CN109416410B - 海底资源探测系统、发送装置、接收装置、信号处理装置、信号处理方法、电探测法、电磁探测法以及程序 - Google Patents

海底资源探测系统、发送装置、接收装置、信号处理装置、信号处理方法、电探测法、电磁探测法以及程序 Download PDF

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Abstract

本发明涉及海底资源探测系统，包括发送装置、接收装置以及信号处理装置，发送装置具有发送部，以水作为介质向水中发送为了进行海底资源的探测而发送的规定的发送人工信号。接收装置具有接收部，用于接收发送人工信号中表示以水作为介质传播至该接收装置的信号的接收人工信号和伴随因海底资源产生的电位异常而以水作为介质传播至该接收装置的自然电位的合成信号。信号处理装置具有将合成信号分离成接收人工信号和自然电位的信号处理部。

Description

海底资源探测系统、发送装置、接收装置、信号处理装置、信号 处理方法、电探测法、电磁探测法以及程序
技术领域
本发明涉及海底资源探测系统、发送装置、接收装置、信号处理装置、信号处理方法、电探测法、电磁探测法以及程序。
背景技术
自从以往，人们提出了测量由海底资源而导致产生的自然电位，并基于测量到的自然电位来探测海底资源的技术方案(例如，参照非专利文献1)。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：Heinson，G.，White，A.Robinson，D.andFathianpour，N.，Marineself-potential gradient exploration of the continental margin，Geophysics，70：G109-G118(2005)。
非专利文献2：Ueda，T.，Mitsuhata，Y.，Jinguji，M.and Baba，H.，Sub-seafloorresistivity sensing using a vertical electrode configuration，Earth，Planetsand Space，66：31，doi：10.1186/1880-5981-66-31(2014)。
发明内容
发明所要解决的问题
在海底资源的探测中，需要比以往更有效且高精度的探测。为了进行有效且高精度的海底资源的探测，基于多种探测原理同时进行探测，不仅提高各种探测的精度，而且需要并行地处理这些信号。因此，当作为同时进行多种探测的方法而进行自然电位探测和使用了人工电流源的探测时，为了并行地处理信号，需要能够准确地将作为接收人工信号和自然电位混合观测而得到的时间序列信号的合成信号分离成接收人工信号和自然电位的技术，所述接收人工信号是由为了进行海底资源的探测而发送的、信号的振幅和频率成分预先被控制的发送人工信号而导致产生的信号，所述自然电位伴随由海底资源而导致产生的电位异常。
因此，本发明的目的在于，提供一种能够解决上述课题的海底资源探测系统、发送装置、接收装置、信号处理装置、信号处理方法、电探测法、电磁探测法以及程序。
解决问题的技术方案
本发明的一技术方案的海底资源探测系统，包括发送装置、接收装置以及信号处理装置，其中，所述发送装置具有发送部，所述发送部用于以水作为介质向水中发送发送人工信号，所述发送人工信号表示为了进行海底资源的探测而发送的规定信号，所述接收装置具有接收部，所述接收部用于接收接收人工信号和自然电位的合成信号，所述接收人工信号表示所述发送人工信号中的以所述水作为介质传播到该接收装置的信号，所述自然电位伴随由所述海底资源导致产生的电位异常而以所述水作为介质传播到该接收装置，所述信号处理装置具有信号处理部，所述信号处理部用于将所述合成信号分离成所述接收人工信号和所述自然电位。
本发明的一技术方案是上述海底资源探测系统，其中，所述发送装置具有：第一原子钟，以及发送数据写入部，将所述发送人工信号的电流值以规定的时间间隔与所述第一原子钟表示的时刻和发送所述发送人工信号时的该发送装置的位置建立关联，并写入存储部的第一数据表格；所述接收装置具有：第二原子钟，所述第二原子钟的时刻与所述第一原子钟一致，以及接收数据写入部，将所述接收部以规定的时间间隔采样的合成信号的电压值、在所述接收部采样时所述第二原子钟表示的时刻以及在所述接收部采样时的该接收装置的位置建立关联，并写入存储部的第二数据表格；所述信号处理部基于所述接收数据写入部写入所述存储部中的第二数据表格，将所述合成信号分离成所述接收人工信号和所述自然电位。
在本发明的一技术方案的上述海底资源探测系统中，所述信号处理部使用低通滤波器将所述合成信号分离成所述接收人工信号和所述自然电位。
在本发明的一技术方案的上述海底资源探测系统中，所述信号处理部使用包含一次函数的近似多项式，将所述合成信号分离成所述接收人工信号和所述自然电位。
在本发明的一技术方案的上述海底资源探测系统中，所述信号处理部基于主成分分析或独立成分分析，将所述合成信号分离成所述接收人工信号和所述自然电位。
在本发明的一技术方案的上述海底资源探测系统中，所述信号处理部基于所述发送人工信号、表示所述发送人工信号中包含的各个频率成分的正弦波信号以及相位与所述正弦波信号相差90度的余弦波信号，将所述合成信号分离成所述接收人工信号和所述自然电位。
在本发明的一技术方案的上述海底资源探测系统中，所述信号处理部使用高通滤波器将所述合成信号分离成所述接收人工信号和所述自然电位。
在本发明的一技术方案的上述海底资源探测系统中，所述接收装置具有用于接收所述合成信号的多个电极，所述多个电极沿水平方向以规定的间隔隔开配置。
在本发明的一技术方案的上述海底资源探测系统中，所述信号处理部将与通过所述合成信号的分离而获得的电场的水平方向分量的拐点对应的位置推定为所述地下资源的埋藏位置。
在本发明的一技术方案的上述海底资源探测系统中，所述接收装置具有用于接收所述合成信号的多个电极，所述多个电极沿铅垂方向以规定的间隔隔开配置。
在本发明的一技术方案的上述海底资源探测系统中，所述信号处理部将与通过所述合成信号的分离而获得的电场的铅垂方向分量的极值点对应的位置推定为所述地下资源的埋藏位置。
在本发明的一技术方案的上述海底资源探测系统中，所述接收装置具有用于接收所述合成信号的多个电极，所述多个电极的一部分沿铅垂方向以规定的间隔隔开配置，其他电极沿水平方向以规定的间隔隔开配置。
在本发明的一技术方案的接收装置，设置于海底资源探测系统，其中，具有接收部，所述接收部用于接收接收人工信号和自然电位的合成信号，所述接收人工信号表示发送人工信号中的以水作为介质传播到接收装置的信号，所述发送人工信号表示为了进行海底资源的探测而发送的规定信号，所述自然电位伴随由所述海底资源导致产生的电位异常而以所述水作为介质传播到所述接收装置。
本发明的一技术方案的信号处理装置，其中，具有信号处理部，所述信号处理部用于将接收人工信号和自然电位的合成信号分离成所述接收人工信号和所述自然电位，所述接收人工信号表示发送人工信号中的以水作为介质传播至接收装置的信号，所述发送人工信号表示为了进行海底资源的探测而发送的规定信号，所述自然电位伴随由所述海底资源导致产生的电位异常而以所述水作为介质传播到所述接收装置。
本发明的一技术方案的发送装置，设置于海底资源探测系统，其中，所述发送部用于以水作为介质向水中发送发送人工信号，所述发送人工信号表示为了进行海底资源的探测而发送的规定信号。
本发明的一技术方案的信号处理方法，其中，包括：以水作为介质从发送装置向水中发送发送人工信号，所述发送人工信号表示为了进行海底资源的探测而发送的规定的信号；接收接收人工信号和自然电位的合成信号，所述接收人工信号表示所述发送人工信号中的以所述水作为介质传播至接收装置的信号，所述自然电位伴随由所述海底资源导致产生的电位异常而以所述水作为介质传播到所述接收装置；以及将所述合成信号分离成所述接收人工信号和所述自然电位。
本发明的一技术方案的电探测法，其中，包括：以水作为介质从发送装置向水中发送发送人工信号，所述发送人工信号表示为了进行海底资源的探测而发送的规定信号；接收接收人工信号和自然电位的合成信号，所述接收人工信号表示所述发送人工信号中的以所述水作为介质传播至接收装置的信号，所述自然电位伴随由所述海底资源导致产生的电位异常而以所述水作为介质传播到所述接收装置；将所述合成信号分离成所述接收人工信号和所述自然电位；以及针对所述接收人工信号进行利用信号的振幅的探测。
本发明的一技术方案的电磁探测法，其中，包括：以水作为介质向水中发送发送人工信号，所述发送人工信号表示为了进行海底资源的探测而发送的规定信号；接收接收人工信号和自然电位的合成信号，所述接收人工信号表示所述发送人工信号中的以所述水作为介质传播至接收装置的信号，所述自然电位伴随由所述海底资源导致产生的电位异常而以所述水作为介质传播到所述接收装置；将所述合成信号分离成所述接收人工信号和所述自然电位；以及针对所述接收人工信号进行基于频率区域或时间区域的探测。
本发明的一技术方案的程序，用于使计算机执行：以水作为介质向水中发送发送人工信号，所述发送人工信号表示为了进行海底资源的探测而发送的规定信号；接收接收人工信号和自然电位的合成信号，所述接收人工信号表示所述发送人工信号中的以所述水作为介质传播至接收装置的信号，所述自然电位伴随由所述海底资源导致产生的电位异常而以所述水作为介质传播到所述接收装置；以及将所述合成信号分离成所述接收人工信号和所述自然电位。
发明效果
根据上述海底资源探测系统，能够将作为接收人工信号和自然电位混合观测而得到的时间序列信号的合成信号准确地分离成接收人工信号和自然电位，所述接收人工信号表示由为了进行海底资源的探测而发送的、信号的振幅和频率成分预先被控制的发送人工信号而导致产生的信号，所述自然电位伴随由海底资源而导致产生的电位异常。
附图说明
图1是表示本发明第一实施方式的海底资源探测系统的图。
图2是表示本发明第一实施方式的发送装置的结构的图。
图3是本发明第一实施方式中的发送人工信号的图。
图4是表示本发明第一实施方式的接收装置的结构的图。
图5是表示本发明第一实施方式的信号处理装置的构成的图。
图6是用于说明本发明第一实施方式中的合成信号的分离的第一图。
图7是用于说明本发明第一实施方式中的合成信号的分离的第二图。
图8是表示本发明第一实施方式的海底资源探测系统的处理流程的图。
图9是用于说明本发明第一实施方式中的偶极-偶极法的第一图。
图10是用于说明本发明第一实施方式中的偶极-偶极法的第二图。
图11是表示本发明第二实施方式的海底资源探测系统的图。
图12是表示本发明第二实施方式的发送装置的结构的图。
图13是表示本发明第二实施方式的接收装置的结构的图。
图14是表示本发明第二实施方式的信号处理装置的结构的图。
图15是说明分析本发明第二实施方式中的通过偶极发生的海水中的电位或电场异常的方法的图。
图16是表示本发明第二实施方式的信号处理装置对埋藏有地下资源的海底附近的电场进行分析得到的结果的具体例子的图。
图17是表示本发明第二实施方式的海底资源探测系统的变形例的图。
图18是表示本发明第二实施方式的海底资源探测系统的变形例的图。
图19是表示本发明第二实施方式的海底资源探测系统的变形例的图。
具体实施方式
第一实施方式
以下，参照附图详细说明本发明第一实施方式。
首先，参照图1～图5，详细说明本发明第一实施方式的海底资源探测系统的结构。
需要说明的是，在本发明的第一实施方式中，与各个接收人工信号、自然电位、合成信号以及后述的发送人工信号相比，各种噪音足够小，可以忽略不计。接收人工信号是为了进行电探测或电磁探测而故意从发送装置发送的发送人工信号中，以水、海底资源以及其他物体等为介质进行传播并达到接收装置的信号。另外，自然电位是从矿体、天然气水合物等海底资源产生，并以水、海底资源以及其他物体作为介质传播至接收装置的信号。自然电位通常表示低的频率成分(例如，取决于测量高度，但周期在几秒以上)。合成信号是接收人工信号和自然电位混合而成并由接收装置接收的信号。
图1是表示本发明第一实施方式的海底资源探测系统1的图。
如图1所示，海底资源探测系统1包括信号处理系统2、船400以及移动体500。
海底资源探测系统1能够在水深超过1000m的深海域进行海底资源的探测。使移动体500，后述的发送电极T1、T2以及电位测量电极R1、R2、R3、R4分别在例如距离海底几十m程度水深的海中(水中的一个例子)进行移动(或者，自主移动)。
信号处理系统2包括发送装置10、接收装置20以及信号处理装置30。
图2是表示本发明第一实施方式的发送装置10的结构的图。
如图2所示，发送装置10具有发送部101、发送控制部102、发送数据写入部103、存储部104、第一原子钟105以及发送电极T1、T2。
发送装置10设置于例如移动体500。
发送部101通过发送控制部102的控制，在海中不断地从各个发送电极T1、T2向接收装置20发送表示发送人工信号的电流信号。
就发送人工信号而言，为了进行电探测或电磁探测而故意地从发送装置发送的、信号的振幅和频率成分被预先控制的信号，是表示为了算出在探测中在海中移动的移动体500的各个位置的电阻率ρ和充电率M而人工生成的电流的信号。发送人工信号例如是如图3所示的脉冲信号、正弦波信号等信号的振幅和信号的频率成分被预先控制的信号，是表示比自然电位所表示的频率成分的频率更高的信号。需要说明的是，与使用变压器等来生成所述发送人工信号的情形相比，使用线性放大器、IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor：绝缘栅双极型晶体管)、MOSFET(Metal Oxide SemiconductorField EffectTransistor：金属-氧化物半导体场效应晶体管)或SiC(Silicon Carbide：碳化硅)等来生成所述发送人工信号时，发送人工信号中不必要的频率成分更少，更接近所期望的波形的信号。
各个发送电极T1、T2以规定的位置关系设置于互不相同的位置。例如，各个发送电极T1、T2通过由FRP(纤维强化塑料)或热塑性树脂(例如，PP(聚丙烯))等构成的棒状构件即电极棒而依次被连接。发送电极T1、T2的间隔例如是20m。该发送电极T1、T2的间隔根据距离海底探测海底资源的深度而变更。
本发明第一实施方式的海底资源探测系统1作为例子示出了具有T1、T2两个发送电极的情形。需要说明的是，本发明第一实施方式的海底资源探测系统1的发送电极的数量可以是三个以上，海底资源探测系统1进行的探测精度随着发送电极的数量增加而提高。
发送控制部102控制发送部101，以使其向接收装置20发送人工信号。
发送数据写入部103(例如，20～50Hz左右的采样率)将发送控制部102向接收装置20发送的发送人工信号以规定的时间间隔与第一原子钟105表示的时刻、发送控制部102发送发送人工信号时的发送装置10的位置建立关联并写入存储部104中。
存储部104存储发送装置10进行的处理中所需的各种信息。例如，存储部104存储将发送控制部102向接收装置20发送的发送人工信号与第一原子钟105表示的时刻建立关联的数据表格TBL1(第一数据表格)。
第一原子钟105具有比晶体振荡器等更高精度的频率基准，与准确时钟信号一起生成非常准确的绝对时间。
图4是表示本发明第一实施方式的接收装置20的结构的图。
如图4所示，接收装置20具有接收部201、接收控制部202、接收数据写入部203、存储部204、位置获取部205、第二原子钟206以及电位测量电极R1、R2、R3、R4。接收装置20通过线缆402与移动体500相连接。因此，接收装置20根据移动体500的移动(因此，根据船400的航行)而在海中移动。
接收部201基于接收控制部202的控制，不断地通过各个电位测量电极R1、R2、R3、R4来接收合成信号。具体而言，接收部201以公共电极为基准，测量各个电位测量电极R1、R2、R3、R4的合成信号。如上所述，由于移动体500、发送电极T1、T2以及电位测量电极R1、R2、R3、R4在水中移动，从而通过连续地的测量来测量水中的多个位置的各个电位测量电极R1、R2、R3、R4的合成信号。
作为接收部201具有的电位差计，可使用以往的电位差计。需要说明的是，接收部201具有的电位差计的功能，可与传统的电位差计同样地配置于移动体500。需要说明的是，各个电位测量电极的组合为n×(n-1)/2，若增加电位测量电极的数量n，则电位测量电极的间隔的数量增加，从而能够根据合成信号算出的电位测量电极之间的电压的总数增加。其结果，增加海底资源探测系统1所进行的地下资源的探测中使用的数据数量，提高海底资源探测系统1算出的探测结果的精度。
通常，自然电位是表示由存在于距离各个电位测量电极R1、R2、R3、R相对较远的位置的海底下的矿体、天然气水合物等海底资源而导致产生的电压的信号。
各个电位测量电极R1、R2、R3、R4以规定的位置关系设置于互不相同的位置。例如，各个电位测量电极R1、R2、R3、R4，通过由FRP(纤维强化塑料)或热塑性树脂(例如，PP(聚丙烯))等构成的棒状构件即电极棒而依次被连接。各个电位测量电极R1、R2、R3、R4的间隔为例如5～15m程度。另外，移动体500和最接近移动体500的电位测量电极R1的间隔是例如50～200m程度。另外，没有图示公共电极设置在例如电位测量电极R1与R2之间。各个电位测量电极R1、R2、R3、R4使用以往用于在海中测量电位的非极化电极。
接收控制部202控制接收部201，以使其(例如，与将发送控制部102向接收装置20发送的发送人工信号以规定的时间间隔与第一原子钟105表示的时刻建立关联的规定的时间间隔相同的时间间隔)对接收部201所接收的合成信号进行采样。
接收数据写入部203将接收部201采样的合成信号的值、当接收部201采样时第二原子钟206表示的时刻、以及当接收部201采样时接收装置20的位置建立关联，并写入存储部204。
存储部204存储接收装置20进行的处理所需的各种信息。例如，存储部204将接收部201采样的合成信号、接收部201对该合成信号进行采样时的时刻、以及接收部201采样该合成信号时的接收装置20的位置建立关联，并存储于数据表格TBL2(第二数据表格)。
接收装置20的位置获取部205不断地获取接收装置20的绝对位置。例如，位置获取部205是以往在海中使用的测位装置，以规定的时间间隔不断地获取纬度、经度以及深度的信息。需要说明的是，位置获取部205不一定设置于接收装置20，例如，可以与电位测量电极R1、R2、R3、R4相同地以棒状构件与接收装置20的任意部相位连接。即，位置获取部205只要能够将接收装置20的位置确定为绝对的位置，可设置于任意的位置。移动体500不断地通过测量相对于船的距离或惯性导航等来获取绝对位置，并通过将其记录为发送部10的位置信息，而与记录在位置获取部205的位置信息配合来确定发送装置10与位置获取部205的位置关系。需要说明的是，发送装置10和接收装置20的位置关系也可以通过在发送装置10和接收装置20之间进行测位来获得相对的位置。
第二原子钟206具有与第一原子钟105的频率基准相同的高精度的频率基准，并生成准确的时钟信号。另外，第二原子钟206通过预先与第一原子钟105的时刻进行匹配，而生成与第一原子钟105的绝对时间相同的绝对时间。
图5是表示本发明第一实施方式的信号处理装置30的结构的图。
如图5所示，信号处理装置30具有信号处理部301以及存储部302。
信号处理部301从接收装置20获取存储部204存储的数据表格TBL2所表示的信息。具体而言，例如，在移动体500移动了调查区域之后，从海中拉起存储部204，进行分析的负责人通过USB(Universal Serial Bus：通用串行总线)存储器等存储介质，将数据表格TBL2表示的信息从存储部204转移至存储部302。
信号处理部301从存储部302读取数据表格TBL2所表示的信息。
如图6所示，信号处理部301将特定的合成信号分离成接收人工信号和自然电位。
例如，信号处理部301，使合成信号通过低通滤波器，由此从合成信号中去除作为高频成分的接收人工信号，并取出自然电位，该低通滤波器具有基于特定的合成信号的波形(例如，图6的(A)部分所示的合成信号的波形)而决定的截止频率。信号处理部301通过从合成信号中减去所取出的自然电位来算出接收人工信号。
这样一来，信号处理部301可将图6的(A)部分所示的合成信号分离成图6的(B)部分所示的接收人工信号和图6的(C)部分所示的自然电位。
另外，例如，基于特定的合成信号的波形，判断自然电位是由一次函数表示还是由高次函数表示，信号处理部301算出表示自然电位的一次函数或高次函数的近似式。信号处理部301通过从合成信号中减去由所算出的一次函数或高次函数的近似式表示的自然电位，算出接收人工信号。
这样一来，信号处理部301可将图6的(A)部分所示的合成信号分离成图6的(B)部分所示的接收人工信号和图6的(C)部分所示的自然电位。
另外，例如，与日本特愿2016-020642的段落0040中记载的噪音去除部使用由推定用信息获取部获取的电位信息所表示的多个电位电极的电位来进行主成分分析(PCA：Principal Components Analysis)或独立成分分析(ICA：Independent ComponentCorrelation Algorithm)，去除所测量的电位中包括的噪音的处理相同地，本实施方式的信号处理部301通过进行主成分分析(PCA)或独立成分分析(ICA)，将合成信号分离成接收人工信号和自然电位。具体而言，信号处理部301使用由电位测量电极R1、R2、R3、R4所获取的电位信息表示的多个电位电极的电位，来进行主成分分析(PCA)或独立成分分析(ICA)。主成分分析或独立成分分析能够通过统计处理而分离成规定的分离成分(此时，接收人工信号的成分和自然电位的成分)，能够在将合成信号分离为接收人工信号和自然电位时应用。更详细而言，信号处理部301基于通过主成分分析或独立成分分析而获得的各个分离成分(自然电位的成分和接收人工信号的成分)的贡献率或成分负荷量(主成分负荷量或独立成分负荷量)，进行从通过主成分分析或独立成分分析而获得的分离成分中抽取自然电位的成分或者去除接收人工信号的成分，并通过重构分离成分的值来算出去除了接收人工信号的成分后的自然电位的成分。信号处理部301基于该自然电位的成分算出自然电位。另外，信号处理部301基于通过主成分分析或独立成分分析而获得的各个分离成分(自然电位的成分和接收人工信号的成分)的贡献率或成分负荷量(主成分负荷量或独立成分负荷量)，从进行主成分分析或独立成分分析而获得的分离成分中抽取接收人工信号的成分或者去除自然电位的成分，并通过重构分离成分的值来算出去除了自然电位的成分后的电位，即算出接收人工信号的成分。信号处理部301基于该接收人工信号的成分算出接收人工信号。
这样一来，信号处理部301能够进行主成分分析或独立成分分析，而将图6的(A)部分所示的合成信号分离成图6的(B)部分所示的接收人工信号和图6的(C)部分所示的自然电位。
另外，例如，信号处理部301利用信号的振幅和频率成分预先被控制的发送人工信号和与该发送人工信号相关的信号的相关关系，将合成信号分离成接收人工信号和自然电位。具体而言，如图7所示，信号处理部301在所接收的合成信号上乘以所发送的发送人工信号中包含的各个频率成分的正弦波和相位与该正弦波相差90度的余弦波。例如，在发送人工信号为矩形波的情况下，包括n＝1、2、……，发送人工信号包含频率为基波的奇数倍的高次谐波成分。因此，在合成信号上分别乘以表示发送人工信号中包含的频率为基波的奇数倍的高次谐波成分的正弦波和余弦波。在将合成信号乘以正弦波时的信号振幅设定为a，将合成信号乘以余弦波时的信号振幅设定为b，如下面式(1)所示，可通过使各个信号通过例如LPF(Low Pass Filter：低通滤波器)并进行平方后的信号相加，获得合成信号的接收人工信号中包含的各个频率成分f。
[式1]
Figure BDA0001896125270000121
需要说明的是，θ表示下面式(2)所示的相位。
[式2]
θ＝arctan(b/a)···(2)
信号处理部301根据振幅的最大值确定与各个时刻对应的期间，并在各个期间合成各个频率成分f，来确定在各个期间接收的合成信号中的接收人工信号。
另外，信号处理部301基于从振幅的最大值开始与各个时刻对应的期间和相位θ，调整以相位θ＝0为基准时接收的合成信号的延迟。
信号处理部301从调整了延迟后的合成信号中减去合成信号中特定的接收人工信号。由此能够确定在特定的各个期间中的自然电位。
这样一来，信号处理部301可将图6的(A)部分所示的合成信号分离成图6的(B)部分所示的接收人工信号和图6的(C)部分所示的自然电位。
另外，例如，信号处理部301通过使合成信号通过高通滤波器，由此从合成信号中去除作为低频成分的自然电位，并取出接收人工信号，该高通滤波器具有特定的合成信号的波形(例如，图6的(A)部分所示的合成信号的波形)而决定的截止频率。信号处理部301能够从合成信号中减去所取出的接收人工信号来算出自然电位。
这样一来，信号处理部301能够将图6的(A)部分所示的合成信号分离成图6的(B)部分所示的接收人工信号和图6的(C)部分所示的自然电位。
此外，例如，信号处理部301将特定的合成信号的波形划分为多个期间，并决定针对划分出的每个期间，是使用上述的低通滤波器，还是使用一次函数的近似式，还是使用高次函数的近似式，还是使用进行主成分分析或独立成分分析的方法，还是利用信号的振幅和信号波形预先被控制的发送人工信号和与该发送人工信号相关的某个信号的相关关系，还是使用高通滤波器。信号处理部301能够针对划分出的每个期间，使用所决定的方法将合成信号分离成自然电位和接收人工信号。
信号处理部301将分离出的接收人工信号和自然电位各自与分别对应的时刻、接收装置20以及移动体500的位置建立关联并写入存储部302中。
船400在海上航行。移动体500根据船400的航行而在海里移动。
移动体500通过线缆401与船400相连接。移动体500可以是例如，在海里自主航行的AUV(Autonomous UnderwaterVehicle：自主水下航行器)、ROV(Remotely OperatedVehicle：遥控航行器)等水中航行器。
移动体500、发送电极T1、T2、以及电位测量电极R1、R2、R3、R4也可分别将相对于海底面的高度保持在恒定程度而进行移动。另外，移动体500、发送电极T1、T2、以及电位测量电极R1、R2、R3、R4还可以分别在实质上恒定的水深(将相对于海面的距离保持在恒定的程度)处进行移动。
图8是表示本发明第一实施方式的海底资源探测系统1的处理流程的图。
接着，对海底资源探测系统1的处理进行说明。
船400在海上航行。移动体500根据船400的航行而在海里移动。
发送部101基于发送控制部102的控制，在海中不断地从发送电极T1向T2输出表示发送人工信号的电流信号(步骤S1)。
发送数据写入部103以基于由第一原子钟105生成的时钟信号而生成的规定的时间间隔，将发送控制部102向接收装置20发送的发送人工信号的电流值与第一原子钟105(例如，20～50Hz左右的采样率)所表示的时刻建立关联，并写入存储部104的数据表格TBL1中(步骤S2)。
接收部201基于接收控制部202的控制，以基于由第二原子钟206所生成的时钟信号而生成的规定的时间间隔，不断地通过各个电位测量电极R1、R2、R3、R4对合成信号进行采样(步骤S3)。
位置获取部205以与接收部201不断地对合成信号进行采样并行的方式，不断地获取接收装置20的位置(步骤S4)。
接收数据写入部203从第二原子钟206获取接收部201对合成信号采样时的时刻。
接收数据写入部203从位置获取部205获取接收部201对合成信号采样时的接收装置20的位置。
接收数据写入部203将接收部201采样得到的合成信号的电压值、从第二原子钟206获取的时刻以及从位置获取部205获取的接收装置20的位置建立关联，并写入存储部204的数据表格TBL2(步骤S5)。
信号处理部301从接收装置20获取存储部204所存储的数据表格TBL2所表示的信息(步骤S6)。具体而言，例如，在移动体500移动了调查区域之后，将存储部204从海中拉起，进行分析的负责人通过USB(Universal Serial Bus：通用串行总线)存储器等存储介质将数据表格TBL2所表示的信息从存储部204转移至存储部302。信号处理部301从存储部302读取数据表格TBL2所表示的信息。
信号处理部301将数据表格TBL2中的合成信号分离成接收人工信号和自然电位(步骤S7)。
信号处理部301将分离出的接收人工信号和自然电位各自与分别对应的时刻、接收装置20以及移动体500的位置建立关联，并写入存储部302的数据表格TBL3(步骤S8)。
如上所述，海底资源探测系统1能够将各个时刻的或者接收装置20以及移动体500的各个位置上的合成信号分离成接收人工信号和自然电位。
由此，海底资源探测系统1除了利用在海底资源(矿体、天然气水合物等)的探测中使用到的自然电位法而获得的参数即自然电位之外，还能够获得基于电探测和电磁探测的物理探测的电阻率ρ和充电率M的参数即接收人工信号。通过使用电阻率ρ和充电率M能够提高海底资源的探测精度。
需要说明的是，信号处理部301也可通过自然电位(V)除以公共电极与各个电位测量电极R1、R2、R3、R4的距离来算出电场(V/m)，并生成各个移动体500的位置的电场的数据。公共电极与各个电位测量电极R1、R2、R3、R4的距离是预先固定的，存储部302存储有各个电位测量电极R1、R2、R3、R4的所述距离。信号处理部301从存储部302读取各个电位测量电极R1、R2、R3、R4的所述距离即可。
另外，信号处理部301也可基于发送部101所输出的电流和将从接收部201通过各个电位测量电极R1、R2、R3、R4所测量出的合成信号中分离出的自然电位和接收人工信号，算出海底资源的电阻率ρ。
图9是用于说明本发明第一实施方式中的偶极-偶极法的第一图。
图10是用于说明本发明第一实施方式中的偶极-偶极法的第二图。
例如，在海底资源的电探测中，如作为非专利文献的T.Goto et al.，“A marinedeep-towed DC resistivity survey in a methane hydrate area，Japan Sea，”Exploration Geophysics，2008，39，52-59；Butsuri-Tansa，2008，61，52-59；Mulli-Tamsa，2008，11，52-59.中所记载的那样，使用了“偶极-偶极法”。如图9所示，作为“偶极-偶极法”的最简单的形式之一，将发送电极、接收电极的组分开配置。如图9所示，将距离电流测量电极C1、C2较远的电位测量电极设定为P1，将距离电流测量电极C1、C2较近的电位测量电极设定为P2。另外，如图9所示，将距离电位测量电极P1、P2较近的电流测量电极设定为C1，将距离电位测量电极P1、P2较远的电流测量电极设定为C2。若将“偶极-偶极法”应用于图1所示的海底资源探测系统，则能够如下面所示的式(3)算出海底资源的电阻率ρ。
[式3]
Figure BDA0001896125270000151
在此，r1是电位测量电极P1与电流测量电极Ci之间的电极间距离。需要说明的是，电极间距离r1是电位测量电极P1与电流测量电极Ci之间的距离。电流测量电极Ci＝C1、C2，可选择两个电流测量电极。电极间距离r2是电位测量电极P1与公共电极COM之间的距离。电极间距离r3是电位测量电极P2与电流测量电极Ci之间的距离。电极间距离r4是电位测量电极P2与公共电极COM之间的距离。
电流I1是流过电流测量电极C1与C2之间的电流，是图10所示的稳定的电流。电压VR是电位测量电极P1与P2之间的电位差，是稳定的一次电位。
另外，信号处理部301也可基于对接收人工信号有贡献的电位和从接收部201通过各个电位测量电极R1、R2、R3、R4测量到的合成信号分离出的自然电位和接收人工信号，算出海底资源的电阻率ρ。例如，如图9所示，将电位测量电极R1、R2、R3、R4设定为利用电探测进行的“入口电极配置”，能够使用“偶极-偶极法”，如下面所示的式(4)算出海底资源的充电率M。
[式4]
Figure BDA0001896125270000161
在此，电位VS(t)是电位测量电极P1与P2之间的电位差，是电流I1切断后的二次残留电位。
另外，海底资源探测系统1可包括没有图示的环境用传感器，所述环境用传感器用于检测海中的环境(移动体500周边的环境)。环境用传感器检测的环境例如是海水的电导率、温度、水深(高度)、pH、CO2等。环境用传感器可检测出海水的电导率、温度、水深(高度)、pH、CO2等中的一种信息，也可以检测出多个信息。环境用传感器通过不断地检测出水中的环境来检测水中的多个位置的环境。作为环境用传感器可使用以往的环境用传感器(例如，CTD，Conductivity Temperature Depth profiler：电导率温度深度剖面仪)，并与以往的环境用传感器相同地配置于移动体500。环境用传感器将表示检测出的环境的环境信息与检测的时刻、检测出的位置以及在其位置上由接收部201测量到的电位建立关联。
此外，海底资源探测系统1可包括没有图示的移动体用传感器，所述移动体用传感器用于检测移动体500的状态。例如，移动体用传感器检测的移动体500的状态是移动体的摇摆(具体而言，俯仰角、滚动角、方位等)。移动体用传感器可检测俯仰角、滚动角以及方位中的一种信息，也可以检测多种信息。移动体用传感器不断地检测出移动体500的状态来检测在水中的多个位置的移动体500的状态。作为移动体用传感器，可使用以往的移动体用传感器，并与以往移动体用传感器相同地设置于移动体500。移动体用传感器将表示检测出的移动体500的状态的移动体信息与检测的时刻、检测出的位置以及在其位置上由接收部201测量出的电位建立关联。
接收部201的测量、环境用传感器的检测以及移动体用传感器的检测也可于电阻率ρ、充电率M等的计算中的修正、海底资源的探测等。需要说明的是，测位装置40的测位仅在海底资源的探测阶段进行即可。
需要说明的是，虽然将本发明第一实施方式的信号处理装置30作为设置在船400上的装置进行了说明。然而，本发明第一实施方式的信号处理装置30不限定于设置在船400上。本发明第一实施方式的信号处理装置30可存在于能够适当地获取由信号处理部301进行的处理所需要的信息的范围内的任何地方。
需要说明的是，在本发明的第一实施方式中，示例了发送电极为T1、T2的两个的情形。然而，发送电极不限定于T1、T2两个。在本发明的第一实施方式中，在进行适当的处理的范围内可具有任意数量的发送电极。
另外，在本发明的第一实施方式中，示例了电位测量电极为R1、R2、R3、R4这四个的情形。然而，电位测量电极不限定于R1、R2、R3、R4四个。在本发明的第一实施方式中，在进行适当的处理的范围内可具有任意数量的电位测量电极。
以上，说明了本发明第一实施方式的海底资源探测系统1。海底资源探测系统1包括发送装置10、接收装置20以及信号处理装置30。发送装置10具有发送部101，该发送部101以水作为介质向水中发送规定的发送人工信号该发送人工信号是为了进行海底资源的探测而发送的。接收装置20具有用于接收合成信号的接收部201，该合成信号是将发送人工信号中的以水作为介质传播至接收装置20的信号与伴随由海底资源而导致产生的电位异常而以水作为介质传播至接收装置20的自然电位的合成信号。信号处理装置30具有用于将合成信号分离成接收人工信号和自然电位的信号处理部301。
如此，海底资源探测系统1能够将接收人工信号和自然电位混合观测而得到的时间序列信息准确地分离成接收人工信号、自然电位，该接收人工信号表示由为了海底资源的探测而发送的发送人工信号导致产生的信号，该自然电位伴随由海底资源而导致产生的电位异常。
其结果，海底资源探测系统1除了利用在海底资源(矿体，天然气水合物等)的探测中使用到的自然电位法而获得的参数即自然电位之外，还能够获得基于电探测和电磁探测的物理探测的电阻率ρ和充电率M的参数即接收人工信号。海底资源探测系统1通过使用电阻率ρ和充电率M来提高海底资源的探测精度。
需要说明的是，在上述本发明的实施方式中，将海水作为传播接收人工信号、自然电位、合成信号、发送人工信号等信号的水(介质)的例子。然而，本发明的实施方式，作为传播这些信号的介质的水并不限定于海水。在本发明的实施方式中，作为传播这些信号的介质的水也可以是海水之外的湖水、河水、或含有矿物质的水等。另外，在本发明的实施方式中，作为传播这些信号的介质的水还可以是在海水、湖水、河水、含有矿物质的水等多种水中的两种以上混合而成的水。
需要说明的是，就本发明实施方式中的处理流程而言，在进行适当的处理的范围内可调换处理顺序。
就本发明中的各个存储部104、204、302而言，可配置在进行适当的信息的收发的范围内的任何地方。另外，存储部104、204、302也可以在进行适当的信息的收发的范围内分别存在多个而将数据分散存储。
需要说明的是，在本发明的第一实施方式中，以海底资源探测系统1进行对接收人工信号和自然电位各自的信号振幅进行分析的电探测的情形作为例子说明了海底资源探测系统1。然而，本发明第一实施方式的海底资源探测系统1不限定于进行电探测。本发明第一实施方式的海底资源探测系统1也可以是进行电磁探测的系统。在此情况下，与进行电探测的情形相同地，海底资源探测系统1将合成信号分离成接收人工信号和自然电位，并基于频率区域或时间区域来分析接收人工信号即可。具体而言，海底资源探测系统1的信号处理部301从发送装置10获取存储部104所存储的数据表格TBL1所表示的信息。另外，信号处理部301从接收装置20获取存储部204所存储的数据表格TBL2所表示的信息。海底资源探测系统1通过可控源电磁法(CSEM法：Controlled Source Electromagnetic Method)对利用第一原子钟105和第二原子钟206获取的时刻一致的获取数据进行分析，从而以在深海且接近对象物的方式实施像非专利文献A.McKay et al.，“Towed Streamer EM-reliablerecovery of sub-surface resistivity，”first break volume 33，April2015，pp.75-85中实施的那样的拖缆(Streamer)式的观测以及发送和接收信息即可。
第二实施方式
图11是表示本发明第二实施方式的海底资源探测系统1a的图。第二实施方式的海底资源探测系统1a在同时进行地下资源的电探测和自然电位探测的方面与第一实施方式的海底资源探测系统1相同，但是用于发送发送人工信号的发送电极和用于接收接收人工信号与自然电位的合成信号的电位测量电极的位置关系与第一实施方式的海底资源探测系统1不同。具体而言，在海底资源探测系统1中，多个发送电极和电位测量电极各自配置成大致水平方向，而在海底资源探测系统1a中，个发送电极和电位测量电极各自配置成大致铅垂方向。
图11示出了将发送电极T3和T4、电位测量电极R5～R9安装于连接移动体500和第二移动体600的线缆402的例子。需要说明的是，多个电位测量电极分别相对于其他电位测量电极配置在大致铅垂方向即可，不一定安装于线缆402。图11除了安装于线缆402的电位测量电极R5～R9之外，还示出了安装于移动体500的电位测量电极R10和R11的例子。
需要说明的是，在图11中，移动体600起到将线缆402保持为大致铅垂方向的配重的作用。在此情况下，可通过使拖航速度足够慢，以使电位测量电极R5～R9的排列近似于铅垂方向。另外，在此情况下，例如在移动体600设置有主摄像头601、前方监控摄像头602以及环境传感器603等设备。主摄像头601拍摄海底，前方监控摄像头602拍摄移动体600的前进方向的前方。环境传感器603是用于测量观测地点的水深的传感器。例如环境传感器603可包括CTD和高度计。在此情况下，环境传感器603通过对由CTD测量到的移动体600的深度和由高度计测量到的移动体600相对于海底的高度进行合计来测量观测地点的水深。由各种摄像头拍摄到的海中的图像和环境传感器603的测量信息被发送至船400和移动体500等的控制系统，用于调整移动体600的速度和深度。
另外，海底资源探测系统1a与第一实施方式的海底资源探测系统1不同点在于，具有发送装置10a来替代发送装置10，具有接收装置20a来替代接收装置20，具有信号处理装置30a来替代信号处理装置30。
图12是表示本发明第二实施方式的发送装置10a的结构的图。具体而言，发送装置10a与第一实施方式的发送装置10的不同点在于，具有发送电极T3、T4来替代发送电极T1和T2，但是具有基本上与第一实施方式的发送装置10相同的结构。因此，在图12中，针对与第一实施方式相同的结构赋予了与图2相同的附图标记并省略了对其的说明。与第一实施方式的发送电极T1和T2相同地，发送电极T3和T4用于发送电探测用的发送人工信号。
图13是表示本发明第二实施方式的接收装置20a的结构的图。具体而言，接收装置20a与第一实施方式的接收装置20的不同点在于，具有电位测量电极R5～R11来替代电位测量电极R1～R4，但是具有基本上与第一实施方式的接收装置20相同的结构。因此，在图13中，针对与第一实施方式相同的结构赋予了与图4相同的附图标记并省略了对其的说明。需要说明的是，接收装置20a所具有的电位测量电极的数量只要是多个即可，可以具有与附图不同的数量。与第一实施方式中的电位测量电极R1～R4相同地，电位测量电极R5～R11接收自然电位和接收人工信号的合成信号，该接收人工信号是基于从发送电极T3以及T4发送的发送人工信号的信号。
图14是表示本发明第二实施方式的信号处理装置30a的结构的图。具体而言，信号处理装置30a与第一实施方式的信号处理装置30的不同点在于，具有信号处理部301a来替代信号处理部301，但是具有基本上与第一实施方式的信号处理装置30相同的结构。因此，在图14中，针对与第一实施方式相同的结构赋予了与图5相同的附图标记并省略了对其的说明。
与第一实施方式同样地，信号处理部301a从接收装置20a获取数据表格TBL2所表示的信息。信号处理部301a将获取的信息转移至装置自身的存储部302。信号处理部301a基于存储部302中存储的数据表格TBL2所表示的信息，与第一实施方式相同地确定合成信号。信号处理部301a将确定出的合成信号分离成接收人工信号和自然电位。
需要说明的是，在第二实施方式中测量的自然电位的波形会根据电位测量电极的配置不同而被观测为与第一实施方式不同的波形。以下，说明针对自然电位获得的波形的差异。
图15是说明分析因存在于海底下的电流偶极而发生的海水中的电位或电场异常的方法的图。根据以下参考文献，被置于氧化还原梯度下的地下资源的周围的电位的异常可用向下的偶极来表达。此时，在假设海底为平坦的简单情况下，能够以分析的方式表达由偶极产生的海水中的电位、电场。需要说明的是，以下讨论，即便没有上述前提，也是近似成立的。
参考文献：Sato，M.and Mooney，H.M.，The electrochemical mechanismofsulfide self-potentials，Geophysics，25(1)：226-249，1960.
例如，假想当移动体500在偶极的正上方航行的情形，在如图15所示那样将海中模型化的情况下，可通过下面的式(5)～(10)来表示由偶极P的铅垂方向分量Pz产生的电位或电场E(Ex，Ey，Ez)。需要说明的是，在图15中，x轴方向表示移动体500的航行方向。d表示产生偶极的深度，即表示位于海底内的地下资源的深度，D(x)表示移动体500的拖航高度。在此，考虑到移动体500的拖航高度根据海底面的状态而不同，从而将D(x)设置为观测地点x的函数。另外，σ+表示海底上方(海水)的电导率，σ-表示海底下方的(堆积物)的电导率。另外，式中的Pz表示偶极矩，由于向下的偶极Pz＜0，因此在式中用绝对值表示。
[式5]
Z＝D(x)…(5)
[式6]
Figure BDA0001896125270000211
[式7]
Figure BDA0001896125270000212
[式8]
Figure BDA0001896125270000213
[式9]
Figure BDA0001896125270000214
[式10]
Figure BDA0001896125270000221
图16是表示本发明第二实施方式的信号处理装置30a分析埋藏有地下资源的海底附近的电场的结果的具体例子的图。在图16中横轴表示在水平方向上距偶极的距离(即距地下资源的埋藏位置的距离)，纵轴表示电场。如图16所示，由沿着水平方向配置的电位测量电极测量出的电场在偶极的正上方具有拐点，由沿着铅垂方向配置的电位测量电极测量出的电场在偶极的正上方取极值。因此，在地下资源的埋藏位置的推定中，检测出所获得的自然电位的峰值即可，无论是通过直观的方式还是以信号处理的方式，都能够更加容易地确定地下资源的埋藏位置。需要说明的是，在如图16所示的铅垂方向的电场的测量中，可获得具有比水平方向的振幅更大的振幅的信号。此点也有利于自然电位探测。
根据这样的第二实施方式的探测方法，不仅能够与第一实施方式相同地同时进行电探测和自然电位探测，而且针对自然电位探测能够获得更有效的测量数据。
变形例
在第一实施方式和第二实施方式中，说明了基于将电位测量电极沿着水平方向或铅垂方向中的任一种配置而测量的接收人工信号和自然电位，来推定地下资源的埋藏位置的方法，但是如下面的图17～图19所示，埋藏位置的推定也可以基于由沿着水平方向配置的电位测量电极和沿着铅垂方向配置的电位测量电极双方测量出的信号来进行。
图17示出了在第二实施方式中的海底资源探测系统1a的移动体500上安装有根据移动体500的移动而沿水平方向被牵引的线缆403，在所述安装的线缆403上安装有电位测量电极R12～R15的例子。在此情况下，电位测量电极R12～R15一边随着移动体500的移动而沿水平方向移动，一边在相同深度上接收合成信号。
图18示出了将发送装置10a搭载于在海中能够自主移动的AUV710(AutonomousUnderwater Vehicle：自主型海中探测器)搭载并将接收装置20a搭载于同样的AUV720，以此来替代被船400拖航的移动体500或600的例子。AUV710和AUV720一边彼此保持固定距离L一边航行。需要说明的是，AUV710与AUV720之间的距离可通过AUV710与AUV720彼此收发位置信息等而自主地控制，也可以通过船400的控制系统等其他系统或装置来控制。在这样的航行状态下，发送装置10a发送电探测用的发送人工信号，接收装置20a接收基于所发送的发送人工信号的合成信号。需要说明的是，就设置于AUV700的发送装置10a和接收装置20a的结构而言，除了各种电极的数量不同之外均与第二实施方式相同。
例如，在此情况下，在AUV710侧安装有用于发送发送人工信号的发送电极T5和T6，在AUV720侧在船体侧安装有电位测量电极R21及R22和R31～R34，在AUV720所拖拽的线缆721上安装有R41～R44。在此情况下，可通过电位测量电极R21及R31、R22及R32的各个组合来测量铅垂方向上的电位。另外，可通过电位测量电极R21及R22、R31～R34、R41～R44的各个组合来测量水平方向上的电位。需要说明的是，发送电极不一定必需安装于如AUV710那样的移动体，如图19所示，也可以预先设置在AUV720的航行路径上的规定位置。例如，如图中所示，可将T7及T8、T9及T10分别作为发送电极对来设置。
在图17～图19的例子的情况下，信号处理装置30b构为具有如下的两个功能的装置，该两个功能是第一实施方式的信号处理装置30所具有的功能和第二实施方式的信号处理装置30a所具有的功能。如此构成的变形例的海底资源探测系统1a不仅能够同时进行电探测和自然电位探测，而且还能够同时针对自然电位进行铅垂方向和水平方向上的测量。需要说明的是，在以不同的深度来测量水平方向上的电位的情况下，水平方向上的探测可针对相同深度的各个电位来进行，也可通过电磁学上的修正，将不同深度的电位换算成相同深度的电位之后进行。
虽然说明了本发明的实施方式，但是上述发送装置10(或者10a)、接收装置20(或者20a)以及信号处理装置30(或者30a、30b)各自可在内部具有计算机系统。并且，上述处理的过程，以程序形式存储在计算机可读取的存储介质中，并通过计算机读取并执行该程序来进行上述处理。在此，计算机可读取的存储介质是指磁盘、光磁盘、CD-ROM、DVD-ROM、半导体存储器等。另外，还可通过通信线路将该计算机程序传输至计算机，并可由接受该传输的计算机执行该程序。
另外，上述程序可实现前述功能的一部分。此外，上述程序也可以能够通过与计算机系统中已经记录的程序组合来实现前述功能的文件，即所谓的差分文件(差分程序)。
虽然说明了本发明的几个实施方式，但是这些实施方式仅为例子，并不限定发明的范围。这些实施方式可在不脱离发明的主旨的范围内进行各种追加、省略、置换以及变更。

Claims (13)

1.一种海底资源探测系统，包括发送装置、接收装置以及信号处理装置，其中，
所述发送装置具有：
发送部，以水作为介质向水中发送发送人工信号，所述发送人工信号表示为了进行海底资源的探测而发送的规定信号，
第一原子钟，以及
发送数据写入部，将所述发送人工信号的电流值以规定的时间间隔与所述第一原子钟表示的时刻和发送所述发送人工信号时的该发送装置的位置建立关联，并写入存储部的第一数据表格；
所述接收装置具有：
接收部，接收接收人工信号和自然电位的合成信号，所述接收人工信号表示所述发送人工信号中的以所述水作为介质传播到该接收装置的信号，所述自然电位伴随由所述海底资源导致产生的电位异常而以所述水作为介质传播到该接收装置，
第二原子钟，所述第二原子钟的时刻与所述第一原子钟一致，以及
接收数据写入部，将所述接收部以规定的时间间隔采样的合成信号的电压值、在所述接收部采样时所述第二原子钟表示的时刻以及在所述接收部采样时的该接收装置的位置建立关联，并写入存储部的第二数据表格；
所述信号处理装置具有信号处理部，所述信号处理部基于所述接收数据写入部写入所述存储部的第二数据表格，将所述合成信号分离成所述接收人工信号和所述自然电位，
所述接收装置具有用于接收所述合成信号的多个电极，所述多个电极沿水平方向以规定的间隔隔开配置，所述信号处理部将与通过所述合成信号的分离而获得的电场的水平方向分量的拐点对应的位置推定为所述海底资源的埋藏位置，或者
所述接收装置具有用于接收所述合成信号的多个电极，所述多个电极沿铅垂方向以规定的间隔隔开配置，所述信号处理部将与通过所述合成信号的分离而获得的电场的铅垂方向分量的极值点对应的位置推定为所述海底资源的埋藏位置。
2.根据权利要求1所述的海底资源探测系统，其中，
所述发送部和所述接收部中至少所述接收部设置于在水中移动的移动体。
3.根据权利要求1或2所述的海底资源探测系统，其中，
所述信号处理部使用低通滤波器将所述合成信号分离成所述接收人工信号和所述自然电位。
4.根据权利要求1或2所述的海底资源探测系统，其中，
所述信号处理部使用包含一次函数的近似多项式，将所述合成信号分离成所述接收人工信号和所述自然电位。
5.根据权利要求1或2所述的海底资源探测系统，其中，
所述信号处理部基于主成分分析或独立成分分析，将所述合成信号分离成所述接收人工信号和所述自然电位。
6.根据权利要求1或2所述的海底资源探测系统，其中，
所述信号处理部基于所述发送人工信号、表示所述发送人工信号中包含的各个频率成分的正弦波信号以及相位与所述正弦波信号相差90度的余弦波信号，将所述合成信号分离成所述接收人工信号和所述自然电位。
7.根据权利要求1或2所述的海底资源探测系统，其中，
所述信号处理部使用高通滤波器将所述合成信号分离成所述接收人工信号和所述自然电位。
8.根据权利要求1或2所述的海底资源探测系统，其中，
所述接收装置具有用于接收所述合成信号的多个电极，
所述多个电极的一部分沿铅垂方向以规定的间隔隔开配置，其他电极沿水平方向以规定的间隔隔开配置。
9.一种信号处理装置，其中，
具有信号处理部，所述信号处理部用于将接收人工信号和自然电位的合成信号分离成所述接收人工信号和所述自然电位，所述接收人工信号表示发送人工信号中的以水作为介质传播至具有接收部的接收装置的信号，所述接收部设置于在水中移动的移动体，所述发送人工信号表示为了进行海底资源的探测而从具有发送部的发送装置发送的规定信号，所述发送部设置于水中的规定位置或在水中移动的移动体，所述自然电位伴随由所述海底资源导致产生的电位异常而以所述水作为介质传播到所述接收装置，
所述发送装置具有：
第一原子钟，以及
发送数据写入部，将所述发送人工信号的电流值以规定的时间间隔与所述第一原子钟表示的时刻和发送所述发送人工信号时的该发送装置的位置建立关联，并写入存储部的第一数据表格；
所述接收装置具有：
第二原子钟，所述第二原子钟的时刻与所述第一原子钟一致，以及
接收数据写入部，将所述接收部以规定的时间间隔采样的合成信号的电压值、在所述接收部采样时所述第二原子钟表示的时刻以及所述接收部采样时的该接收装置的位置建立关联，并写入存储部的第二数据表格；
所述信号处理部基于所述接收数据写入部写入所述存储部中的第二数据表格，将所述合成信号分离成所述接收人工信号和所述自然电位，
所述接收装置具有用于接收所述合成信号的多个电极，所述多个电极沿水平方向以规定的间隔隔开配置，所述信号处理部将与通过所述合成信号的分离而获得的电场的水平方向分量的拐点对应的位置推定为所述海底资源的埋藏位置，或者
所述接收装置具有用于接收所述合成信号的多个电极，所述多个电极沿铅垂方向以规定的间隔隔开配置，所述信号处理部将与通过所述合成信号的分离而获得的电场的铅垂方向分量的极值点对应的位置推定为所述海底资源的埋藏位置。
10.一种信号处理方法，其中，包括以下步骤：
以水作为介质从具有发送部的发送装置向水中发送发送人工信号，所述发送部设置于水中的规定位置或在水中移动的移动体，所述发送人工信号表示为了进行海底资源的探测而发送的规定信号；
接收接收人工信号和自然电位的合成信号的信号处理步骤，所述接收人工信号表示所述发送人工信号中的以所述水作为介质传播至具有接收部的接收装置的信号，所述接收部设置于在水中移动的移动体，所述自然电位伴随由所述海底资源导致产生的电位异常而以所述水作为介质传播到所述接收装置；以及
将所述合成信号分离成所述接收人工信号和所述自然电位，
所述发送装置具有：
第一原子钟，以及
发送数据写入部，将所述发送人工信号的电流值以规定的时间间隔与所述第一原子钟表示的时刻和发送所述发送人工信号时的该发送装置的位置建立关联，并写入存储部的第一数据表格；
所述接收装置具有：
第二原子钟，所述第二原子钟的时刻与所述第一原子钟一致，以及
接收数据写入部，将所述接收部以规定的时间间隔采样的合成信号的电压值、在所述接收部采样时所述第二原子钟表示的时刻以及所述接收部采样时的该接收装置的位置建立关联，并写入存储部的第二数据表格；
在所述信号处理步骤中，基于所述接收数据写入部写入所述存储部中的第二数据表格，将所述合成信号分离成所述接收人工信号和所述自然电位，
将与通过所述合成信号的分离而获得的电场的水平方向分量的拐点对应的位置推定为所述海底资源的埋藏位置，或者
将与通过所述合成信号的分离而获得的电场的铅垂方向分量的极值点对应的位置推定为所述海底资源的埋藏位置。
11.一种电探测法，其中，包括以下步骤：
以水作为介质从具有发送部的发送装置向水中发送发送人工信号，所述发送部设置于水中的规定位置或在水中移动的移动体，所述发送人工信号表示为了进行海底资源的探测而发送的规定信号；
接收接收人工信号和自然电位的合成信号，所述接收人工信号表示所述发送人工信号中的以所述水作为介质传播至具有接收部的接收装置的信号，所述接收部设置于在水中移动的移动体，所述自然电位伴随由所述海底资源导致产生的电位异常而以所述水作为介质传播到所述接收装置；
将所述合成信号分离成所述接收人工信号和所述自然电位的信号处理步骤；以及
针对所述接收人工信号进行利用信号的振幅的探测，
所述发送装置具有：
第一原子钟，以及
发送数据写入部，将所述发送人工信号的电流值以规定的时间间隔与所述第一原子钟表示的时刻和发送所述发送人工信号时的该发送装置的位置建立关联，并写入存储部的第一数据表格；
所述接收装置具有：
第二原子钟，所述第二原子钟的时刻与所述第一原子钟一致，以及
接收数据写入部，将所述接收部以规定的时间间隔采样的合成信号的电压值、在所述接收部采样时所述第二原子钟表示的时刻以及所述接收部采样时的该接收装置的位置建立关联，并写入存储部的第二数据表格；
在所述信号处理步骤中，基于所述接收数据写入部写入所述存储部中的第二数据表格，将所述合成信号分离成所述接收人工信号和所述自然电位，
将与通过所述合成信号的分离而获得的电场的水平方向分量的拐点对应的位置推定为所述海底资源的埋藏位置，或者
将与通过所述合成信号的分离而获得的电场的铅垂方向分量的极值点对应的位置推定为所述海底资源的埋藏位置。
12.一种电磁探测法，其中，包括以下步骤：
以水作为介质从具有发送部的发送装置向水中发送发送人工信号，所述发送部设置于水中的规定位置或在水中移动的移动体，所述发送人工信号表示为了进行海底资源的探测而发送的规定信号；
接收接收人工信号和自然电位的合成信号，所述接收人工信号表示所述发送人工信号中的以所述水作为介质传播至具有接收部的接收装置的信号，所述接收部设置于在水中移动的移动体，所述自然电位伴随由所述海底资源导致产生的电位异常而以所述水作为介质传播到所述接收装置；
将所述合成信号分离成所述接收人工信号和所述自然电位的信号处理步骤；以及
针对所述接收人工信号进行基于频率区域或时间区域的探测，
所述发送装置具有：
第一原子钟，以及
发送数据写入部，将所述发送人工信号的电流值以规定的时间间隔与所述第一原子钟表示的时刻和发送所述发送人工信号时的该发送装置的位置建立关联，并写入存储部的第一数据表格；
所述接收装置具有：
第二原子钟，所述第二原子钟的时刻与所述第一原子钟一致，以及
接收数据写入部，将所述接收部以规定的时间间隔采样的合成信号的电压值、在所述接收部采样时所述第二原子钟表示的时刻以及所述接收部采样时的该接收装置的位置建立关联，并写入存储部的第二数据表格；
在所述信号处理步骤中，基于所述接收数据写入部写入所述存储部中的第二数据表格，将所述合成信号分离成所述接收人工信号和所述自然电位，
将与通过所述合成信号的分离而获得的电场的水平方向分量的拐点对应的位置推定为所述海底资源的埋藏位置，或者
将与通过所述合成信号的分离而获得的电场的铅垂方向分量的极值点对应的位置推定为所述海底资源的埋藏位置。
13.一种存储有计算机程序的存储介质，所述计算机程序使计算机作为权利要求9所述的信号处理装置发挥功能。
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