專利名稱：估計(jì)沿拖曳的聲學(xué)線天線布置的節(jié)點(diǎn)之間節(jié)點(diǎn)間距離的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域是地球物理數(shù)據(jù)的采集。本發(fā)明處理用于研究海床和其沉積層屬性所需的設(shè)備。更具體地說(shuō)，本發(fā)明關(guān)于一種用于估計(jì)沿拖曳的聲學(xué)線天線布置的聲學(xué)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)間距離的技術(shù)。本發(fā)明尤其可應(yīng)用于使用地震方法的石油勘探工程(海洋石油勘探)，但是本發(fā)明對(duì)于需要在海洋環(huán)境中執(zhí)行地球物理數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的任何其他領(lǐng)域也是所關(guān)注的。
背景技術(shù)：
更特別地在下文中，將試圖描述存在于石油勘探工程的地震數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域中的問(wèn)題。當(dāng)然，本發(fā)明不限于這介特定的應(yīng)用領(lǐng)域，而是其對(duì)于任何需要解決密切相關(guān)或相似爭(zhēng)端和問(wèn)題的技術(shù)都是所關(guān)注的。在現(xiàn)場(chǎng)采集地震數(shù)據(jù)的操作傳統(tǒng)上使用傳感器網(wǎng)絡(luò)(就在海洋環(huán)境中采集數(shù)據(jù)而言，以下指定為“水聽器”)。水聽器沿著電纜布置，以便形成聲學(xué)線天線，通常稱為“拖纜”或“地震拖纜”。如圖1所示,地震拖纜20a到20e的網(wǎng)絡(luò)由地震勘探船21拖曳。水聽器在圖2中用16標(biāo)記，圖2詳細(xì)描述了圖1中用C標(biāo)記的模塊(即，標(biāo)記為20a的拖纜的一部分)。地震方法基于對(duì)反射地震波的分析。因此，為了在海洋環(huán)境中收集地球物理數(shù)據(jù)，激活一個(gè)或多個(gè)水下震源，以傳播全向地震波列。由震源產(chǎn)生的壓力波穿過(guò)水柱并且聲穿透海床的不同層。之后，由沿地震拖纜長(zhǎng)度布置的水聽器來(lái)檢測(cè)部分反射地震波(即，聲信號(hào))。處理這些聲信號(hào)，并且采用遙測(cè)技術(shù)將這些聲信號(hào)從地震拖纜重新發(fā)送到位于地震勘深船的操作員站，在此執(zhí)行原始數(shù)據(jù)的處理。在這方面一個(gè)眾所周知的問(wèn)題是地震拖纜的定位。確實(shí)，精確定位拖纜是重要的，尤其是對(duì)于: 監(jiān)測(cè)(沿地震拖纜布置的)水聽器的位置，以便在勘探區(qū)獲得海床圖像的令人滿意的精度； 檢測(cè)拖纜之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)(拖纜經(jīng)常受到幅值可變的各種外部自然約束，例如風(fēng)、波浪、潮流)；以及 監(jiān)測(cè)拖纜的導(dǎo)航，尤其是繞過(guò)障礙物(例如油駁)的情況下。實(shí)際上，目的是在關(guān)心的區(qū)域，以最少數(shù)量的船航道來(lái)進(jìn)行海床的分析。出于這樣的目的，在聲學(xué)網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用的拖纜數(shù)量大幅增加。因此，前面提到的拖纜定位問(wèn)題尤其明顯，特別是考慮到拖纜的長(zhǎng)度，例如其可在6到15千米之間變化。拖纜位置的控制在于導(dǎo)航控制 裝置的實(shí)現(xiàn)，該導(dǎo)航控制裝置通常被稱作“探測(cè)器(bird)”(圖1中用10標(biāo)記的白色方塊)。它們沿著地震拖纜以固定的間隔(例如每300米)安裝。這些探測(cè)器的功能是在拖纜之間引導(dǎo)它們。也就是說(shuō)，探測(cè)器用于控制拖纜的深度以及側(cè)位。出于這樣的目的，以及由圖2所示，每個(gè)探測(cè)器10包括主體11，該主體裝配有電動(dòng)旋翼12(或更普遍的機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置)，以使得橫向調(diào)整它們拖纜之間的位置(這稱為水平驅(qū)動(dòng))以及驅(qū)動(dòng)拖纜浸入水中(這稱為垂直驅(qū)動(dòng))成為可能。聲節(jié)點(diǎn)沿著拖纜分布，以執(zhí)行地震拖纜的定位(允許由探測(cè)器精確水平驅(qū)動(dòng)拖纜)。在圖1和2中，這些聲學(xué)點(diǎn)用陰影線的方塊表示，標(biāo)記為14。如圖1所示，網(wǎng)絡(luò)的一些聲節(jié)點(diǎn)14與探測(cè)器10相關(guān)聯(lián)(圖2的情況)，而其他節(jié)點(diǎn)沒(méi)有與探測(cè)器相關(guān)聯(lián)。聲節(jié)點(diǎn)14使用水下聲學(xué)通信裝置，此后稱為電聲換能器，能夠估計(jì)聲節(jié)點(diǎn)之間的距離(此后命名為“節(jié)點(diǎn)間距離”)。更具體地說(shuō)，這些換能器為聲信號(hào)的發(fā)送器和接收器，其可用于根據(jù)這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間測(cè)量的聲信號(hào)傳播持續(xù)時(shí)間(即，聲信號(hào)從發(fā)送器節(jié)點(diǎn)到接收器節(jié)點(diǎn)的行程時(shí)間)，來(lái)估計(jì)分隔位于兩個(gè)不同拖纜(其可相鄰或不相鄰)的兩個(gè)聲節(jié)點(diǎn)(分別作為發(fā)送器節(jié)點(diǎn)和接收器節(jié)點(diǎn))的節(jié)點(diǎn)間距離。由聲學(xué)網(wǎng)絡(luò)，這從而形成允許獲知所有拖纜的精確水平定位的節(jié)點(diǎn)間距離網(wǎng)格?？梢岳斫猓@里的換能器意味著要么是單一的電聲裝置，由聲信號(hào)的收發(fā)器(發(fā)射器/接收器)構(gòu)成，要么是發(fā)送裝置(例如，聲波發(fā)射器)和接收裝置(例如，質(zhì)點(diǎn)壓力傳感器(水聽器)或質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)傳感器(加速度計(jì)，地震檢波器……))的結(jié)合。通常，每個(gè)聲節(jié)點(diǎn)包括電聲換能器，使得其能夠交替地作為發(fā)送器節(jié)點(diǎn)和接收器節(jié)點(diǎn)(分別用于傳送和接收聲信號(hào))。在一替代實(shí)施例中，第一組節(jié)點(diǎn)僅作為發(fā)送器節(jié)點(diǎn)，第二組節(jié)點(diǎn)僅作為接收器節(jié)點(diǎn)。第三組節(jié)點(diǎn)(每個(gè)交替作為發(fā)送器節(jié)點(diǎn)和接收器節(jié)點(diǎn))還可與第一和第二組節(jié)點(diǎn)結(jié)合使用。在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)A和B之間的節(jié)點(diǎn)間距離(Iab通?？苫谙率龉絹?lái)估計(jì)=c.tAB，其中: 節(jié)點(diǎn)A作為發(fā)送器節(jié)點(diǎn)，其發(fā)射聲信號(hào)S到作為接收器節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)B (見圖1中示例，在節(jié)點(diǎn)標(biāo)記A和B之間，聲信號(hào)S以箭頭示出)；.tAB，為從發(fā)送器節(jié)點(diǎn)A傳送到接收器節(jié)點(diǎn)B (假設(shè)接收器節(jié)點(diǎn)和發(fā)送器節(jié)點(diǎn)是同步的)的聲信號(hào)在發(fā)射時(shí)刻和接收時(shí)刻之間所消耗的傳播持續(xù)時(shí)間(行程時(shí)間)；以及.C，為聲信號(hào)的“測(cè)量的”或“估計(jì)的”聲速(sound speed)(也可稱作聲速度(sound velocity))值?？蛇M(jìn)行節(jié)點(diǎn)間距離的計(jì)算，要么通過(guò)導(dǎo)航系統(tǒng)(用來(lái)定位水聽器組)，要么通過(guò)節(jié)點(diǎn)管理系統(tǒng)(用來(lái)將有用信息提供給探測(cè)器用于水平驅(qū)動(dòng))，要么通過(guò)聲節(jié)點(diǎn)自身(其配備了用于該計(jì)算的電子設(shè)備的情況下)。通過(guò)位于拖纜內(nèi)的有線通信總線，由節(jié)點(diǎn)管理系統(tǒng)進(jìn)一步同步聲節(jié)點(diǎn)。在用于估計(jì)節(jié)點(diǎn)間距離的已知方法中，使用的聲速c在垂直平面中應(yīng)當(dāng)是恒定的。然而，事實(shí)上并非如此。海洋中聲速?gòu)V泛取決于溫度、壓力和水的鹽度(尤其地)，并且因此幾乎總是取決于考慮的深度(Z);在這種情況下，我們談?wù)摰氖锹曀倨拭?SSP) c (Z)。執(zhí)行地震勘探區(qū)域中，聲速剖面的形狀可以改變聲音的聲路徑。該聲音將不會(huì)按照直線(如在上述節(jié)點(diǎn)間距離估計(jì)方法中所認(rèn)為的)，而是由于折射現(xiàn)象(根據(jù)斯涅爾笛卡兒定律)按照彎曲射線路徑。實(shí)際上，在非均勻介質(zhì)中，由于聲速的變化并且更精確地是由于其梯度的變化，聲線可被彎曲(折射)。聲音的波前朝向聲速較低的層折射，如果聲速變化快，該折射可更加顯著。
圖3-5示出了信道中聲諫梯度的影響。對(duì)于這些圖中的每一幅，左邊的部分表示聲速剖面，右邊的部分表示相應(yīng)的射線路徑，其通過(guò)用于10°孔徑發(fā)射以及300m-距離的射線路徑跟蹤方法獲得。這些附圖能夠比較由在兩個(gè)介質(zhì)中的聲音跟隨的射線路徑。正如這些附圖左邊部分所示，第一介質(zhì)(附圖5)為具有恒定聲速的50m深水柱，并且第二介質(zhì)(圖3和4)是由50m深水柱以及具有恒定梯度的25m深最小聲速構(gòu)成的介質(zhì)。正如這些附圖右邊部分所示，震源(發(fā)送器節(jié)點(diǎn))的深度在圖3和5中是25m，在圖4中是30m。聲音在第一種情況下將沿著直線路徑(圖5)，并且在第二種情況下根據(jù)深度將沿著強(qiáng)烈彎曲的路徑(圖3和4)。當(dāng)路徑彎曲時(shí)，沿著路徑的距離將比在直線情況下更重要。因此，采用先前方法(假設(shè)恒定的聲速剖面)獲得的節(jié)點(diǎn)間距離將會(huì)被高估，這是缺乏定位精度或定位結(jié)果中有偏差的代名詞(拖纜的定位是基于通過(guò)多對(duì)聲節(jié)點(diǎn)獲得的節(jié)點(diǎn)間距離)。如在前面段落中描述的，已知方法中使用的用來(lái)估計(jì)節(jié)點(diǎn)間距離的聲速值，在垂直平面中應(yīng)當(dāng)是恒定的，這通常是一個(gè)錯(cuò)誤的假設(shè)。而且，取決于位置和天氣狀況(海洋狀況、太陽(yáng)的影響、潮流等……)，環(huán)境狀況(溫度、壓力或水的鹽度)會(huì)快速變化。聲速剖面的形狀因此可意味著使射線路徑彎曲的折射現(xiàn)象。用于估計(jì)節(jié)點(diǎn)間距離的經(jīng)典公式(dAB =c.將不再有效，并且行程時(shí)間將是在曲線上(即，弧長(zhǎng)Lab)而不是在直線上的行程時(shí)間。假設(shè)聲速恒定，該聲速值的誤差將意味著在兩個(gè)靠近節(jié)點(diǎn)估計(jì)距離上的小誤差。例如，對(duì)于節(jié)點(diǎn)間距離dAB = 300m,0.5ms-l的誤差(聲速計(jì)的經(jīng)典值)相當(dāng)于在節(jié)點(diǎn)間距離上的IOcm的誤差。相反地，假設(shè)例如里！左部的聲速剖面(50m水柱以及具有恒定梯度的25m深最小聲速)和15m深的聲源，直接路徑在圖6的右部示出(通過(guò)用于10°孔徑發(fā)射以及300m-距離的射線路徑跟蹤方法獲得)。當(dāng)假設(shè)恒定聲速為1482ms-l (在15m_深)以及實(shí)際距離為300m時(shí)，該直接路徑長(zhǎng)等于300.70m，其對(duì)應(yīng)于在節(jié)點(diǎn)間距離上70cm的誤差。而且，如果考慮的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)A和B不是位于同樣的深度，從節(jié)點(diǎn)A到節(jié)點(diǎn)B和從節(jié)點(diǎn)B到節(jié)點(diǎn)A的射線路徑可以是不同的，并且因此取決于信號(hào)的形式，行程時(shí)間可以是不同的。如顯！所示，在溫暖的海洋區(qū)域，典型的聲速剖面具有三部分，對(duì)應(yīng)于水柱的三層:表層(混合層)，主溫躍層和深海等溫層。混合層可以是幾米厚，但是也可延伸至數(shù)十米(取決于季節(jié)、陽(yáng)光、海洋狀況、潮流……)。該混合層在較冷的海域會(huì)消失。聲速對(duì)于混合層幾乎恒定，但對(duì)于主溫躍層和深海等溫層卻不是這樣。在地震數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域中，傾向增加拖纜的深度，這可將拖纜(和聲節(jié)點(diǎn))置于混合層下(并且因此在主溫躍層中)，這樣可增加折射現(xiàn)象。正如 上文詳述的，如果采用經(jīng)典公式來(lái)估計(jì)節(jié)點(diǎn)間距離，該折射現(xiàn)象會(huì)引起誤差。

發(fā)明內(nèi)容
在至少一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的目的尤其在于克服現(xiàn)有技術(shù)的這些不同缺點(diǎn)。
更具體地說(shuō)，本發(fā)明至少一個(gè)實(shí)施例的目標(biāo)是提供用于估計(jì)節(jié)點(diǎn)間距離的技術(shù)，其比之前討論的已知解決方法更加精確。本發(fā)明至少一個(gè)實(shí)施例的另一個(gè)目標(biāo)是提供這類技術(shù)，其易于實(shí)現(xiàn)且成本小。本發(fā)明的具體實(shí)施方式
提出一種估計(jì)在發(fā)送器節(jié)點(diǎn)和接收器節(jié)點(diǎn)之間的節(jié)點(diǎn)間距離的方法，該發(fā)送器節(jié)點(diǎn)和接收器節(jié)點(diǎn)屬于包括沿拖曳的聲學(xué)線天線布置的多個(gè)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)水下聲信道將聲信號(hào)從發(fā)送器節(jié)點(diǎn)傳送到接收器節(jié)點(diǎn)。該方法包括根據(jù)水下聲信道的聲速剖面的估計(jì)來(lái)估計(jì)節(jié)點(diǎn)間距離的步驟，所述聲速剖面取決于深度。該具體實(shí)施方式
完全具有新穎性和創(chuàng)造性，由于其考慮了環(huán)境屬性，尤其是通過(guò)水下聲信道的聲速剖面(在發(fā)送器節(jié)點(diǎn)和接收器節(jié)點(diǎn)之間)來(lái)表示的。因此，該估計(jì)節(jié)點(diǎn)間距離的技術(shù)比前述已知解決方法更加精確，并且消除了(或至少減小)由折射現(xiàn)象所導(dǎo)致的潛在的偏差。在第一實(shí)施方式中，所述估計(jì)節(jié)點(diǎn)間距離的步驟包括如下步驟:-獲得從發(fā)送器節(jié)點(diǎn)到接收器節(jié)點(diǎn)的聲信號(hào)的行程時(shí)間、發(fā)送器節(jié)點(diǎn)和接收器節(jié)點(diǎn)的浸入深度、在發(fā)送器節(jié)點(diǎn)浸入深度處的聲速以及所述聲速剖面的估計(jì)；-根據(jù)行程時(shí)間和在發(fā)送器節(jié)點(diǎn)浸入深度處的聲速來(lái)確定節(jié)點(diǎn)間的近似距離，其對(duì)應(yīng)于發(fā)送器節(jié)點(diǎn)和接收器節(jié)點(diǎn)之間的直線路徑；-使用聲傳播模型并獲知發(fā)送器節(jié)點(diǎn)和接收器節(jié)點(diǎn)的浸入深度、節(jié)點(diǎn)間的近似距離以及聲速剖面的估計(jì)，來(lái)估計(jì)發(fā)送器節(jié)點(diǎn)和接收器節(jié)點(diǎn)之間的聲傳播，所述估計(jì)聲傳播的步驟提供了發(fā)送器節(jié)點(diǎn)和接收器節(jié)點(diǎn)之間的弧形路徑的弧長(zhǎng)；以及-確定節(jié)點(diǎn)間距離估計(jì)，其為所述節(jié)點(diǎn)間的近似距離和由所述弧長(zhǎng)和所述節(jié)點(diǎn)間的近似距離之差定義的距離估計(jì)誤差之間的差。該第一實(shí)施方式包含，根據(jù)已知方法確定節(jié)點(diǎn)間的近似距離(假設(shè)信道中聲速恒定)，并且再對(duì)該節(jié)點(diǎn)間的近似距離校正誤差。該誤差使用聲傳播模型(例如，射線理論模型)以及在其他假設(shè)條件下水下聲信道的聲速剖面估計(jì)來(lái)確定。我們假設(shè)由估計(jì)聲傳播的步驟提供的弧形路徑(其端部定位在距發(fā)送器節(jié)點(diǎn)的直線距離為近似節(jié)點(diǎn)間距離處)的長(zhǎng)度近似等于實(shí)際弧形路徑(其端部定位在距發(fā)送器節(jié)點(diǎn)的直線距離為實(shí)際節(jié)點(diǎn)間距離處)的長(zhǎng)度。根據(jù)特定特征，實(shí)施獲得聲速剖面估計(jì)的步驟使用至少一個(gè)屬于下述組中的方法，該組包括:-訪問(wèn)(consult)至少一個(gè)聲速剖面數(shù)據(jù)庫(kù)的方法:以及-使用測(cè)量裝置和/或聲學(xué)方法，進(jìn)行直接測(cè)量的方法。也就是說(shuō)，用傳統(tǒng)和簡(jiǎn)單的方式獲得了聲速剖面估計(jì)。根據(jù)特定特征，采用間接測(cè)量的方法來(lái)實(shí)施獲得聲速剖面估計(jì)的步驟，使用反演過(guò)程，其從至少一個(gè)失真聲信號(hào)中提取聲速剖面估計(jì)，該失真聲信號(hào)由聲信號(hào)通過(guò)所述水下聲信道在一對(duì)節(jié)點(diǎn)間的傳送造成。因此，使用反演過(guò)程獲得聲速剖面估計(jì)。這比訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)更加準(zhǔn)確，也不需要測(cè)量裝置，并且與所考慮的節(jié)點(diǎn)對(duì)的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的聲速剖面相對(duì)應(yīng)。根據(jù)特定特征，所述反演過(guò)程從失真聲信號(hào)中提取聲速剖面估計(jì)，該失真聲信號(hào)由所述聲信號(hào)通過(guò)所述水下聲信道在所述發(fā)送器節(jié)點(diǎn)和所述接收器節(jié)點(diǎn)之間的傳送造成。
這樣僅使用了一對(duì)節(jié)點(diǎn)(對(duì)該節(jié)點(diǎn)對(duì)估計(jì)節(jié)點(diǎn)間距離)。根據(jù)特定特征，利用空間分集，使用至少兩個(gè)不同節(jié)點(diǎn)對(duì)，和/或利用時(shí)間分集，使用在至少兩個(gè)不同時(shí)刻處的相同節(jié)點(diǎn)對(duì)，執(zhí)行所述反演過(guò)程的至少兩次迭代，每一次迭代提供聲速剖面的中間估計(jì)，并且獲得聲速剖面估計(jì)的步驟包括組合聲速剖面的中間估計(jì)以獲得聲速剖面最終估計(jì)的步驟。迭代次數(shù)(以及因此中間估計(jì)的數(shù)量)越多，聲速剖面的最終估計(jì)越好。根據(jù)特定特征，所述至少兩個(gè)不同的節(jié)點(diǎn)對(duì)具有不同的深度，如果第一對(duì)發(fā)送器節(jié)點(diǎn)與第二對(duì)發(fā)送器節(jié)點(diǎn)深度不同，和/或如果第一對(duì)接收器節(jié)點(diǎn)與第二對(duì)接收器節(jié)點(diǎn)深度不同，則第一對(duì)和第二對(duì)節(jié)點(diǎn)定義為具有不同的深度。這樣就允許垂直水柱采樣，其給出聲速剖面更好的最終估計(jì)結(jié)果。在第二實(shí)施方式中，所述估計(jì)節(jié)點(diǎn)間距離的步驟包括使用反演過(guò)程的步驟，該反演過(guò)程從失真聲信號(hào)中共同提取聲速剖面估計(jì)和節(jié)點(diǎn)間距離估計(jì)，該失真聲信號(hào)由所述聲信號(hào)穿過(guò)所述水下聲信道在所述發(fā)送器節(jié)點(diǎn)和所述接收器節(jié)點(diǎn)之間的傳送造成。在第二實(shí)施方式中，與第一實(shí)施例相反，沒(méi)有關(guān)于聲速剖面的假設(shè)，并且不需要聲傳播估計(jì)的在先步驟(聲速剖面同時(shí)反演為節(jié)點(diǎn)間距離)。因此，邏輯上，聲速剖面的估計(jì)和節(jié)點(diǎn)間距離的估計(jì)更精確。在第三實(shí)施方式中，所述估計(jì)節(jié)點(diǎn)間距離的步驟包括如下步驟:-獲得聲速剖面的所述估計(jì)；以及-使用反演過(guò)程并獲知聲速剖面的所述估計(jì)，反演過(guò)程由失真聲信號(hào)提取節(jié)點(diǎn)間距離的估計(jì)，該失真聲信號(hào)由所述聲信號(hào)穿過(guò)所述水下聲信道在所述發(fā)送器節(jié)點(diǎn)和所述接收器節(jié)點(diǎn)之間的傳送造成。在第三實(shí)施方式中，正如在第一實(shí)施例中，具有關(guān)于聲速剖面的假設(shè)，但是與第一實(shí)施例相反，不需要聲傳播估計(jì)的在先步驟(節(jié)點(diǎn)間距離被反演)。因此，節(jié)點(diǎn)間距離估計(jì)更加精確。在計(jì)算時(shí)間方面，第三實(shí)施例成本要低于第二實(shí)施例。根據(jù)(第三實(shí)施方式的)特定特征，獲得聲速剖面估計(jì)的步驟使用至少一個(gè)屬于下述組中的方法實(shí)施，該組包括:-訪問(wèn)至少一個(gè)聲速剖面數(shù)據(jù)庫(kù)的方法:以及-使用測(cè)量裝置和/或聲學(xué)方法，進(jìn)行直接測(cè)量的方法。也就是說(shuō)，用傳統(tǒng)和簡(jiǎn)單的方式獲得了聲速剖面的估計(jì)。根據(jù)(第二和第三實(shí)施方式中的任何一個(gè)的)特定特征，所述估計(jì)節(jié)點(diǎn)間距離的步驟包括如下步驟:-獲得從發(fā)送器節(jié)點(diǎn)到接收器節(jié)點(diǎn)的聲信號(hào)行程時(shí)間、發(fā)送器節(jié)點(diǎn)的浸入深度、發(fā)送器節(jié)點(diǎn)浸入深度處的聲速；-根據(jù)行程時(shí)間和在發(fā)送器節(jié)點(diǎn)浸入深度處的聲速來(lái)確定節(jié)點(diǎn)間的近似距離，其對(duì)應(yīng)于發(fā)送器節(jié)點(diǎn)和接收器節(jié)點(diǎn)之間的直線路徑；以及，所述反演過(guò)程采用所述節(jié)點(diǎn)間的近似距離進(jìn)行初始化。也就是說(shuō)，反演過(guò)程(其提取節(jié)點(diǎn)間距離的估計(jì))采用(根據(jù)已知方法，假設(shè)在信道中聲速恒定)簡(jiǎn)單確定的節(jié)點(diǎn)間近似距離來(lái)進(jìn)行初始化。根據(jù)(第一、第二和第三實(shí)施方式中的任意一種的)特定特征，該方法由所述接收器節(jié)點(diǎn)或集中系統(tǒng)來(lái)執(zhí)行。在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括程序代碼指令，當(dāng)所述程序在計(jì)算機(jī)或處理器上執(zhí)行時(shí)，用于實(shí)施上述方法(其不同實(shí)施例的任何一個(gè)中)。在另一實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀載體介質(zhì)，存儲(chǔ)了當(dāng)所述程序被計(jì)算機(jī)或處理器執(zhí)行時(shí)，使計(jì)算機(jī)或處理器執(zhí)行上述方法(其不同實(shí)施例的任何一個(gè)中)的程序。在另一實(shí)施例中，本發(fā)明提出了一種用于估計(jì)在發(fā)送器節(jié)點(diǎn)和接收器節(jié)點(diǎn)之間節(jié)點(diǎn)間距離的裝置，該發(fā)送器節(jié)點(diǎn)和接收器節(jié)點(diǎn)屬于包括沿拖曳的聲學(xué)線天線布置的多個(gè)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)，聲信號(hào)通過(guò)水下聲信道被從發(fā)送器節(jié)點(diǎn)將傳送到接收器節(jié)點(diǎn)，其特征在于，該裝置包括根據(jù)水下聲信道的聲速剖面的估計(jì)來(lái)估計(jì)節(jié)點(diǎn)間距離的設(shè)備，所述聲速剖面取決于深度。


經(jīng)由指示性和非詳盡的示例以及附圖的方式，本發(fā)明實(shí)施例的其他特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)將在下述描述中變得更明顯，其中:-圖1，參照現(xiàn)有技術(shù)已描述過(guò)，介紹了由地震勘探船拖曳的地震拖纜網(wǎng)絡(luò)示例；-圖2，參照現(xiàn)有技術(shù)已描述過(guò)，詳細(xì)示出了圖1中標(biāo)記為C的模塊(即，拖纜的一部分)；-圖3到6，參照現(xiàn)有技術(shù)已描述過(guò)，分別介紹了聲速剖面(圖的左部)和相應(yīng)的射線路徑(圖的右部)；-圖7，參照現(xiàn)有技術(shù)已描述過(guò)，介紹了溫暖海域的典型聲速剖面示例；-圖8為根據(jù)本發(fā)明的方法的第一實(shí)施例的流程圖；-圖9是根據(jù)本發(fā)明的方法的第二實(shí)施例的流程圖；-圖10是根據(jù)本發(fā)明的方法的第三實(shí)施例的流程圖；-圖11是反演過(guò)程的流程圖，該反演過(guò)程提供聲速剖面的估計(jì)，要將其用作圖8的第一實(shí)施例中的輸入；以及-圖12示出了根據(jù)本發(fā)明特定實(shí)施例的估計(jì)裝置的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，上面已對(duì)圖1至圖7進(jìn)行了說(shuō)明。在以下的說(shuō)明中，被看作是估計(jì)在發(fā)送器節(jié)點(diǎn)A和接收器節(jié)點(diǎn)B之間的節(jié)點(diǎn)間距離的示例，如圖1所示，并且歸屬于沿地震拖纜20a至20e布置的節(jié)點(diǎn)14的網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)參照里I我們提出了根據(jù)本發(fā)明方法的第一實(shí)施例。步驟81中，發(fā)送器節(jié)點(diǎn)A通過(guò)水下聲信道將聲信號(hào)發(fā)送到接收器節(jié)點(diǎn)B。步驟82中，接收器節(jié)點(diǎn)B接收聲信號(hào)。步驟83，包括測(cè)量發(fā)送器節(jié)點(diǎn)A和接收器節(jié)點(diǎn)B之間的行程時(shí)間tAB。步驟84中，獲知節(jié)點(diǎn)A在浸入深度zA處的聲速C(Za),使用下述經(jīng)典公式:DAB =C (zA) *tAB,確定節(jié)點(diǎn)A和節(jié)點(diǎn)B之間節(jié)點(diǎn)間的近似距離Dab。同樣步驟84中，獲知節(jié)點(diǎn)A和B的浸入深度(分別為zA和zB，其可以是彼此不相同的)、節(jié)點(diǎn)間的近似距離Dab(見上文)以及聲速剖面C(Z)的估計(jì)，我們估計(jì)節(jié)點(diǎn)A和B之間的聲傳播(使用聲傳播模型，例如，射線理論模型；相應(yīng)的方法稱為“射線路徑跟蹤方法”)，即，我們估計(jì)節(jié)點(diǎn)A和B之間實(shí)際路徑的形狀(其為弧形)(在步驟85中估計(jì)該弧形的長(zhǎng)度Lab) ο可以用其他聲傳播模型代替射線理論模型，來(lái)評(píng)價(jià)節(jié)點(diǎn)B處接收的信號(hào)，例如拋物線方程，波數(shù)集成或正常模式(該選擇取決于所考慮的頻率、水深、范圍相關(guān)性……)。獲得聲速剖面C(Z)估計(jì)的不同方法在下面介紹。步驟85中，估計(jì)節(jié)點(diǎn)A和B之間的弧長(zhǎng)Lab(實(shí)際路徑)。步驟86中，已知弧長(zhǎng)Lab，我們可以計(jì)算距離估計(jì)誤差:ε = LAB_DAB。最后，步驟87中，通過(guò)計(jì)算:D’ = Dab-ε，我們可確定校正的距離D’ AB，S卩，節(jié)點(diǎn)A和B之間節(jié)點(diǎn)間距離的估計(jì)。因此，節(jié)點(diǎn)A和B之間的節(jié)點(diǎn)間距離估計(jì)得更加精確。具有多種不同方式來(lái)獲得聲速剖面C(Z)的估計(jì): 使用環(huán)境的先驗(yàn)知識(shí):訪問(wèn)全球聲速剖面數(shù)據(jù)庫(kù)； 使用直接測(cè)量的方法:使用測(cè)量裝置(例如，海水深度溫度自記儀，舍棄式海水深度溫度自記儀(XBT)，舍棄式聲速計(jì)(XSV)，聲速計(jì)，等)；或者 使用間接測(cè)量的方法:使用反演過(guò)程(見下文圖11描述)；或者
`
在各層次的不同節(jié)點(diǎn)上使用聲學(xué)方法，從而發(fā)現(xiàn)它們潛在的不同深度(比較BroadSeis 方法(商標(biāo)))。SI!是一個(gè)反演過(guò)程的流程圖，該反演過(guò)程提供聲速剖面C(Z)的估計(jì)，將其用作圖8的第一實(shí)施例中的輸入。步驟111中，通過(guò)水下聲信道，發(fā)送器節(jié)點(diǎn)(例如，節(jié)點(diǎn)A或靠近A的節(jié)點(diǎn))將聲信號(hào)發(fā)送到接收器節(jié)點(diǎn)(例如，節(jié)點(diǎn)B或靠近B的節(jié)點(diǎn))。步驟112中，接收器節(jié)點(diǎn)接收聲信號(hào)，根據(jù)信道屬性作為失真的接收信號(hào)。實(shí)際上，由節(jié)點(diǎn)器發(fā)出的信號(hào)將會(huì)在海洋表面和海底上經(jīng)歷反射，或者由聲速梯度引起的折射。步驟113中，從失真的接收信號(hào)獲得一組觀測(cè)量(數(shù)據(jù))。例如，觀測(cè)量可以是兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間信道的脈沖響應(yīng)。步驟114中，該觀測(cè)量用于執(zhí)行環(huán)境屬性和尤其是聲速剖面的反演，假設(shè)節(jié)點(diǎn)間距離(發(fā)射器節(jié)點(diǎn)和接收器節(jié)點(diǎn)之間)已知，并且等于先前獲得的節(jié)點(diǎn)A和B之間節(jié)點(diǎn)間近似距離(DAB = C(zA)*tAB)。也就是說(shuō)，使用從失真的接收信號(hào)提取的觀測(cè)量，并將其與傳播模型(通過(guò)成本函數(shù)的優(yōu)化過(guò)程)匹配可以獲得聲速剖面的估計(jì)。例如，如果觀測(cè)量是兩節(jié)點(diǎn)間信道的脈沖響應(yīng)，那么執(zhí)行匹配的脈沖響應(yīng)過(guò)程(MIR)可給出聲速剖面的估計(jì)(通過(guò)將觀測(cè)到的脈沖響應(yīng)與模型化的脈沖響應(yīng)相比較，每一個(gè)對(duì)應(yīng)于一個(gè)不同的已知聲速剖面)。步驟114中，反演過(guò)程可通過(guò)訪問(wèn)全球聲速剖面數(shù)據(jù)庫(kù)或使用直接測(cè)量方法(見上文詳述)得到的估計(jì)來(lái)進(jìn)行初始化。在一個(gè)變形中，為了獲得更好的結(jié)果，執(zhí)行圖11的反演過(guò)程的多次迭代(也叫做實(shí)現(xiàn))，以便利用空間分集(使用不同節(jié)點(diǎn)對(duì))和/或時(shí)間分集(在至少兩個(gè)不同的時(shí)刻使用相同的節(jié)點(diǎn)對(duì))。每一次迭代提供聲速剖面的中間估計(jì)(例如，通過(guò)計(jì)算平均值)。
在一個(gè)變形中，如果不同節(jié)點(diǎn)位于不同深度，獲得的垂直水柱采樣為聲速剖面估計(jì)給出了更好的結(jié)果。也就是說(shuō)，不同節(jié)點(diǎn)對(duì)具有不同的深度是有利的。我們使用下面的定義:如果第一對(duì)發(fā)送器節(jié)點(diǎn)與第二對(duì)發(fā)送器節(jié)點(diǎn)深度不同，和/或第一對(duì)接收器節(jié)點(diǎn)與第二對(duì)接收器節(jié)點(diǎn)深度不同，則第一對(duì)和第二對(duì)節(jié)點(diǎn)具有不同的深度?，F(xiàn)參照_，我們提出了根據(jù)本發(fā)明方法的第二實(shí)施例(共同提取聲速剖面估計(jì)和節(jié)點(diǎn)間距離估計(jì)的反演過(guò)程)。步驟91中，通過(guò)水下聲信道(即，水柱)，發(fā)送器節(jié)點(diǎn)A將聲信號(hào)發(fā)送到接收器節(jié)點(diǎn)B。步驟92中，接收器節(jié)點(diǎn)B接收聲信號(hào)，根據(jù)信道屬性作為失真的接收信號(hào)。實(shí)際上，由節(jié)點(diǎn)發(fā)出的信號(hào)會(huì)在海洋表面和海底上經(jīng)歷反射，或者由聲速梯度引起的折射。步驟93中，我們從失真的接收信號(hào)獲得一組觀測(cè)量(數(shù)據(jù))。例如，觀測(cè)量可以是兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間信道的脈沖響應(yīng)。步驟94中，該觀測(cè)量用于執(zhí)行環(huán)境屬性、尤其是聲速剖面估計(jì)以及連同節(jié)點(diǎn)間距離Lab估計(jì)的反演。也就是說(shuō)，使用從失真的接收信號(hào)提取的觀測(cè)量，將其與一些采用傳播模型獲得的(通過(guò)成本函數(shù)的優(yōu)化過(guò)程)相匹配可以共同獲得聲速剖面的估計(jì)和節(jié)點(diǎn)間距離的估計(jì)。例如，如果觀測(cè)量是兩節(jié)點(diǎn)間信道的脈沖響應(yīng)，那么執(zhí)行匹配的脈沖響應(yīng)過(guò)程(MIR)可給出聲速剖面的估計(jì)和節(jié)點(diǎn)間距離的估計(jì)(通過(guò)將觀測(cè)到的脈沖響應(yīng)和模型化的脈沖響應(yīng)相比較，每個(gè)模型化的脈沖響應(yīng)對(duì)應(yīng)于不同對(duì)的已知聲速剖面和已知節(jié)點(diǎn)間距離)。步驟94中，反演過(guò)程可采用節(jié)點(diǎn)間的近似距離Dab(如在附圖8中示出的第一實(shí)施例所述的:Dab = C (zA) *tAB來(lái)確定)進(jìn)行初始化，即，假設(shè)聲速恒定情況下估計(jì)的節(jié)點(diǎn)間距離?，F(xiàn)參照_，我們提出了根據(jù)本發(fā)明方法的第三實(shí)施例(僅提取節(jié)點(diǎn)間距離估計(jì)的反演過(guò)程)。步驟101中，通過(guò)水下聲信道(即，水柱)，發(fā)送器節(jié)點(diǎn)A將聲信號(hào)發(fā)送到接收器節(jié)點(diǎn)B。步驟102中，接收器節(jié)點(diǎn)B接收聲信號(hào)，根據(jù)信道屬性作為失真的接收信號(hào)。實(shí)際上，由節(jié)點(diǎn)發(fā)出的信號(hào)會(huì)在海洋表面和海底上經(jīng)歷反射，或者由聲速梯度引起的折射。步驟103中，我們從失真的接收信號(hào)獲得一組觀測(cè)量(數(shù)據(jù))。例如，觀測(cè)量可以是兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間信道的脈沖響應(yīng)。步驟104中，該觀測(cè)量用于執(zhí)行環(huán)境屬性，尤其是節(jié)點(diǎn)間距離估計(jì)的反演，假設(shè)聲速剖面是已知的(例如，通過(guò)訪問(wèn)全球聲速剖面數(shù)據(jù)庫(kù)或使用直接測(cè)量方法一見上文詳述)。也就是說(shuō)，使用從失真的接收信號(hào)提取的觀測(cè)量，將其與傳播模型(通過(guò)成本函數(shù)的優(yōu)化過(guò)程)相匹配可以獲得節(jié)點(diǎn)間距離的估計(jì)。例如，如果觀測(cè)量是兩節(jié)點(diǎn)間信道的脈沖響應(yīng)，那么執(zhí)行匹配的脈沖響應(yīng)過(guò)程(MIR)給出節(jié)點(diǎn)間距離的估計(jì)(通過(guò)將觀測(cè)到的脈沖響應(yīng)與模型化的脈沖響應(yīng)相比較，每個(gè)模型化的脈沖響應(yīng)對(duì)應(yīng)于不同已知節(jié)點(diǎn)間距離)。步驟104中，反演過(guò)程可采用節(jié)點(diǎn)間近似距離Dab(根據(jù)對(duì)附圖1中示出的所述第一實(shí)施例的描述來(lái)確定)進(jìn)行初始化，即，假設(shè)聲速恒定情況下估計(jì)的節(jié)點(diǎn)間距離?，F(xiàn)參照?qǐng)D12，我們提出了根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施例的估計(jì)裝置120 (用于估計(jì)節(jié)點(diǎn)間距離)的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。該估計(jì)裝置120可以是聲節(jié)點(diǎn)(例如前面示例中的接收器節(jié)點(diǎn)B)、節(jié)點(diǎn)管理系統(tǒng)或?qū)Ш较到y(tǒng)。它包括只讀存儲(chǔ)器(ROM) 123、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM) 121和處理器122。只讀存儲(chǔ)器123 (非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀載體介質(zhì))存儲(chǔ)可執(zhí)行程序代碼指令，其可由處理器122執(zhí)行來(lái)實(shí)施本發(fā)明的技術(shù)方案(例如，圖8的步驟82到87 ;或者圖9的步驟92到94 ;或者圖10的步驟102到104)。初始化時(shí)，前述程序代碼指令從只讀存儲(chǔ)器123傳送到隨機(jī)存取存儲(chǔ)器121，以便由處理器122執(zhí)行。隨機(jī)存取存儲(chǔ)器121同樣也包括存儲(chǔ)該執(zhí)行需要的變量和參數(shù)的寄存器。處理器122接收下述信息(分別用124a至124e來(lái)標(biāo)記): 聲信號(hào)(由發(fā)送器節(jié)點(diǎn)發(fā)射，并且由接收器節(jié)點(diǎn)接收)， 節(jié)點(diǎn)A在浸入深度zA處的聲速C(Za)， 節(jié)點(diǎn)A和B分別的浸入深度Za和zB， 聲速剖面C(Z)的估計(jì)，以及 傳播模型根據(jù)程序代碼指令，處理器122給出了節(jié)點(diǎn)間距離125的估計(jì)。上述估計(jì)方法的所有 步驟同樣也可以實(shí)現(xiàn): 通過(guò)一組程序代碼指令的執(zhí)行，該程序代碼指令由可再編程計(jì)算機(jī)來(lái)執(zhí)行，例如PC型設(shè)備、DSP (數(shù)字信號(hào)處理器)或者微控制器。該程序代碼指令可存儲(chǔ)在可拆卸(例如，軟盤、CD-ROM或DVD-ROM)或不可拆卸的非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀載體介質(zhì)中；或者.通過(guò)專用機(jī)或組件，例如FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)、ASIC(專用集成電路)或任何專用硬件組件。
權(quán)利要求
1.一種估計(jì)發(fā)送器節(jié)點(diǎn)(A)和接收器節(jié)點(diǎn)(B)之間的節(jié)點(diǎn)間距離的方法，該發(fā)送器節(jié)點(diǎn)和接收器節(jié)點(diǎn)歸屬于包括沿拖曳的聲學(xué)線天線(20a_20e)布置的多個(gè)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)，聲信號(hào)通過(guò)水下聲信道被從發(fā)送器節(jié)點(diǎn)傳送到接收器節(jié)點(diǎn)，其特征在于:該方法包括根據(jù)水下聲信道的聲速剖面的估計(jì)來(lái)估計(jì)節(jié)點(diǎn)間距離的步驟(83-87 ；93-94 ; 103-104)，所述聲速剖面取決于深度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述估計(jì)節(jié)點(diǎn)間距離的步驟包括以下步驟: -獲得(83，84)聲信號(hào)從發(fā)送器節(jié)點(diǎn)到接收器節(jié)點(diǎn)的行程時(shí)間、發(fā)送器節(jié)點(diǎn)和接收器節(jié)點(diǎn)的浸入深度、發(fā)送器節(jié)點(diǎn)浸入深度處的聲速以及聲速剖面的所述估計(jì)； -根據(jù)行程時(shí)間和在發(fā)送器節(jié)點(diǎn)浸入深度處的聲速，確定(84)節(jié)點(diǎn)間的近似距離(Dab)，其對(duì)應(yīng)于在發(fā)送器節(jié)點(diǎn)和接收器節(jié)點(diǎn)之間的直線路徑； -使用聲音傳播模型，并獲知發(fā)送器節(jié)點(diǎn)和接收器節(jié)點(diǎn)的浸入深度、節(jié)點(diǎn)間的近似距離以及聲速剖面的估計(jì)，來(lái)估計(jì)(84)發(fā)送器節(jié)點(diǎn)和接收器節(jié)點(diǎn)之間的聲傳播，所述估計(jì)聲傳播的步驟提供了在發(fā)送器節(jié)點(diǎn)和接收器節(jié)點(diǎn)之間的弧形路徑的弧長(zhǎng)(Lab);以及 -確定(86-87)節(jié)點(diǎn)間距離的估計(jì)(D’ 其為節(jié)點(diǎn)間的所述近似距離與由所述弧長(zhǎng)和節(jié)點(diǎn)間的所述近似距離之差定義的距離估計(jì)誤差之間的差。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，使用至少一個(gè)屬于下述組中的方法實(shí)施獲得聲速剖面估計(jì)的步驟，該組包括: -訪問(wèn)至少一個(gè)聲速剖面數(shù)據(jù)庫(kù)的方法:以及 -使用測(cè)量設(shè)備和/或聲 學(xué)方法，進(jìn)行直接測(cè)量的方法。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，采用間接測(cè)量的方法來(lái)實(shí)施獲得聲速剖面估計(jì)的步驟，使用反演過(guò)程(111-114)，其從至少一個(gè)失真聲信號(hào)中提取聲速剖面的估計(jì)，該失真聲信號(hào)由聲信號(hào)通過(guò)所述水下聲信道在一對(duì)節(jié)點(diǎn)之間的傳送造成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述反演過(guò)程從失真聲信號(hào)中提取聲速剖面的估計(jì)，該失真聲信號(hào)由所述聲信號(hào)通過(guò)所述水下聲信道在所述發(fā)送器節(jié)點(diǎn)和所述接收器節(jié)點(diǎn)之間的傳送造成。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，利用空間分集，使用至少兩個(gè)不同節(jié)點(diǎn)對(duì)，和/或利用時(shí)間分集，使用在至少兩個(gè)不同時(shí)刻處的相同節(jié)點(diǎn)對(duì)，執(zhí)行所述反演過(guò)程的至少兩次迭代，每一次迭代都提供聲速剖面的中間估計(jì)，并且其特征在于獲得聲速剖面的估計(jì)的步驟包括組合聲速剖面的中間估計(jì)以獲得聲速剖面最終估計(jì)的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述至少兩個(gè)不同節(jié)點(diǎn)對(duì)具有不同的深度，如果第一對(duì)發(fā)送器節(jié)點(diǎn)與第二對(duì)發(fā)送器節(jié)點(diǎn)深度不同，和/或如果第一對(duì)接收器節(jié)點(diǎn)與第二對(duì)接收器節(jié)點(diǎn)深度不同，則第一對(duì)和第二對(duì)節(jié)點(diǎn)定義為具有不同深度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述估計(jì)節(jié)點(diǎn)間距離的步驟包括使用反演過(guò)程的步驟(94)，該反演過(guò)程從失真聲信號(hào)中聯(lián)合提取聲速剖面的估計(jì)和節(jié)點(diǎn)間距離的估計(jì)，該失真聲信號(hào)由所述聲信號(hào)通過(guò)所述水下聲信道在所述發(fā)送器節(jié)點(diǎn)和所述接收器節(jié)點(diǎn)之間的傳送造成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述估計(jì)節(jié)點(diǎn)間距離的步驟包括以下步驟:-獲得聲速剖面的所述估計(jì)；以及 -使用反演過(guò)程(104)，所述反演過(guò)程從失真聲信號(hào)中提取節(jié)點(diǎn)間距離的估計(jì)，該失真聲信號(hào)由所述聲信號(hào)通過(guò)所述水下聲信道在所述發(fā)送器節(jié)點(diǎn)和所述接收器節(jié)點(diǎn)之間的傳送造成，并且獲知聲速剖面的所述估計(jì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，使用至少一個(gè)屬于下述組中的方法實(shí)施獲得聲速剖面的估計(jì)的步驟，該組包括: -訪問(wèn)至少一個(gè)聲速剖面數(shù)據(jù)庫(kù)的方法:以及 -使用測(cè)量設(shè)備和/或聲學(xué)方法，進(jìn)行直接測(cè)量的方法。
11.根據(jù)權(quán)利要求8-10任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述估計(jì)節(jié)點(diǎn)間距離的步驟包括以下步驟: -獲得聲信號(hào)從發(fā)送器節(jié)點(diǎn)到接收器節(jié)點(diǎn)的行程時(shí)間、發(fā)送器節(jié)點(diǎn)的浸入深度、發(fā)送器節(jié)點(diǎn)浸入深度處的聲速； -根據(jù)行程時(shí)間和在發(fā)送器節(jié)點(diǎn)浸入深度處的聲速，確定節(jié)點(diǎn)間的近似距離(Dab)，其對(duì)應(yīng)于發(fā)送器節(jié)點(diǎn)和接收器節(jié)點(diǎn)之間的直線路徑； 以及，其特征在于，所述反演過(guò)程采用節(jié)點(diǎn)間的所述近似距離進(jìn)行初始化。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，該方法由所述接收器節(jié)點(diǎn)或集中式系統(tǒng)來(lái)執(zhí)行。
13.計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其特征在于，其包括當(dāng)所述程序在計(jì)算機(jī)或處理器上執(zhí)行時(shí)，用于實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求1-12中的至少一項(xiàng)所述的方法的程序代碼指令。
14.一種非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀載體介質(zhì),其存儲(chǔ)當(dāng)由計(jì)算機(jī)或處理器執(zhí)行時(shí),會(huì)使計(jì)算機(jī)或處理器實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求1-12中的至少一項(xiàng)所述的方法的程序。
15.一種用于估計(jì)在發(fā)送器節(jié)點(diǎn)和接收器節(jié)點(diǎn)之間的節(jié)點(diǎn)間距離的設(shè)備(120)，該發(fā)送器節(jié)點(diǎn)和接收器節(jié)點(diǎn)屬于包括沿拖曳的聲學(xué)線天線布置的多個(gè)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)，聲信號(hào)通過(guò)水下聲信道被從發(fā)送器節(jié)點(diǎn)傳送到接收器節(jié)點(diǎn)，其特征在于，該設(shè)備包括用于根據(jù)水下聲信道的聲速剖面的估計(jì)來(lái)估計(jì)節(jié)點(diǎn)間距離的裝置(121-123)，所述聲速剖面取決于深度。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種估計(jì)發(fā)送器節(jié)點(diǎn)(A)和接收器節(jié)點(diǎn)(B)之間的節(jié)點(diǎn)間距離的方法，該發(fā)送器節(jié)點(diǎn)和接收器節(jié)點(diǎn)歸屬于包括沿拖曳的聲學(xué)線天線(20a-20e)布置的多個(gè)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)，聲信號(hào)通過(guò)水下聲信道被從發(fā)送器節(jié)點(diǎn)傳送到接收器節(jié)點(diǎn)。該方法包括根據(jù)水下聲信道的聲速剖面的估計(jì)來(lái)估計(jì)節(jié)點(diǎn)間距離的步驟，所述聲速剖面取決于深度。
文檔編號(hào)G01S11/14GK103176210SQ20121059900
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者C·拉赫, S·瓦勒茲 申請(qǐng)人:瑟塞爾公司