用于估計(jì)拖曳聲學(xué)線性天線之間的相對位置的方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種用于對第一聲學(xué)線性天線相對于第二聲學(xué)線性天線的位置進(jìn)行估計(jì)的方法，包含以下步驟：對布置在所述第一聲學(xué)線性天線上的多個(gè)第一節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置（31），充當(dāng)發(fā)送器節(jié)點(diǎn)，并且對布置在所述第二聲學(xué)線性天線上的多個(gè)第二節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置，充當(dāng)接收器節(jié)點(diǎn)；形成（32）至少第一組發(fā)送器節(jié)點(diǎn)，每一個(gè)發(fā)送器節(jié)點(diǎn)發(fā)送相同的第一聲波標(biāo)記圖；對于每一個(gè)接收器節(jié)點(diǎn)：獲得（33）傳播持續(xù)時(shí)間，并且根據(jù)獲得的傳播持續(xù)時(shí)間，建立（34）表示發(fā)送器節(jié)點(diǎn)的可能位置的幾何圖；確定（35、36）為所述接收器節(jié)點(diǎn)建立的所述幾何圖之間的一組公共點(diǎn)；根據(jù)所述一組公共點(diǎn)，對所述第一聲學(xué)線性天線相對于所述第二聲學(xué)線性天線的位置進(jìn)行估計(jì)（37）。
【專利說明】用于估計(jì)拖曳聲學(xué)線性天線之間的相對位置的方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的領(lǐng)域?yàn)榈厍蛭锢頂?shù)據(jù)的采集。所述領(lǐng)域涉及用于研究海床以及其沉積層特性所需的設(shè)備。
[0002]更具體地說，本發(fā)明涉及一種用于對聲學(xué)線性天線相對于屬于拖曳聲學(xué)線性天線網(wǎng)絡(luò)的另一聲學(xué)線性天線的位置進(jìn)行估計(jì)的技術(shù)。
[0003]本發(fā)明尤其可以應(yīng)用于使用地震方法的石油勘探業(yè)(海洋石油調(diào)查)中，但任何其他領(lǐng)域也會對本發(fā)明感興趣，所述領(lǐng)域需要在海洋環(huán)境中進(jìn)行地球物理數(shù)據(jù)采集的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004]更確切地說，在此文檔中的下文中所尋求的是描述石油勘探業(yè)的地震數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域中存在的問題。當(dāng)然，本發(fā)明不限于此特定的應(yīng)用領(lǐng)域，而是也令必須處理緊密相關(guān)或類似事項(xiàng)以及問題的任何技術(shù)感興趣。
[0005]現(xiàn)場采集地震數(shù)據(jù)的操作常規(guī)地使用傳感器網(wǎng)絡(luò)(關(guān)于在海洋環(huán)境中進(jìn)行的數(shù)據(jù)采集，下文中指定為“水聽器”)。水聽器沿著電纜分布以形成下文中稱作“等浮電纜”或“地震等浮電纜”的線性聲學(xué)天線。
[0006]如圖1中所示，地震等浮電纜20a到20e的網(wǎng)絡(luò)由地震勘探船21拖曳。水聽器在Si中的參考標(biāo)號為16，圖2詳細(xì)圖示了圖1中參考標(biāo)號為C的區(qū)塊(即，參考標(biāo)號為20a的等浮電纜的一部分)。
[0007]地震方法是基于反射的地震波的分析確定的。因此，為了在海洋環(huán)境中收集地球物理數(shù)據(jù)，一個(gè)或多個(gè)水下的震源被激活以傳播全向地震波列。由震源產(chǎn)生的壓力波穿過水柱并且使聲穿透海床的不同層。反射的部分地震波(即，聲學(xué)信號)隨后在地震等浮電纜的長度上由水聽器進(jìn)行檢測。這些聲學(xué)信號被處理并且通過遙測技術(shù)從地震等浮電纜重新傳輸?shù)轿挥诘卣鹂碧酱系牟僮鲉T站，其中在所述操作員站進(jìn)行對原始數(shù)據(jù)的處理。
[0008]在此背景下的一個(gè)眾所周知的問題為地震等浮電纜的定位。實(shí)際上，精確定位等浮電纜是非常重要的，尤其是為了:
[0009]?監(jiān)測水聽器的位置以獲得勘測區(qū)域中的海床圖像的令人滿意的精確度；
[0010]?檢測等浮電纜相對于彼此的運(yùn)動(等浮電纜常常遭受各種不同量級的外部自然約束，諸如風(fēng)、波浪，水流)；以及
[0011]?監(jiān)測等浮電纜的航行，尤其是在繞過障礙(諸如油駁船)的情形下。
[0012]實(shí)際上，本發(fā)明旨在在有關(guān)區(qū)域中利用最小數(shù)目的勘探船通道對海床進(jìn)行分析。出于該目的，在聲學(xué)網(wǎng)絡(luò)中所實(shí)施的等浮電纜的數(shù)目大幅度提高。因此，前述的等浮電纜定位問題尤其顯著，尤其是考慮到等浮電纜的長度時(shí)，所述長度可以(例如)在6千米與15千米之間變化。 [0013]對等浮電纜位置的控制在于實(shí)施通常稱作“壓敏浮筒”的航行控制裝置(參考圖1中參考標(biāo)號為10的白方塊)。它們沿著地震等浮電纜以一定間隔安裝，所述間隔不一定是規(guī)律的(例如，50米、150米、300米，或450米)。那些壓敏浮筒的功能為在等浮電纜本身之間引導(dǎo)等浮電纜。換句話說，壓敏浮筒用于控制等浮電纜的深度以及橫向位置。出于此目的，并且如圖2中所示，每一個(gè)壓敏浮筒10包含配備有機(jī)動樞轉(zhuǎn)翼12 (或更通用的機(jī)械運(yùn)動構(gòu)件)的主體11，從而使得可以在等浮電纜之間橫向地修改等浮電纜的位置(這被稱為水平驅(qū)動)并且將等浮電纜驅(qū)動至浸沒(這被稱為垂直驅(qū)動)。
[0014]為了進(jìn)行地震等浮電纜的定位，從而通過壓敏浮筒實(shí)現(xiàn)對等浮電纜的精確水平驅(qū)動，聲學(xué)節(jié)點(diǎn)沿著等浮電纜分布。這些聲學(xué)節(jié)點(diǎn)由圖1和圖2中參考標(biāo)號為14的陰影方塊表示。如圖1中所示，網(wǎng)絡(luò)的一些聲學(xué)節(jié)點(diǎn)14與壓敏浮筒10相關(guān)聯(lián)(圖2的情況)，而其他則不是。
[0015]聲學(xué)節(jié)點(diǎn)14使用水下聲通信構(gòu)件(下文被稱作電聲轉(zhuǎn)換器)，從而允許估計(jì)聲學(xué)節(jié)點(diǎn)之間的距離(下文中被稱為“節(jié)點(diǎn)間距離”)。更具體地說，這些轉(zhuǎn)換器為聲學(xué)信號的發(fā)射器和接收器，根據(jù)在這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間測量到的聲學(xué)信號傳播持續(xù)時(shí)間(即，聲學(xué)信號從發(fā)送器節(jié)點(diǎn)到接收器節(jié)點(diǎn)的行進(jìn)時(shí)間)，所述發(fā)射器和接收器可以用于對將布置在兩個(gè)不同等浮電纜(所述等浮電纜可以是相鄰的或不相鄰的)上的兩個(gè)聲學(xué)節(jié)點(diǎn)(分別充當(dāng)發(fā)送器節(jié)點(diǎn)和接收器節(jié)點(diǎn))隔開的節(jié)點(diǎn)間距離進(jìn)行估計(jì)。根據(jù)聲學(xué)網(wǎng)絡(luò)，這因此形成節(jié)點(diǎn)間距離的網(wǎng)格，從而能夠獲知所有等浮電纜的精確水平定位。
[0016]通常，每一個(gè)聲學(xué)節(jié)點(diǎn)包含電聲轉(zhuǎn)換器，所述電聲轉(zhuǎn)換器使節(jié)點(diǎn)交替地充當(dāng)分別用于聲學(xué)信號的傳輸和接收的發(fā)送器節(jié)點(diǎn)和接收器節(jié)點(diǎn)。在替代實(shí)施例中，第一組節(jié)點(diǎn)僅充當(dāng)發(fā)送器節(jié)點(diǎn)，并且第二組節(jié)點(diǎn)僅充當(dāng)接收器節(jié)點(diǎn)。第三組節(jié)點(diǎn)(每一個(gè)節(jié)點(diǎn)交替地充當(dāng)發(fā)送器節(jié)點(diǎn)和接收器節(jié)點(diǎn))還可以與第一組節(jié)點(diǎn)和第二組節(jié)點(diǎn)結(jié)合使用。
[0017]兩個(gè)節(jié)點(diǎn)A與B之間的節(jié)點(diǎn)間距離dAB通?？梢曰谝韵碌仁絹砉烙?jì)=CIab=C.Tab,其中: [0018]籲節(jié)點(diǎn)A充當(dāng)發(fā)送器節(jié)點(diǎn)，所述節(jié)點(diǎn)A將聲學(xué)信號S傳輸?shù)匠洚?dāng)接收器節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)B上(見圖1中的實(shí)例，其中聲學(xué)信號S示為參考標(biāo)號為A和B的節(jié)點(diǎn)之間的箭頭)；
[0019].Tab,從發(fā)送器節(jié)點(diǎn)A傳輸?shù)浇邮掌鞴?jié)點(diǎn)B的聲學(xué)信號的發(fā)射時(shí)刻與接收時(shí)刻之間經(jīng)過的傳播持續(xù)時(shí)間(假設(shè)接收器節(jié)點(diǎn)與發(fā)送器節(jié)點(diǎn)是同步的);以及
[0020].C，聲學(xué)信號的聲速(也稱為水下聲速)的“測量”或“估計(jì)”值。
[0021]節(jié)點(diǎn)間距離的計(jì)算可以由導(dǎo)航系統(tǒng)(用于定位水聽器組)、或節(jié)點(diǎn)管理器系統(tǒng)(用于將有用信息提供給壓敏浮筒以用于水平驅(qū)動)，或聲學(xué)節(jié)點(diǎn)本身(在其配備有用于此計(jì)算的電子設(shè)備的情況下)來進(jìn)行。聲學(xué)節(jié)點(diǎn)通過置于等浮電纜內(nèi)的導(dǎo)線通信總線由節(jié)點(diǎn)管理器系統(tǒng)進(jìn)一步同步。
[0022]確切地說，在部署或取回階段(暫時(shí)階段，其中一個(gè)或若干個(gè)等浮電纜部署在水中或從水中取回)中的地震等浮電纜的定位是工程師必須面對的重復(fù)性問題，尤其用來防止等浮電纜纏結(jié)的風(fēng)險(xiǎn)。
[0023]通常，為了估計(jì)地震等浮電纜的位置，地震等浮電纜配備有磁羅盤和/或GPS (表示“全球定位系統(tǒng)”)接收器:
[0024].GPS接收器安裝在幾個(gè)特定的點(diǎn)處，諸如安裝在拖曳勘探船以及連接到等浮電纜上的頭部浮標(biāo)和尾部浮標(biāo)上；
[0025]?大量的磁羅盤沿著等浮電纜部署以確定特定點(diǎn)之間的等浮電纜的變形。
[0026]然而，此種已知解決方案需要一個(gè)費(fèi)時(shí)的過程并且不可實(shí)施用于估計(jì)在部署或在取回階段中的地震等浮電纜的相對位置。它需要等浮電纜網(wǎng)絡(luò)的整個(gè)部署來估計(jì)地震等浮電纜相對于彼此的位置。
[0027]專利FR2947390中描述了基于水下聲學(xué)測量方法的另一已知解決方案。該解決方案包括:對隔開兩個(gè)聲學(xué)節(jié)點(diǎn)(布置在兩個(gè)不同等浮電纜上)的節(jié)點(diǎn)間距離進(jìn)行估計(jì)，所述兩個(gè)聲學(xué)節(jié)點(diǎn)根據(jù)預(yù)定義的聲學(xué)發(fā)送和接收序列分別充當(dāng)發(fā)送器節(jié)點(diǎn)和接收器節(jié)點(diǎn)。然而，當(dāng)?shù)卣鸬雀‰娎|處于部署或取回階段中時(shí)，此解決方案需要使用者定期地重新配置聲學(xué)序列(例如在聲學(xué)節(jié)點(diǎn)的每一次發(fā)射時(shí))，以更新節(jié)點(diǎn)間距離的網(wǎng)格。因此，此解決方案的實(shí)施方式是令人厭煩且費(fèi)時(shí)的。
[0028]因此，似乎特別有價(jià)值的是對部署或取回階段中地震等浮電纜相對于已經(jīng)部署的另一個(gè)地震等浮電纜或另一地震等浮電纜組的位置進(jìn)行估計(jì)，而不必依靠專用裝置或聲學(xué)序列的定期重新配置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0029]在至少一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明尤其旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的這些不同缺點(diǎn)。
[0030]更具體地說，本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的目標(biāo)為提供一種比上文論述的已知解決方案更快且更精確的技術(shù)，以對尤其在取回或在部署階段中地震等浮電纜相對于至少另一個(gè)地震等浮電纜的位置進(jìn)行估計(jì)。
[0031]本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例還有一個(gè)目標(biāo)為提供一種減小專用于等浮電纜位置計(jì)算的裝置(磁羅盤、GPS,等等)數(shù)目的技術(shù)。
[0032]本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例還有一個(gè)目標(biāo)為提供一種不需要事先了解聲學(xué)網(wǎng)絡(luò)中實(shí)施的聲學(xué)序列的這種技術(shù)。
[0033]本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例還有一個(gè)目標(biāo)為提供一種在等浮電纜處于取回或部署階段時(shí)避免定期地重新配置聲學(xué)序列的技術(shù)，因此實(shí)現(xiàn)等浮電纜的更快部署。
[0034]本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的另外目標(biāo)為提供一種易于實(shí)施并且花費(fèi)極少的這種技術(shù)。
[0035]本發(fā)明的一個(gè)特定實(shí)施例提出一種用于對第一聲學(xué)線性天線相對于屬于拖曳聲學(xué)線性天線網(wǎng)絡(luò)的第二聲學(xué)線性天線的位置進(jìn)行估計(jì)的方法，所述拖曳聲學(xué)線性天線網(wǎng)絡(luò)上布置了多個(gè)節(jié)點(diǎn)，該方法的特征在于，該方法包含以下步驟:
[0036](a)對布置在所述第一聲學(xué)線性天線上的多個(gè)第一節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置，從而使這些第一節(jié)點(diǎn)充當(dāng)發(fā)送器節(jié)點(diǎn)，并且對布置在所述第二聲學(xué)線性天線上的多個(gè)第二節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置，從而使這些第二節(jié)點(diǎn)充當(dāng)接收器節(jié)點(diǎn)；
[0037](b)形成至少第一發(fā)送器節(jié)點(diǎn)組，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送相同的第一聲波標(biāo)記圖；
[0038](c)對于每一個(gè)接收器節(jié)點(diǎn):
[0039]*獲得在所述第一聲波標(biāo)記圖的發(fā)射時(shí)刻與由所述接收器節(jié)點(diǎn)接收到的所述第一聲波標(biāo)記圖的接收時(shí)刻之間經(jīng)過的傳播持續(xù)時(shí)間；
[0040]*根據(jù)所獲得的所述接收器節(jié)點(diǎn)以及所述第一聲波標(biāo)記圖的傳播持續(xù)時(shí)間，建立表示發(fā)送器節(jié)點(diǎn)的可能位置的幾何圖；
[0041](d)確定為所述接收器節(jié)點(diǎn)建立的幾何圖之間的一組公共點(diǎn)；
[0042](e)根據(jù)所述一組公共點(diǎn)，對所述第一聲學(xué)線性天線相對于所述第二聲學(xué)線性天線的位置進(jìn)行估計(jì)。
[0043]因此，由于純粹的聲學(xué)測量系統(tǒng)，除了通過常規(guī)的構(gòu)件以外，本發(fā)明能夠估計(jì)拖曳聲學(xué)線性天線相對于另一者的位置。為此，本發(fā)明包括通過使用聲學(xué)測量建立幾何圖，每一個(gè)幾何圖表示接收器節(jié)點(diǎn)周圍的發(fā)送器節(jié)點(diǎn)的可能位置。由于此“盲推斷”(接收器節(jié)點(diǎn)無法分辨正在進(jìn)行發(fā)送的發(fā)送器節(jié)點(diǎn))，所以根據(jù)本發(fā)明的方法不需要事先對預(yù)定的聲學(xué)發(fā)送和接收序列進(jìn)行定義。因此，與上文所論述的已知解決方案相反，本發(fā)明不需要定期地重新配置聲學(xué)網(wǎng)絡(luò)的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)以獲得對處于部署或取回階段的聲學(xué)線性天線的位置的估計(jì)。這實(shí)現(xiàn)了聲學(xué)天線定位的更快、更可靠且更節(jié)能的實(shí)施方式。
[0044]此外，由于此基于聲學(xué)測量的精明幾何方法，所以根據(jù)本發(fā)明的方法不需要任何專用的常規(guī)裝置(例如像羅盤或GPS浮標(biāo))。這樣實(shí)現(xiàn)了更簡單且更便宜的實(shí)施方式。實(shí)際上，所提出的解決方案能夠以獨(dú)立于任何其他裝置的自主方式連續(xù)地測量聲學(xué)線性天線的相對位置(無論聲學(xué)天線是部分還是完全部署的)。
[0045]根據(jù)特定的特征，該方法進(jìn)一步包含以下步驟:結(jié)合所述第一組節(jié)點(diǎn)的發(fā)送器節(jié)點(diǎn)之間的預(yù)定距離，在一組公共點(diǎn)中選擇公共點(diǎn)的子集。
[0046]因此避免考慮實(shí)際上與發(fā)送器節(jié)點(diǎn)不匹配的公共點(diǎn)。因此，對聲學(xué)線性天線的位置的估計(jì)更加精確。
[0047]根據(jù)特定的特征，步驟(b)進(jìn)一步包含形成至少另一組發(fā)送器節(jié)點(diǎn)，每一個(gè)另一組發(fā)送器節(jié)點(diǎn)發(fā)送另一不同聲波標(biāo)記圖，并且對于發(fā)送不同聲波標(biāo)記圖的每一個(gè)另一組發(fā)送器節(jié)點(diǎn)實(shí)施步驟(C)、(d)以及(e)，每一個(gè)接收器節(jié)點(diǎn)經(jīng)配置以接收所有標(biāo)記圖。
[0048]由于每一個(gè)接收器節(jié)點(diǎn)都能夠接收所有標(biāo)記圖，所以與專利FR2947390中描述的已知解決方案相反，本發(fā)明不需要定期地重新配置聲學(xué)網(wǎng)絡(luò)的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)以獲得對處于部署或取回階段中的聲學(xué)線性天線的位置的估計(jì)。實(shí)際上，專利FR2947390中描述的解決方案意味著在聲學(xué)序列的每一個(gè)新型重新配置處，每一個(gè)接收器節(jié)點(diǎn)需要與特定的發(fā)送器節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)。這實(shí)現(xiàn)了聲學(xué)天線定位的更快、更可靠且更節(jié)能的實(shí)施方式。
[0049]此外，通過屬于第一聲學(xué)天線的其他組發(fā)送器節(jié)點(diǎn)發(fā)送其他不同聲波標(biāo)記圖會引起包括額外公共點(diǎn)，從而使得對第一聲學(xué)天線的位置的估計(jì)更加精確。這也增強(qiáng)了在網(wǎng)絡(luò)中辨別發(fā)送器節(jié)點(diǎn)的可能性。實(shí)際上，給定組的發(fā)送器節(jié)點(diǎn)可以選擇成彼此遠(yuǎn)離，以降低由接收器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行的不當(dāng)檢測的風(fēng)險(xiǎn)。
[0050]根據(jù)特定的特征，為每一個(gè)接收器節(jié)點(diǎn)建立的所述幾何圖包含圓的至少一部分，其使得:
[0051]-將所述接收器節(jié)點(diǎn)的位置作為圓心，以及
[0052]-將節(jié)點(diǎn)間距離作為半徑，所述節(jié)點(diǎn)間距離是所獲得的所述接收器節(jié)點(diǎn)和所述聲波標(biāo)記圖的傳播持續(xù)時(shí)間的函數(shù)，
[0053]并且一組公共點(diǎn)包含為多對連續(xù)的接收器節(jié)點(diǎn)建立的幾何圖的交叉點(diǎn)。
[0054]因此，本發(fā)明是基于圓或圓部分的設(shè)置確定的，圓的半徑表示接收器節(jié)點(diǎn)與發(fā)送器節(jié)點(diǎn)之間的可能節(jié)點(diǎn)間距離，后者被布置在第一聲學(xué)天線上，所尋求的是所述第一聲學(xué)天線的相對位置。隨后，因此所獲得的交叉點(diǎn)被聲學(xué)線性天線的發(fā)送器節(jié)點(diǎn)之間的預(yù)定距離穿過，以推斷當(dāng)它們匹配時(shí)，第一聲學(xué)天線相對于第二聲學(xué)天線的位置。
[0055]根據(jù)特定的特征，圓的所述至少一個(gè)部分根據(jù)以下等式以預(yù)定義的標(biāo)準(zhǔn)正交基建立:
[0056](X-Bi) ^(y-bi)2=^.T2
[0057]其中:
[0058]Bi和匕為索引為i的接收器節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)，
[0059]c為水下聲速的值，
[0060]T為由接收器節(jié)點(diǎn)所獲得的索引為i的傳播持續(xù)時(shí)間。
[0061]實(shí)際上，橫坐標(biāo)％對應(yīng)于在第一聲學(xué)天線上的接收器節(jié)點(diǎn)i的偏移，并且縱坐標(biāo)h可以設(shè)置為零以將第二聲學(xué)天線設(shè)置在縱坐標(biāo)軸處。
[0062]根據(jù)有利的特征，為每一個(gè)接收器節(jié)點(diǎn)建立的所述幾何圖包含在關(guān)于所述第二聲學(xué)線性天線預(yù)定的半平面圖中界定的半圓。
[0063]因此避免考慮實(shí)際上與發(fā)送器節(jié)點(diǎn)不匹配的交叉點(diǎn)，以加快計(jì)算過程。
[0064]根據(jù)另一有利特征，如果同一聲波標(biāo)記圖的至少兩個(gè)不同交叉點(diǎn)被確定用于包含公共接收器節(jié)點(diǎn)的連續(xù)的兩對接收器節(jié)點(diǎn)，那么如果所述兩個(gè)交叉點(diǎn)具有小于間隙閾值的間隙，則所述兩個(gè)交叉點(diǎn)被認(rèn)為是單個(gè)公共點(diǎn)。
[0065]此考慮能夠提高計(jì)算速度并且增強(qiáng)估計(jì)第一聲學(xué)天線的相對位置的可行性。 [0066]根據(jù)特定的特征，所述第一聲學(xué)線性天線與所述第二聲學(xué)線性天線在聲學(xué)線性天線網(wǎng)絡(luò)中是不相鄰的。
[0067]此特征能夠優(yōu)化聲學(xué)信號的方向性，并且因此更加增強(qiáng)了由接收器節(jié)點(diǎn)所進(jìn)行的傳播持續(xù)時(shí)間測量的精度。實(shí)際上，發(fā)送器和接收器等浮電纜彼此相距越遠(yuǎn)，方向性改進(jìn)得越多。
[0068]在另一實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種包含程序代碼指令的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，在計(jì)算機(jī)或處理器上執(zhí)行所述程序時(shí)，所述程序代碼指令用于實(shí)施上述方法(在其任何不同的實(shí)施例中)。
[0069]在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種存儲程序的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀載體媒介，當(dāng)由計(jì)算機(jī)或處理器執(zhí)行時(shí)，所述程序使得計(jì)算機(jī)或處理器執(zhí)行上述方法(在其任何不同實(shí)施例中)。
[0070]在另一實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種用于對第一聲學(xué)線性天線相對于屬于拖曳聲學(xué)線性天線網(wǎng)絡(luò)的第二聲學(xué)線性天線的位置進(jìn)行估計(jì)的裝置，在所述拖曳聲學(xué)線性天線網(wǎng)絡(luò)上布置了多個(gè)節(jié)點(diǎn)，所述裝置的特征在于，所述裝置包含:
[0071]-用于對布置在所述第一聲學(xué)線性天線上的多個(gè)第一節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置，從而使這些第一節(jié)點(diǎn)充當(dāng)發(fā)送器節(jié)點(diǎn)，并且對布置在所述第二聲學(xué)線性天線上的多個(gè)第二節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置，從而使這些第二節(jié)點(diǎn)充當(dāng)接收器節(jié)點(diǎn)的構(gòu)件；
[0072]-用于形成至少第一發(fā)送器節(jié)點(diǎn)組的構(gòu)件，每一個(gè)發(fā)送器節(jié)點(diǎn)發(fā)送相同的第一聲波標(biāo)記圖；
[0073]-對于每一個(gè)接收器節(jié)點(diǎn)，用于獲得在所述第一聲波標(biāo)記圖的發(fā)射時(shí)刻與由所述接收器節(jié)點(diǎn)接收到的所述第一聲波標(biāo)記圖的接收時(shí)刻之間經(jīng)過的傳播持續(xù)時(shí)間的構(gòu)件；
[0074]-對于每一個(gè)接收器節(jié)點(diǎn)，用于根據(jù)所獲得的所述接收器節(jié)點(diǎn)和所述第一聲波標(biāo)記圖的傳播持續(xù)時(shí)間建立表示發(fā)送器節(jié)點(diǎn)的可能位置的幾何圖的構(gòu)件；
[0075]-用于確定為所述接收器節(jié)點(diǎn)所建立的幾何圖之間的一組公共點(diǎn)的構(gòu)件；[0076]-用于根據(jù)所述一組公共點(diǎn)對所述第一聲學(xué)線性天線相對于所述第二聲學(xué)線性天線的位置進(jìn)行估計(jì)的構(gòu)件；
[0077]有利的是，在其各實(shí)施例的任何實(shí)施例中，該裝置包含用于實(shí)施其在如上所述估計(jì)過程中執(zhí)行的步驟的構(gòu)件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0078]通過下文的描述，并借助于說明性而非限定性的實(shí)例和附圖，可以更加清楚地了解本發(fā)明的實(shí)施例的其他特征及優(yōu)點(diǎn)，在這些附圖中:
[0079]-已經(jīng)參考現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行描述的圖1呈現(xiàn)了由地震勘探船所拖曳的地震等浮電纜網(wǎng)絡(luò)的實(shí)例；
[0080]-已經(jīng)參考現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行描述的圖2具體圖示了圖1的等浮電纜的一部分；
[0081]-圖3為根據(jù)本發(fā)明的方法的特定實(shí)施例的流程圖；
[0082]-圖4為可以在圖3的特定實(shí)施例中實(shí)施的圖示了確定交叉點(diǎn)的算法的具體實(shí)例的流程圖；
[0083]-圖5為可以在圖4的特定實(shí)施例中實(shí)施的圖示了匹配步驟的算法的具體實(shí)例的流程圖；
[0084]-圖6到圖9描繪了根據(jù)一個(gè)特定實(shí)施例的本發(fā)明的實(shí)施原理的示意圖；
[0085]-圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特定實(shí)施例的估計(jì)裝置的簡化結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0086]在本文檔的所有附圖中，相同元件和步驟用相同的數(shù)字參考符號表示。圖1和圖2已經(jīng)在上文中關(guān)于現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行描述。
[0087]本發(fā)明是基于根據(jù)聲學(xué)測量建立表示布置在地震等浮電纜上的發(fā)送器節(jié)點(diǎn)的可能位置的幾何模型來確定的，以對該等浮電纜相對于屬于聲學(xué)網(wǎng)絡(luò)的另一等浮電纜或另一等浮電纜組的位置進(jìn)行估計(jì)。本發(fā)明可以擺脫對了解聲學(xué)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)所實(shí)施的聲學(xué)發(fā)送序列的依賴。因此，在地震等浮電纜的部署或取回的情況下，不必進(jìn)行聲學(xué)網(wǎng)絡(luò)的定期重新配置來實(shí)現(xiàn)這些等浮電纜的精確定位和布置。本解決方案尤其能夠比上文所論述的現(xiàn)有技術(shù)解決方案更快地部署或取回等浮電纜網(wǎng)絡(luò)。
[0088]此外，由于此種僅基于聲學(xué)測量的精明方法，所以根據(jù)本發(fā)明的方法不需要任何專用的常規(guī)裝置，例如羅盤或GPS浮標(biāo)等。
[0089]現(xiàn)在參考里！我們描繪了根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)特定實(shí)施例的流程圖。
[0090]在以下描述中，它被認(rèn)為是對在部署階段的第一地震等浮電纜61(S卩，所述等浮電纜部分部署)相對于已完全部署的第二地震等浮電纜62的位置進(jìn)行估計(jì)的實(shí)例，如凰I中所示。
[0091]在步驟31中，分別對布置在地震等浮電纜61上的節(jié)點(diǎn)(圖6中的節(jié)點(diǎn)El到E22)初始地進(jìn)行設(shè)置以便充當(dāng)發(fā)送器節(jié)點(diǎn)，并且對布置在地震等浮電纜62上的節(jié)點(diǎn)(圖6中的節(jié)點(diǎn)Rl到R22)初始地進(jìn)行設(shè)置以便充當(dāng)接收器節(jié)點(diǎn)。換句話說，步驟31包括將地震等浮電纜61配置為發(fā)送器等浮電纜并且將等浮電纜62配置為接收器等浮電纜。
[0092]為了使描述更易于閱讀，接收器節(jié)點(diǎn)在下文用參考標(biāo)號Ri表示，其中i e [0,m],發(fā)送器節(jié)點(diǎn)用參考標(biāo)號Ei表示，其中i e [O，k]，并且聲波標(biāo)記圖用參考標(biāo)號I表示，其中j e [O, η] ο在圖6到圖9圖示的示例性實(shí)施例中，m=22, k=22,并且j=3。
[0093]在步驟32中，形成屬于等浮電纜61的三組發(fā)送器節(jié)點(diǎn):
[0094]-用于發(fā)送(例如具有頻率Fl的)第一聲波標(biāo)記圖S1的第一組發(fā)送器節(jié)點(diǎn)(E1、E4、E7、E10、E13、E16、E19、E22),
[0095]-用于發(fā)送(例如具有頻率F2的)第二標(biāo)記圖S2的第二組發(fā)送器節(jié)點(diǎn)(E2、E5、E8、E11、E14、E17、E20)，
[0096]-用于發(fā)送(例如具有頻率F3的)第三聲波標(biāo)記圖S3的第三組發(fā)送器節(jié)點(diǎn)(E3、E6、E9、E12、E15、E18、E21)。
[0097]在圖6中，第一、第二以及第三組的節(jié)點(diǎn)分別用菱形、三角形，以及十字形描繪。
[0098]形成若干組發(fā)送器節(jié)點(diǎn)且每一組發(fā)送不同聲學(xué)信號這一事實(shí)使得能辨別到達(dá)布置在等浮電纜62上的接收器節(jié)點(diǎn)的既定聲學(xué)信號，因此降低了不當(dāng)檢測的風(fēng)險(xiǎn)。
[0099]在步驟33中，第一、第二以及第三組發(fā)送器節(jié)點(diǎn)同時(shí)(在公共時(shí)鐘起始處)傳輸與其相關(guān)聯(lián)的聲波標(biāo)記圖S1、S2、S3。隨后，布置在其他等浮電纜62上的每一個(gè)接收器節(jié)點(diǎn)Ri接收來自不同組的發(fā)送器節(jié)點(diǎn)Ei的聲波標(biāo)記圖，但并不知道發(fā)送該聲波標(biāo)記圖的發(fā)送器節(jié)點(diǎn)。
[0100]在替代實(shí)施例中，每一個(gè)發(fā)送器節(jié)點(diǎn)組可以(例如)在三個(gè)連續(xù)時(shí)隙中連續(xù)發(fā)送其自身的聲波標(biāo)記圖S」:專用于第一聲學(xué)信號的發(fā)送的第一時(shí)隙、專用于第二聲學(xué)信號的發(fā)送的第二時(shí)隙，以及專用于第三聲學(xué)信號的發(fā)送的第三時(shí)隙。
[0101]此處應(yīng)注意，每一個(gè)發(fā)送器節(jié)點(diǎn)Ei和接收器節(jié)點(diǎn)Ri通過公共時(shí)鐘進(jìn)行同步，所述公共時(shí)鐘由節(jié)點(diǎn)管理器系統(tǒng)通過置于等浮電纜內(nèi)的導(dǎo)線通信總線施加。對于每一個(gè)聲波標(biāo)記圖Sj,接收器節(jié)點(diǎn)Ri應(yīng)當(dāng)考慮到在其偵聽暫時(shí)窗口(listening temporal window)中首先接收到的聲波標(biāo)記圖。
[0102]根據(jù)一個(gè)特定實(shí)施例，對于每一個(gè)聲波標(biāo)記圖Sp接收器節(jié)點(diǎn)Ri考慮到具有在其偵聽暫時(shí)窗口中的任何接收信號的最高能量的聲波標(biāo)記圖。
[0103]對于第一聲波標(biāo)記圖S1，等浮電纜62的每一個(gè)接收器節(jié)點(diǎn)Ri測量在由第一組的發(fā)送器節(jié)點(diǎn)發(fā)送的聲波標(biāo)記圖S1的發(fā)射時(shí)刻(即，時(shí)鐘起始時(shí)刻)與通過接收器節(jié)點(diǎn)Ri的接收時(shí)刻之間所經(jīng)過的行進(jìn)持續(xù)時(shí)間T。已知聲速C，那么隨后使用經(jīng)典公式:D=c.T可以確定節(jié)點(diǎn)間距離。
[0104]此節(jié)點(diǎn)間距離的計(jì)算可以由導(dǎo)航系統(tǒng)或節(jié)點(diǎn)管理器系統(tǒng)(由接收器節(jié)點(diǎn)反饋的持續(xù)時(shí)間測量值T)或接收器節(jié)點(diǎn)Ri本身(如果其配備用于此計(jì)算的電子設(shè)備)來進(jìn)行。
[0105]對于第二聲波標(biāo)記圖S2和第三聲波標(biāo)記圖S3，此操作以相同的方式進(jìn)行。
[0106]在此步驟33結(jié)束時(shí)，對于接收器等浮電纜62的每一個(gè)接收器節(jié)點(diǎn)Ri以及對于由此節(jié)點(diǎn)接收到的每一個(gè)聲波標(biāo)記圖Si,我們獲得節(jié)點(diǎn)間距離，諸如:Du=c.Tiijo
[0107]在步驟34中，對于每一個(gè)接收器節(jié)點(diǎn)Ri (其中i包含在I和22之間)以及對于由此節(jié)點(diǎn)Ri接收到的每一個(gè)聲波標(biāo)記圖Sj (其中j包含在I和3之間)，以二維正交基(X，y)建立了圓，該圓使得:
[0108]-將該接收器節(jié)點(diǎn)Ri的位置作為圓心，以及
[0109]-將計(jì)算用于該接收器節(jié)點(diǎn)Ri以及用于由該接收器節(jié)點(diǎn)Ri接收到的聲波標(biāo)記圖Sj的節(jié)點(diǎn)間距離Du作為半徑。
[0110]此同心圓表示已經(jīng)傳輸聲波標(biāo)記圖Sj的發(fā)送器節(jié)點(diǎn)相對于接收器節(jié)點(diǎn)Ri的可能位置。借助于以下經(jīng)典方程確定所述圓:
[0111](x-ai)2+ (y-bi)2= (c.Ti；j)2=Di；/ (I)
[0112]其中:
[0113]Bi和匕為接收器節(jié)點(diǎn)Ri的坐標(biāo)，
[0114]Di,j為計(jì)算用于已經(jīng)接收聲波標(biāo)記圖S」的接收器節(jié)點(diǎn)Ri的節(jié)點(diǎn)間距離，其中Di；J=c.Ti；J (c為水下聲速的值，且Tu為所獲得的接收器節(jié)點(diǎn)Ri以及聲波標(biāo)記圖Sj的傳播持續(xù)時(shí)間)。 [0115]實(shí)際上，按照該等浮電纜的已知結(jié)構(gòu)信息(通過導(dǎo)航系統(tǒng)或節(jié)點(diǎn)管理器系統(tǒng)事先了解接收器節(jié)點(diǎn)之間的直線距離)，縱坐標(biāo)bi被設(shè)置為O以將接收器等浮電纜62設(shè)置在正交基的縱坐標(biāo)軸處，并且橫坐標(biāo)％與接收器等浮電纜62上的接收器節(jié)點(diǎn)Ri的位置相對應(yīng)。坐標(biāo)基將在地震勘探船水平面處的預(yù)定義點(diǎn)作為原點(diǎn)(0x，Oy)。
[0116]因此，如麗I中所示，建立了:
[0117]-用于標(biāo)記圖S1的多個(gè)第一圓71，每一個(gè)第一圓與等浮電纜62的接收器節(jié)點(diǎn)Ri中的一者相關(guān)聯(lián)，
[0118]-用于標(biāo)記圖S2的多個(gè)第二圓72，每一個(gè)第二圓與等浮電纜62的接收器節(jié)點(diǎn)Ri中的一者相關(guān)聯(lián)。
[0119]-用于聲波標(biāo)記圖S3的多個(gè)第三圓73，每一個(gè)第三圓與等浮電纜62的接收器節(jié)點(diǎn)Ri中的一者相關(guān)聯(lián)。
[0120]在步驟35中，對于聲波標(biāo)記圖Sp S2, S3中的每一者，估計(jì)算法確定了在為每一對連續(xù)的接收器節(jié)點(diǎn)(Ri, Ri+1)、(Ri+1，Ri+2)、…等等建立的圓之間的一組交叉點(diǎn)(由圖7中的十字形圖示出)。
[0121]應(yīng)注意，如果兩個(gè)交叉點(diǎn)之間的間隙小于預(yù)定閾值(諸如5米等)，那么利用同一標(biāo)記圖的聲學(xué)信號確定的這兩個(gè)交叉點(diǎn)被認(rèn)為指代同一交叉點(diǎn)。
[0122]如果對于一對連續(xù)的接收器節(jié)點(diǎn)(Ri, Ri+1)沒有發(fā)現(xiàn)交叉點(diǎn)，那么這些連續(xù)的接收器節(jié)點(diǎn)被認(rèn)為并非記錄來自同一發(fā)送器節(jié)點(diǎn)Ei的聲波標(biāo)記圖S」。
[0123]在一個(gè)特定實(shí)施例中，應(yīng)當(dāng)計(jì)劃保留一元二次方程(I)的正根或負(fù)根以加速交叉點(diǎn)的計(jì)算過程。在圖6的實(shí)例中，僅包含在放置在接收器等浮電纜62之上的半平面中的半圓(正Y坐標(biāo))在正交基中可以被考慮到。這避免了考慮對應(yīng)于負(fù)Y坐標(biāo)且因此實(shí)際上與等浮電纜61的發(fā)送器節(jié)點(diǎn)不匹配的交叉點(diǎn)。
[0124]接著，算法前進(jìn)到步驟36，所述步驟包括驗(yàn)證先前步驟35中所確定的交叉點(diǎn)實(shí)際上是否與等浮電纜61的發(fā)送器節(jié)點(diǎn)Ei匹配。已知等浮電纜61上的發(fā)送器節(jié)點(diǎn)的順序以及將發(fā)送器節(jié)點(diǎn)隔開的直線距離(等浮電纜的結(jié)構(gòu)在其制造期間界定，并且因此節(jié)點(diǎn)之間的距離是眾所周知的)，則隨后那些直線距離穿過所計(jì)算出的交叉點(diǎn)。根據(jù)等浮電纜61上的節(jié)點(diǎn)布置，將交叉點(diǎn)之間的距離逐步與兩個(gè)(連續(xù)或不連續(xù)的)發(fā)送器節(jié)點(diǎn)之間的已知直線距離相比較。如果已知直線距離與兩個(gè)給定交叉點(diǎn)之間的距離之差小于預(yù)定閾值，那么兩個(gè)交叉點(diǎn)被認(rèn)為與兩個(gè)發(fā)送器節(jié)點(diǎn)相匹配，所述兩個(gè)發(fā)送器節(jié)點(diǎn)之間的直線距離用于計(jì)算中。此步驟的原理將在下文中關(guān)于圖4和圖5更詳細(xì)地描述。[0125]如圖7和圖8的實(shí)例所示，對于標(biāo)記圖S1，發(fā)送器節(jié)點(diǎn)E7與Eltl之間的直線距離與隔開交叉點(diǎn)74A和74C的距離完全匹配。因此，估計(jì)算法分別用發(fā)送器節(jié)點(diǎn)E7和Eltl分配匹配的交叉點(diǎn)74A和74C。對于以下步驟，交叉點(diǎn)74B和74D被忽略。
[0126]對于每一個(gè)聲波標(biāo)記圖(如上文所描述)或?qū)τ谌齻€(gè)聲波標(biāo)記圖都可以實(shí)施此步驟36 (隨后將每一個(gè)交叉點(diǎn)逐步與已知的直線距離相比較)。在第二種情況下，測量冗余會提聞估計(jì)精度。
[0127]根據(jù)本發(fā)明的替代實(shí)施例，將交叉點(diǎn)之間的距離與將固定發(fā)送器節(jié)點(diǎn)(例如E1)與地震等浮電纜61的另一發(fā)送器節(jié)點(diǎn)Ei隔開的距離Cli相比較。隨后每一個(gè)交叉點(diǎn)被根據(jù)固定節(jié)點(diǎn)計(jì)算出的等浮電纜61的直線距離Cli穿過，以當(dāng)它們匹配時(shí)推斷發(fā)送器節(jié)點(diǎn)Ei的位置。
[0128]根據(jù)另一替代實(shí)施例，距離Cli可以根據(jù)不同的基礎(chǔ)來界定，不是從第一發(fā)送器節(jié)點(diǎn)E1而是從發(fā)送器節(jié)點(diǎn)Ei,該發(fā)送器節(jié)點(diǎn)的位置先前已經(jīng)以較高的測量精度確定(例如E7),其中假設(shè)該發(fā)送器節(jié)點(diǎn)Ei與等浮電纜61的另一發(fā)送器節(jié)點(diǎn)(例如Eltl)之間的距離Cli也通過實(shí)施本算法的單元而已知。
[0129]S8中示意性地描繪了對標(biāo)記圖S1執(zhí)行步驟36的結(jié)果。發(fā)送了第一聲波標(biāo)記圖S1的第一組節(jié)點(diǎn)化1^437^10313^16319，E22)的發(fā)送器節(jié)點(diǎn)的位置已經(jīng)被計(jì)算并且記錄。
[0130]在步驟36結(jié)束時(shí)，每一個(gè)匹配的交叉點(diǎn)被分配給等浮電纜61的發(fā)送器節(jié)點(diǎn)，并且從那些匹配交叉點(diǎn)中推斷出節(jié)點(diǎn)間距離(在此提醒，每一個(gè)交叉點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)間距離的值相關(guān)聯(lián)，此交叉點(diǎn)根據(jù)所述節(jié)點(diǎn)間距離計(jì)算出)。
[0131]在步驟37中，根據(jù)從前述步驟中推斷出的節(jié)點(diǎn)間距離，隨后可以估計(jì)等浮電纜61相對于等浮電纜62的位置，如圖9所示。
[0132]圖9表示聲波標(biāo)記圖Sp S2以及S3的匹配交叉點(diǎn)被具體化的示意圖。
[0133]每一個(gè)聲波標(biāo)記圖Sp S2, S3的測量冗余能夠提高發(fā)送器等浮電纜61相對于接收器等浮電纜62的相對位置的精度，確切地說以防劇烈變形的等浮電纜61。
[0134]圖4為圖示了圖3的步驟36的實(shí)施實(shí)例的流稈圖。步驟36旨在根據(jù)等浮電纜61的預(yù)定距離，在一組交叉點(diǎn)中選擇交叉點(diǎn)的子集。此算法在下文稱為“演繹算法”。
[0135]在步驟400中，當(dāng)起始算法時(shí)，我們將值O指定給變量i。隨后，在步驟410中，我們將列表的第i個(gè)元素IistSender.get(i)指定給變量SenderA。此列表包含等浮電纜61上(發(fā)送器EpE2、…、E21、E22)從橫坐標(biāo)軸開始以升序排序的發(fā)送器節(jié)點(diǎn)組(“上升偏移”)。
[0136]步驟420包括測試變量SenderA是否為零，即是否每一個(gè)發(fā)送器節(jié)點(diǎn)都已被測試過。如果是，那么算法前進(jìn)到步驟425。如果不是(尚未對每一個(gè)發(fā)送器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行測試)，那么算法前進(jìn)到步驟430，其中我們將值i+Ι指定給變量k。
[0137]隨后，在步驟440中，我們將列表的第k個(gè)元素listSender.get (k)指定給變量SenderB，以將發(fā)送器節(jié)點(diǎn)考慮進(jìn)算法中，所述發(fā)送器節(jié)點(diǎn)在發(fā)送器節(jié)點(diǎn)列表中跟隨著發(fā)送器節(jié)點(diǎn)A。
[0138]步驟450包括測試變量SenderB是否為零。如果不是，那么算法前進(jìn)到步驟460。如果是，那么算法前進(jìn)到步驟490，其中變量i以I (i=i+l)遞增，隨后被回饋到步驟410以測試列表中接下來的發(fā)送器A。[0139]如果變量SenderB不為零，那么算法前進(jìn)到步驟460，其中對當(dāng)前發(fā)送器A和發(fā)送器B執(zhí)行圖5中圖示的算法findMatch。
[0140]接著，步驟470包括測試變量Match是否為零。如果是，那么算法前進(jìn)到步驟475以使變量k以I (k=k+l)遞增，隨后回到步驟440。否則算法前進(jìn)到步驟480，其中根據(jù)在步驟460中確定的每一個(gè)匹配交叉點(diǎn)推斷出節(jié)點(diǎn)間距離。隨后，在與確定的交叉點(diǎn)匹配之后，通過回饋到步驟490重復(fù)該過程，在步驟490中變量i以I遞增，隨后回饋到步驟410以測試列表中接下來的發(fā)送器A。如果變量SenderA為零(步驟420的測試)，那么演繹算法完成(步驟425)。為圖示了可以在圖4的特定實(shí)施例中實(shí)施的匹配步驟460的具體實(shí)施實(shí)例的流程圖。
[0141]在步驟500中，當(dāng)起始算法時(shí)，我們獲得將發(fā)送器A與發(fā)送器B隔開的預(yù)定直線距離(distanceTheorique)ο
[0142]隨后，在步驟510中，我們將與由發(fā)送器A發(fā)射的聲波標(biāo)記圖(Sp S2或S3)相關(guān)聯(lián)的交叉點(diǎn)的列表(ListlnstersectionPoint (getFreq (SenderA)),從橫坐標(biāo)軸以升序確定縱坐標(biāo)(“上升偏移”)的交叉點(diǎn)的列表指定給變量listlntersectionPointC。在步驟520中，我們將與由發(fā)送器B發(fā)射的聲波標(biāo)記圖相關(guān)聯(lián)的交叉點(diǎn)的列表(ListlnstersectionPoint (getFreq (SenderB)),從橫坐標(biāo)軸以升序確定縱坐標(biāo)(“上升偏移”))的交叉點(diǎn)的列表指定給變量listlntersectionPointD。
[0143]在步驟521和步驟522中，我們分別將值O指定給變量f和變量g。
[0144]在步驟530中，我們將列表listlntersectionPointC的第f個(gè)元素指定給變量PointC0
[0145]在步驟531中，我們測試變量pointC是否為零(即，與發(fā)送器B相關(guān)聯(lián)的每一個(gè)交叉點(diǎn)是否都已被算法測試過)。如果是，那么算法前進(jìn)到步驟533 (返回空)，否則算法前進(jìn)到步驟532，其中進(jìn)行另一測試以了解包含在發(fā)送器A理論位置(SenderA-X)與測試后的交叉點(diǎn)(pointC.X)之間的間隙是否高于閾值(ThresoldInvalidPosition)。如果是,那么這意味著發(fā)送器A理論位置離交叉點(diǎn)太遠(yuǎn)并且隨后后者被取消。算法前進(jìn)到步驟550，其中變量f以I遞增以測試下一個(gè)交叉點(diǎn)。
[0146]在步驟540中，我們將列表listlntersectionPointD的第g個(gè)元素指定給變量PointD0
[0147]步驟541包括了解變量pointD是否為零(即，與發(fā)送器B相關(guān)聯(lián)的每一個(gè)交叉點(diǎn)是否都已被算法測試過)。如果是，那么算法前進(jìn)到步驟550，其中變量f以I遞增以測試下一個(gè)交叉點(diǎn)。否則，算法前進(jìn)到步驟542，其中我們進(jìn)行一致性檢查。我們檢查發(fā)送器A是否定位在發(fā)送器B之前:點(diǎn)B偏移(pointD.X)應(yīng)大于點(diǎn)A偏移(pointC.X)。如果是，那么算法前進(jìn)到步驟560。如果不是，那么算法前進(jìn)到步驟580，其中變量g以I遞增以測試下一個(gè)交叉點(diǎn)。
[0148]在步驟560中，我們將交叉點(diǎn)pointC與pointD之間的歐氏距離(distance(pointC, pointD))指定給變量 distancelntersection。
[0149]接下來的步驟570包括計(jì)算理論距離(distanceTheorique)與兩個(gè)交叉點(diǎn)pointC與pointD間的距離之間的間隙。
[0150]如果此間隙大于閾值(ThresholdMatching),那么算法前進(jìn)到步驟580,其中變量K以I遞增以測試下一個(gè)交叉點(diǎn)。這意味著兩個(gè)交叉點(diǎn)POintC和POintD并不與兩個(gè)發(fā)送器A和B匹配。
[0151]如果此間隙小于閾值(ThresholdMatching),那么認(rèn)為兩個(gè)交叉點(diǎn)pointC和pointD對應(yīng)于兩個(gè)發(fā)送器A和B。算法前進(jìn)到步驟580,所述步驟將數(shù)據(jù)組Match (SenderA>Sender B、pointC和pointD)返回到圖4的算法(回到步驟460)。交叉點(diǎn)pointC被分配給發(fā)送器A并且交叉點(diǎn)pointD被分配給發(fā)送器B。
[0152]在此提醒，應(yīng)注意，如果借助于同一標(biāo)記圖的聲學(xué)信號所確定的兩個(gè)交叉點(diǎn)具有小于預(yù)定閾值的間隙，那么它們被認(rèn)為是同一個(gè)交叉點(diǎn)。因此，如果發(fā)送器節(jié)點(diǎn)被分配給交叉點(diǎn)，那么應(yīng)向與所述交叉點(diǎn)類似的所有節(jié)點(diǎn)分配所述發(fā)送器節(jié)點(diǎn)。
[0153]胤迎描繪了根據(jù)本發(fā)明的的一個(gè)特定實(shí)施例的(用于估計(jì)地震等浮電纜相對于另一者的距離)估計(jì)裝置90的簡化結(jié)構(gòu)。
[0154]估計(jì)裝置90可以為節(jié)點(diǎn)管理器系統(tǒng)或?qū)Ш较到y(tǒng)。它包含只讀存儲器(R0M)93，隨機(jī)存取存儲器(RAM)91以及處理器92。只讀存儲器93 (非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀載體媒介)存儲可執(zhí)行程序代碼指令，當(dāng)由處理器92執(zhí)行時(shí)，所述指令能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的方法的實(shí)施方式(例如圖3的步驟33到37)。 [0155]初始化之后，前述程序代碼指令從只讀存儲器93傳遞到隨機(jī)存取存儲器91以便由處理器92執(zhí)行。隨機(jī)存取存儲器91也包括用于存儲此執(zhí)行所需的變量和參數(shù)。處理器92接收以下信息(參考標(biāo)號分別為94a到94b):
[0156]?聲速c的值，
[0157]?傳播持續(xù)時(shí)間，每一個(gè)傳播持續(xù)時(shí)間與接收器節(jié)點(diǎn)以及不同的聲波標(biāo)記圖相關(guān)聯(lián)(如果節(jié)點(diǎn)間距離的計(jì)算由導(dǎo)航系統(tǒng)或節(jié)點(diǎn)管理器系統(tǒng)進(jìn)行)或與節(jié)點(diǎn)間距離(如果節(jié)點(diǎn)間距離的計(jì)算事先由接收器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行)相關(guān)聯(lián)。
[0158]根據(jù)程序代碼指令，處理器92執(zhí)行程序代碼指令，從而使估計(jì)裝置能夠傳遞地震等浮電纜相對于另一者的距離的估計(jì)值95。
[0159]根據(jù)本發(fā)明的估計(jì)方法的所有步驟通過以下方法可以同樣較好地實(shí)施:
[0160]?通過執(zhí)行一組程序代碼質(zhì)量，所述程序代碼指令由諸如PC類型設(shè)備、DSP (數(shù)字信號處理器)或微控制器等可重新編程的計(jì)算機(jī)器所執(zhí)行。此程序代碼指令可以存儲在可拆卸的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀載體媒介(例如，軟盤、CD-ROM或DVD-ROM)或不可拆卸的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀載體媒介中；或
[0161]?通過專用機(jī)器或組件，諸如FPGA (現(xiàn)場可編程門陣列)、ASIC (專用集成電路)或任何專用硬件組件。
[0162]應(yīng)注意，本發(fā)明不限于采用計(jì)算機(jī)程序指令形式的純粹基于軟件的實(shí)施方式，而是還可以以硬件形式或結(jié)合了硬件部分和軟件部分的任何形式實(shí)施。
[0163]盡管本發(fā)明已經(jīng)參考一個(gè)示例性實(shí)施例進(jìn)行描述，但也可以設(shè)想替代實(shí)施例。確切地說，上文關(guān)于圖3所描述的算法實(shí)施用于估計(jì)第一地震等浮電纜相對于第二地震等浮電纜的位置。在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，人們可以設(shè)想實(shí)施一種用于對第一地震等浮電纜相對于等浮電纜網(wǎng)絡(luò)的若干其他地震等浮電纜的位置進(jìn)行估計(jì)的方法，這些其他地震等浮電纜可以與第一等浮電纜相鄰或不相鄰。
[0164]此外，本發(fā)明描述了一種用于對都已完全部署的兩個(gè)地震等浮電纜的位置進(jìn)行估計(jì)的示例性方法。本發(fā)明還可以應(yīng)用于連續(xù)地估計(jì)處于部署或取回階段的地震等浮電纜的相對位置，以便實(shí)時(shí)控制等浮電纜的位置并且因此防止等浮電纜纏結(jié)的風(fēng)險(xiǎn)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于對第一聲學(xué)線性天線(61)相對于屬于拖曳聲學(xué)線性天線(20a-20e)網(wǎng)絡(luò)的第二聲學(xué)線性天線(62)的位置進(jìn)行估計(jì)的方法，在所述拖曳聲學(xué)線性天線網(wǎng)絡(luò)上布置了多個(gè)節(jié)點(diǎn)，所述方法的特征在于，所述方法包含以下步驟: (a)對布置在所述第一聲學(xué)線性天線上的多個(gè)第一節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置(31)，從而使這些第一節(jié)點(diǎn)充當(dāng)發(fā)送器節(jié)點(diǎn)(E1-E22)，并且對布置在所述第二聲學(xué)線性天線上的多個(gè)第二節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置，從而使這些第二節(jié)點(diǎn)充當(dāng)接收器節(jié)點(diǎn)(R1-R22); (b)形成(32)至少第一組發(fā)送器節(jié)點(diǎn)，每一個(gè)發(fā)送器節(jié)點(diǎn)發(fā)送相同的第一聲波標(biāo)記圖； (c)對于每一個(gè)接收器節(jié)點(diǎn): 獲得(33)在所述第一聲波標(biāo)記圖的發(fā)射時(shí)刻與由所述接收器節(jié)點(diǎn)接收到的所述第一聲波標(biāo)記圖的接收時(shí)刻之間經(jīng)過的傳播持續(xù)時(shí)間； 根據(jù)所獲得的所述接收器節(jié)點(diǎn)和所述第一聲波標(biāo)記圖的所述傳播持續(xù)時(shí)間，建立(34)表示發(fā)送器節(jié)點(diǎn)的可能位置的幾何圖(71、72、73)； Cd)確定(35、36)為所述接收器節(jié)點(diǎn)所建立的所述幾何圖之間的一組公共點(diǎn)； (e)根據(jù)所述一組公共點(diǎn)，對所述第一聲學(xué)線性天線相對于所述第二聲學(xué)線性天線的位置進(jìn)行估計(jì)(37)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包含以下步驟:結(jié)合所述第一組節(jié)點(diǎn)的發(fā)送器節(jié)點(diǎn)之間的預(yù)定距離，在所述一組公共點(diǎn)中選擇公共點(diǎn)的子集。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述步驟(b)進(jìn)一步包含形成至少另一組發(fā)送器節(jié)點(diǎn)，每一個(gè)另一組發(fā)送器節(jié)點(diǎn)發(fā)送另一不同的聲波標(biāo)記圖， 并且其中所述步驟(C)、(d)以及(e)實(shí)施用于發(fā)送不同聲波標(biāo)記圖的每一個(gè)另一組發(fā)送器節(jié)點(diǎn)，每一個(gè)接收器節(jié)點(diǎn)經(jīng)配置以接收所有標(biāo)記圖。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一權(quán)利要求所述的方法，其中為每一個(gè)接收器節(jié)點(diǎn)所建立的所述幾何圖包含圓的至少一個(gè)部分，所述圓具有以下特征: 將所述接收器節(jié)點(diǎn)的位置作為圓心，以及 將節(jié)點(diǎn)間距離作為半徑，所述節(jié)點(diǎn)間距離是所獲得的所述接收器節(jié)點(diǎn)和所述聲波標(biāo)記圖的所述傳播持續(xù)時(shí)間的函數(shù)， 并且其中所述一組公共點(diǎn)包含為多對連續(xù)的接收器節(jié)點(diǎn)建立的幾何圖的交叉點(diǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中根據(jù)以下方程，以預(yù)定義的標(biāo)準(zhǔn)正交基建立所述圓的至少一個(gè)部分:
(X-Bi) 2+(7^,)2=02.T2 其中: Bi和bi為索引為i的接收器節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)， c為水下聲速的值， T為由接收器節(jié)點(diǎn)所獲得的索引為i的傳播持續(xù)時(shí)間。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5中任一權(quán)利要求所述的方法，其中為每一個(gè)接收器建立的所述幾何圖包含:在關(guān)于所述第二聲學(xué)線性天線預(yù)定的半平面中界定的半圓。
7.根據(jù)權(quán)利要求3到6中任一權(quán)利要求所述的方法,其中,對于同一聲波標(biāo)記圖,如果兩個(gè)不同交叉點(diǎn)被確定用于包含公共接收器節(jié)點(diǎn)的兩對連續(xù)的接收器節(jié)點(diǎn)，那么如果所述兩個(gè)交叉點(diǎn)具有小于間隙閾值的間隙，則所述兩個(gè)交叉點(diǎn)被認(rèn)為是單個(gè)公共點(diǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7中任一權(quán)利要求所述的方法，其中在所述聲學(xué)線性天線網(wǎng)絡(luò)中，所述第一聲學(xué)線性天線和所述第二聲學(xué)線性天線是不相鄰的。
9.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包含程序代碼指令，當(dāng)所述程序在計(jì)算機(jī)或處理器上執(zhí)行時(shí)，所述程序代碼指令用于實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求1到8中的至少一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法。
10.一種存儲程序的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀載體媒介，當(dāng)由計(jì)算機(jī)或處理器執(zhí)行時(shí)，所述程序使所述計(jì)算機(jī)或所述處理器實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求1到8中的至少一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法。
11.一種用于對第一聲學(xué)線性天線(61)相對于屬于拖曳聲學(xué)線性天線(20a-20e)網(wǎng)絡(luò)的第二聲學(xué)線性天線(62)的位置進(jìn)行估計(jì)的裝置，在所述拖曳聲學(xué)線性天線網(wǎng)絡(luò)上布置了多個(gè)節(jié)點(diǎn)，所述裝置的特征在于，所述裝置包含: 用于對布置在所述第一聲學(xué)線性天線上的多個(gè)第一節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置，從而使這些第一節(jié)點(diǎn)充當(dāng)發(fā)送器節(jié)點(diǎn)(E1-E22)，并且對布置在所述第二聲學(xué)線性天線上的多個(gè)第二節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置，從而使這些第二節(jié)點(diǎn)充當(dāng)接收器節(jié)點(diǎn)(R1-R22)的構(gòu)件； 用于形成至少第一組發(fā)送器節(jié)點(diǎn)的構(gòu)件，每一個(gè)發(fā)送器節(jié)點(diǎn)發(fā)送相同的第一聲波標(biāo)記圖； 對于每一個(gè)接收器節(jié)點(diǎn) (R1-R22)，用于獲得在所述第一聲波標(biāo)記圖的發(fā)射時(shí)刻與由所述接收器節(jié)點(diǎn)接收到的所述第一聲波標(biāo)記圖的接收時(shí)刻之間經(jīng)過的傳播持續(xù)時(shí)間的構(gòu)件； 對于每一個(gè)接收器節(jié)點(diǎn)(R1-R22)，用于根據(jù)所獲得的所述接收器節(jié)點(diǎn)和所述第一聲波標(biāo)記圖的所述傳播持續(xù)時(shí)間建立表示發(fā)送器節(jié)點(diǎn)的可能位置的幾何圖(71、72、73)的構(gòu)件； 用于確定為所述接收器節(jié)點(diǎn)所建立的所述幾何圖之間的一組公共點(diǎn)的構(gòu)件； 用于根據(jù)所述一組公共點(diǎn)對所述第一聲學(xué)線性天線相對于所述第二聲學(xué)線性天線的位置進(jìn)行估計(jì)的構(gòu)件。
【文檔編號】G01V1/38GK104007470SQ201410037687
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年1月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月21日
【發(fā)明者】克里斯多夫·熱赫茲 申請人:瑟塞爾公司