, либо сигнал отбоя, при этом дешифратор готовности

8 подает на формирователь управляющих сигналов 12 соответствующую информацию. 25

При приеме кодового слова отбой" все блоки управляемых пунктов устанавливаются в исходное состояние, ожидая повторной передачи с командного пункта кодового слова "готов- З0 ность 1". В случае приема кодового слова "готовность 2" формирователи управляющих сигналов 12 всех управляемых пунктов переключают радиостанции 1 на передачу. При достижении соответствующей сейсмической станцией или источником возбуждения состояния окончательной готовности к регистрации или возбуждению сейсмических колебаний формирователь 40 управляющих сигналов 12. данного управляемого пункта совместно с тай,мером 10 начинает формировать сигнал разрешения передачи кодового слова.

Далее все происходит аналогично описанному процессу определения предварительной готовности: в течение контрольного промежутка времени каждый управляемый пункт периодически передает в радиоэфир .кодовое слово, соответствующее его порядковому номеру.

Командный пункт осуществляет прием совокупности кодовых слов, передаваемых управляемыми пунктами,. и ведет корреляционную обработку. По истечении контрольного времени на командном пункте радиостанция переключается на передачу, а радиостанции управляемых пунктов — на прием. При неготовности системы, определяемой дешифратором 8, командный пункт передает в эфир кодовое слово "отбой" °

Если управляемые и командные пункты окончательно готовы к совместной работе, в эфир передается кодовое слово чкомандная отметка момента

Во втором случае, выделив кодовое слово, управляемые пункты подают команду источникам — на возбуждение сейсмических колебаний, а сейсмическим станциям — на регистрацию.

Далее возможны несколько вариантов работы системы в зависимости от типа применяемых источников возбуждения. Если применяются вибрационные или невзрывные импульсные источники, то радиостанции всех пунктов переключаются на прием. После возбуждения сейсмических колебаний и их регистрации система управляемых и командного пунктов возвращается в исходное состояние и готова для следующего цикла работ.

Если используются невзрывные кодоимпульсные источники, то после передачи и приема кодового слова

"командная отметка момента, радиостанция командного пункта переключается на прием, а радиостанция одного из управляемых пунктов, установленных на источниках возбуждения (выбор данного пункта осуществляется заранее с помощью блока задающих переключателей 13)., переключается на передачу. При каждом возбуждении радиостанция данного пункта передает в эфир кодовое слово "отметка момента", которое выделяется командным и управляемым пунктами, установленными в сейсмостанциях, и пересылается блоками анализа состояния системы в сейсмостанции для регистрации на одном из вспомогательных каналов.

По окончании цикла кодоимпульсных возбуждений и регистрации совокупности сейсмических колебаний в"e радиостанции переключаются на прием и система возвращается в исходное состояние, При использовании взрывных источников возбуждения после приема кодового слова "командная отметка момента". радиостанция командного пункта переключается на прием, а радиостанция выбранного управляемого пунк" та, установленного на источнике

1О

14б9483

Формула изобретения д с с или исгпоинику

Составитель Д.Заргарян

Техред М.Дидык

Корректор М.йаронп

Редактор Н.Горват

Заказ 1358/53 Тираж 483 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Г»гарина,101 возбуждения, в момент взрыва передает в эфир кодовое слово "отметка момента", а затем в момент регистрации сейсмоприемником, расположенным рядом с устьем взрывной скважины, прямой сейсмической волны — кодовое слово вертикальное время". Командный и управляемые пункты сейсмо- станций выделяют первое и второе кодовые слова и пересылают их для регистрации сейсмостанциям. По завершении регистрации сейсмических колебаний все радиостанции переключаются на прием и система возвращает- 15 ся в исходное состояние.

Устройство синхронизации сейсмических станций и источников возбуждения, состоящее из командного и по крайней мере одного управляемого пунктов, соединенных радиоканалом, и содержащее на каждом пункте последо- 25 вательно соединенные блок посылки кодового сигнала, радиостанцию, блок определения знака, оперативное запоминающее устройство, перемножитель знаков и суммирующее устройство, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьш ення надежности и канальности системы, введены на каждом пункте последовательно соединенные компаратор, регистр готовности, дешифратор готовности, формирователь управляющих сигналов и блок выбора кодового сигнала, а также таймер и блок задающих переключателей, причем блок посылки кодового сигнала выполнен .в виде постоянного запоминающего устройства, вход которого соединен с выходом блока выбора кодового сигнала, выход суммирующего устройства подключен к компаратору, к второму и третьему входам формирователя управляющих сигналов подключены соответственно таймер и блок задающих переключателей, второй выход последнего подключен к второму входу компа" ратора, второй и третий выходы формирователя управляющих сигналов подключены к управляющему входу радиостанции и второму входу регистра готовности.