DE1474135B2 - Verfahren und Einrichtung zur Verarbeitung seismischer und akustischer Aufzeichnungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung für die Durchführung dieses Verfahrens zur Verarbeitung seismischer und akustischer Aufzeichnungen und zur Führung eines Nachweises, ob während eines vorbestimmten Verzögerungsbereichs Signale in jeder Aufzeichnung auftreten, die gegenüber Signalen einer anderen Aufzeichnung zeitlich verzögert sind, wobei die einzelnen Aufzeichnungen aus einer Kette von Empfängern stammen, die mit Geschwindigkeitskomponenten in Richtung der Kette sich fortpflanzende Signale empfangen, und wobei jede Aufzeichnung eine Funktion der räumlichen Lage ihres Entstehungsortes und der Entstehungsorte der anderen Aufzeichnungen ist.

Aus der USA.-Patentschrift 2 794965 ist eine derartige Methode zur statistischen Auswertung von Seismogrammen bekannt, bei der ein in einer bestimmten Zone abgeleiteter Operator mit an anderer Stelle gemessenen seismischen Werten in Beziehung gebracht wird. Die bei der Aufzeichnung der Meßwerte auftretenden Störkomponenten werden dabei mit Hilfe eines besonderen Filters kenntlich gemacht, das nur bei Auftreten von Störsignalen wirksam wird. Nachteilig bei dieser Methode ist jedoch, daß keine Möglichkeit besteht, die einzelnen Aufzeichnungen innerhalb eines vorbestimmten Verzögerungsbereiches zeitlich in beliebiger Richtung gegeneinander zu verschieben und nur Wellen mit bestimmter Geschwindigkeit zu erfassen, da nur ein einziger Datenkanal verwendet wird und nur das durchschnittliche Zeitverhalten auf diesem einen Datenkanal zur Unterdrückung von Rausch-Signalen verwendet wird.

Es ist ferner aus der USA.-Patentschrift 2 882 988 ein Verfahren bekannt, welches sich ebenfalls auf die Auswertung seismischer Signale bezieht und insbesondere auf die Unterdrückung des sogenannten »shot point variable«-Effektes gerichtet ist. Dieser Effekt verursacht Störsignale auf dem Seismogramm, welche die Auswertung der direkten und einzig gewünschten Reflektionssignale erschwert. Die Störsignale werden durch Schockwellen hervorgerufen, die nicht direkt von einer der unter der Detonationsstelle liegenden Erdschichten stammen, sondern zuerst nach oben an die Erdoberfläche laufen, dort an der Grenze zwischen gewachsenem Boden und der den Witterungseinflüssen ausgesetzten Erdschichten zurückgeworfen werden, dann zu der tiefer liegenden eigentlichen Reflexionsschicht laufen, dort wiederum reflektiert werden und dann von dem Detektor aufgenommen werden. Diese in einem bestimmten Zeitabstand der ersten Aufzeichnung folgende zweite Aufzeichnung weist im Prinzip die gleiche Impulsform auf, wie das erste Signal, lediglich um einen bestimmten Betrag abgeschwächt und mit anderem Vorzeichen. Durch die Zündung einer zweiten, kleineren Explosivladung mit einer Zeitverzögerung, die dem Weg der Schockwelle von der ersten Detonationsstelle zur Erdoberfläche und zurück entspricht, wird auf dem Seismogramm des aufnehmenden Detektors eine Impulsform aufgezeichnet, die derjenigen des Störimpulses genau entspricht, wobei jedoch das Vorzeichen umgekehrt ist, so daß sich die beiden Impulse gegenseitig auslöschen.

Da auch diese zweite schwächere Detonation wieder einen Störimpuls zur Folge hat, müßte, damit der Effekt völlig verschwindet, ständig mit kleiner werdenden Explosivladungen in bestimmten Zeitabständen nachgezündet werden. Da aber der Dämpfungsfaktor relativ groß ist, genügen zwei bei drei nachgezündete Ladungen, um den Effekt in Grenzen zu halten. Um dies jedoch ganz zu vermeiden, werden die ursprünglichen Impulse abgedämpft, um einen bestimmten Zeitbetrag verschoben und dann den Störimpulsen überlagert. Dieses Verfahren kann mittels fotografischer Filme verschiedener Empfindlichkeit oder auch elektronisch realisiert werden. Es handelt sich also immer nur darum, das Wellenbild, welches von einem Detektor stammt, so zu modifizieren, daß bestimmte Störimpulse, die von der Reflexion der Schallwellen an der Erdoberfläche herrühren, unterdrückt werden. Eine Zeitverschiebung der Signale erfolgt dabei nur in bezug auf nachfolgende Echoimpulse von der Oberfläche und stellt eine Manipulation dar, die das Nachzünden entsprechend abgeschwächter weiterer Sprengladungen ersetzen soll.

Im Gegensatz dazu befaßt sich die Erfindung mit der Auswertung von Seismogrammen eines Detektorfeldes bzw. einer Linie von Detektoren, wobei die einzelnen Wellenzüge so modifiziert werden, daß einerseits die Zeitverzögerung, die sich aus der räumlichen Anordnung der Detektoren ergibt, kompensiert wird und andererseits diejenigen Impulse ungedämpft bleiben, die in einem bestimmten vorgewählten »scheinbaren« Geschwindigkeitsbereich liegen, während die außerhalb dieses Geschwindigkeitsbereiches liegenden Signale stark abgedämpft werden. Auf diese Weise wird erreicht, daß auch Wellenzüge berücksichtigt werden, die sich in ihrer Frequenzoder im Wellenzahlspektrum überschneiden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher die bei derartigen Aufzeichnungen durch Störeinflüsse entstehenden Schwierigkeiten weitgehend ausgeschaltet werden, um Meßdiagramme zu schaffen, in denen die wesentlichen Merkmale der auszuwertenden Wellen genau und leicht verständlich zum Ausdruck kommen.

Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen 1 und 9 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.

In einer bevorzugten Ausführungsform bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren und ein Gerät zur Verarbeitung von seismischen Zeilen, die von einer Seismometerkette erhalten werden, deren Geräte jeweils weit voneinander entfernt sind und der Erdbebenwellen übertragen werden, die eine scheinbare Geschwindigkeit in der Richtung der Kette haben. Vor Zusammensetzung der Zeilen werden diese in einer Art verarbeitet, die einen gesteuerten Strahl zur Folge hat, der eine Strahlbreite aufweist, die im wesentlichen frequenzunabhängig ist, wodurch die Zeilendarstellungen aller Erdbebenwellen erhalten werden, die eine solche scheinbare Geschwindigkeit aufweisen, daß ihre Fortpflanzungsrichtung innerhalb der Strahlbreite liegt, und wodurch die Zeilendarstellung aller Erdbebenwellen gedämpft wird, die eine solche scheinbare Geschwindigkeit aufweisen, daß ihre Fortpflanzungsrichtung außerhalb besagter Strahlbreite liegt.

Selbstverständlich können die erfindungsgemäß zu verarbeitenden Zeilen solche Zeilen sein, die von einer Vielzahl von Empfängern erzeugt werden, die Energie von einem einzelnen Beben empfangen, oder es können

Zeilen sein, die von einem einzelnen Empfänger erzeugt werden, der Energie von einer Vielzahl von räumlich getrennten Beben empfangt (Beben-Anhäufung). Erforderlich ist nur, daß die zu verarbeitenden Zeilen Zeichen oder Marken enthalten, die relative zeitliche Verzögerungen aufweisen, welche schräg durch alle Zeilen durchlaufen, als ob sie von einer Erdbebenwelle oder einer ähnlichen physikalischen Störung herrührten, die sich in Richtung der Empfängerstandorte fortpflanzt. Zu diesem Zweck ist es nicht erforderlich, daß die Zeilen an einer Vielzahl von tatsächlich getrennten Standorten aufgenommen werden. Ein gleichwertiges Ergebnis kann man z. B. durch Aufnahme der Zeilen an scheinbar getrennten Standorten erhalten. Eine Empfängerkette mit gleichen Empfängerabständen, die Energie von einem Beben empfängt, dient als Beispiel für Zeilen, die an tatsächlich getrennten Standorten aufgenommen werden, während Zeilen, die man von Beben-Anhäufungen erhält, als Beispiel für Zeilen dienen, die an scheinbar getrennten Standorten aufgenommen werden. Im folgenden umfassen Hinweise auf Zeilen, die von der Aufnahme von Erdbebenwellenerscheinungen an getrennten Standorten herrühren, sowohl tatsächliche als auch scheinbare getrennte Standorte, und der Hinweis auf eine Detektorkette schließt ebenso eine scheinbare Kette mit ein, die sich aus der Beben-Anhäufung ergibt.

Weiterhin versteht es sich von selbst, daß die erfindungsgemäß zu verarbeitenden Zeilen sowohl elektrische Zeichen sein können, die unmittelbar von den Empfängerausgängen erhalten werden, als auch elektrische Zeichen, die von magnetischen Speicherorganen erhalten werden, in denen die ursprünglichen Detektorausgangssignale gespeichert werden.

Jede Zeile ist eine Funktion der Zeit und ihres räumlichen Ursprungs in der Kette. Eine Geschwindigkeitsfilterung wird dadurch erreicht, daß jede Zeile entsprechend vorherbestimmter Parameter wie z. B. der zum gewünschten Geschwindigkeitsdurchlaßband gehörigen Bewertungen und Zeitverschiebungen verarbeitet wird. Sämtliche verarbeiteten Zeilen werden dann zusammengefaßt, so daß eine zusammengesetzte Ausgangszeile erzeugt wird.

Im einzelnen wird jede Zeile durch einen Zweipunktzeitbereichsoperator verarbeitet, der eine Vorwärts- und Rückwärtszeitverschiebung bzw. eine Verschiebung nach beiden Richtungen einer jeden Zeile bezüglich der anderen Zeilen veranlaßt, um die Grenzgeschwindigkeiten V_c0 des gewünschten Durchlaßbandes einzustellen. Mathematisch in allgemeinen Ausdrücken dargelegt:

Die Zeile S(t, X) von jedem Standort X wird verarbeitet, um ein Signal g(t, X) proportional zu

6ο

zu erzeugen; dann werden die g(u X) für alle X zusammengefaßt. Das bedeutet, daß jede Zeile S(U X) nach einer inversen Funktion des Ortes, an dem sie aufgenommen wurde ( ~) bewertet wird und in zwei

\X/ 6«

Kanäle aufgeteilt wird, wobei die Zeile in dem einen

X
Kanal als eine Funktion von .-7- zeitlich verschoben wird und die Zeile in dem anderen Kanal als eine

Funktion von ^- zeitlich verschoben wird; dabei wird die Polarität der Zeile in besagtem anderen Kanal auch noch umgekehrt. Alle zeitlich verschobenen und bewerteten Zeilen werden dann zusammengesetzt, und es wird eine Ausgangszeile erzeugt, die Zeilendarstellungen aller derjenigen Erdbebenwellen hervorhebt, die eine scheinbare Geschwindigkeit aufweisen, welche innerhalb eines vorherbestimmten Geschwindigkeitsbereiches liegt.

Wie in einem Schaubild der seismischen Störung gezeigt ist, in dem die Frequenz (/) über der Wellenzahl (K) aufgetragen ist, schneidet das Verarbeiten nach der Erfindung ein »Kuchenstück« heraus, das durch zwei Grenzgeschwindigkeiten begrenzt wird, die einen Geschwindigkeitsbereich festlegen, so daß Zeilendarstellungen von den Wellen gesperrt werden, die sich mit einer scheinbaren Geschwindigkeit in Richtung der Kette fortpflanzen, die außerhalb des Bereiches liegen und Darstellungen von den Wellen durchgelassen werden, die sich mit scheinbaren Geschwindigkeiten fortsetzen, weiche innerhalb des Bereiches liegen. Zusätzlich kann eine Zentralgeschwindigkeit V_c für den Durchlaßbereich gewählt werden, indem Zeichen von Erdbebenwellen mit einer scheinbaren Geschwindigkeit V_c zeitlich verschoben werden, so daß die Zeichen Φ ms Neigung über die Aufzeichnung haben. Wellen mit einer scheinbaren Geschwindigkeit V_c würden so den Anschein geben, als hätten sie eine unendliche, scheinbare Geschwindigkeit. Wenn besagte Zeichen zeitlich in beiden Richtungen verschoben worden sind, dann ist das Geschwindigkeitsdurchlaßband V_c ± F_n,. Daher kann das erfindungsgemäße Verarbeiten mit einem Durchlaßband V_c ± V_co in der (/, /Q-Ebene geschwindigkeitsfiltern. Von der seismischen Aufzeichnung her betrachtet, werden Zeichen, die mit einer Neigung über die Aufzeichnung laufen, welche innerhalb eines vorherbestimmten Bereichs von τ ms Neigung/Zeile liegen, durchgelassen, während jene außerhalb des Bereiches gedämpft werden.

Im Gegensatz zum herkömmlichen Verarbeiten, bei dem die Verarbeitungswiedergabe dieselbe relative Frequenzwiedergabe bei allen Wellenzahlen und dieselbe relative Wellenzahlwiedergabe bei allen Frequenzen hat, weist die übergeordnete Verarbeitungswiedergabe gemäß der Erfindung eine Wellenzahl-K-Wiedergabe auf, die mit der Frequenz / und eine Frequenzwiedergabe, die mit der Wellenzahl veränderlich ist. Auf diese Weise reagiert die Verarbeitungswiedergabe gemäß der Erfindung gemeinsam auf / und K, was einen Geschwindigkeitsfilter ergibt, der Wellen mit sich innerhalb des Frequenzbereiches der erwünschten wellenüberschneidenden Frequenz- und Wellenzahlspektra trennen kann.

Die Erfindung wird nun an Hand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben.

F i g. 1 und 2 stellen ein /, /C-Schaubild dar, welches die Frequenz- und Wellenzahlorte der Leistungsspektra von Erdbebenwellen zeigt; die

F i g. 3 bis 6 stellen Funktionsblockdiagramme von Ausführungsarten der Erfindung dar;

F i g. 7 stellt die größeren Teile der Ausführung nach F i g. 4 dar;

Fig. 8 stellt 12Zeilengruppierungen von seismischen Daten von Beben A und B dar;

15

F i g. 9 stellt ein Funktionsblockdiagramm einer Ausführung der Erfindung dar; die

Fig. 1OA, 1OB, IOC und IOD zeigen zusammengenommen die Zeichenwege in der Ausführung nach Fig.9;

Fig. 11 stellt die Fortpflanzungsrichtung einer akustischen Welle bezüglich der Achse einer Kette dar;

Fig. 12 stellt eine zweidimensionale Anordnung von xy-Empfängern und zweidimensionale Verarbeitung gemäß der Erfindung dar;

Fig. 13 stellt ein dreidimensionales /,K-Schaubild der Leistungsspektra von seismischen Wellen dar, die die scheinbaren Geschwindigkeiten V_cox, — V_cox, V_coy und — V_coy aufweisen.

Fig. 1 zeigt ein /,/C-Schaubild von seismischen Wellen, in dem die Linien F₁ und F₂ die Frequenz- und Wellenzahlorte der Leistungsspektra von seismischen Wellen mit scheinbaren Geschwindigkeiten V₁ und V₂ darstellen. Diese Linien stellen auch extreme Bereiche des Geschwindigkeitsdurchlaßbandes dar, wobei seismische Wellen mit einer scheinbaren Geschwindigkeit und entsprechenden Leistungsspektra, die in der /,K-Ebene innerhalb des Durchlaßbandes liegen, erwünschte seismische Wellen sind, wie z. B. seismische Wellen mit der scheinbaren Geschwindigkeit V_s. Seismische Wellen mit einer scheinbaren Geschwindigkeit wie z. B. V_n und entsprechenden Leistungsspektra, die in der /,JC-Ebene außerhalb des Durchlaßbandes liegen, sind unerwünschte seismische Wellen. Die Linien F₁ und V₂ sind die Neigungen der Leistungsspektra von seismischen Wellen, die sich in Richtung der Kette fortpflanzen, da ja V =-Ä: ■ Zeilendarstellungen erwünschter Wellen

sollen erhalten werden, und Zeilendarstellungen unerwünschter Wellen sollen gedämpft werden. Man kann sehen, daß Wellen mit scheinbaren Geschwindigkeiten V_s und V_n überlappende Frequenz- und Wellenzahlspektra aufweisen und deshalb nach keinem dieser Kriterien getrennt werden können. Dennoch können Wellen mit scheinbaren Geschwindigkeiten V_s und V_n dadurch getrennt werden, daß die Frequenzwellenzahlebene in Geschwindigkeitsdurchlaß- und Geschwindigkeitssperrbänder aufgeteilt wird, wie in Fig. 1 gezeigt wird, wo das Durchlaßband innerhalb des Winkels F₁ 0 F₂ liegt. Die Verarbeitung gemäß der Erfindung bezieht sich deshalb auf eine Trennung des /, K-Raumes in Geschwindigkeitssperr- und -durchlaßbänder. Die Zentralgeschwindigkeit für das gewünschte Geschwindigkeitsdurchlaßband kann vor der Auswahl der Grenzgeschwindigkeiten des Geschwindigkeitsbereiches durch zeitliche Verschiebung der Zeichen in den entsprechenden Zeilen ausgewählt werden, so daß die ursprünglichen Wellen mit einer scheinbaren Geschwindigkeit F_c anscheinend eine unendlich große Geschwindigkeit entlang der Empfängerkette aufweisen. Dies wird in F i g. 2 gezeigt, da ja der Winkel F₁ 0 F₂ (F i g. 1) in F i g. 2 gedreht worden ist, wodurch die Zentralgeschwindigkeit F_c mit der /-Achse zusammenfällt, und was den Winkel — F_c0 0 V_co (F i g. 2) zur Folge hat. Geschwindigkeiten innerhalb des durch den Winkel — F_c0 0 V_c und F_c 0 V_co festgelegten Bereiches werden der Einfachheit halber als negativ und positiv bezeichnet. Deshalb haben die Zeichen von Wellen mit einer Geschwindigkeit F_c nach der zeitlichen Verschiebung 0 ms Neigung/Zeile quer über die Aufzeichnung, und das Geschwindigkeitsdurchlaßband ist V_c ± V_co.

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Um das Ziel, den /,K-Raum in Geschwindigkeitsdurchlaß- und -sperrbänder aufzuteilen, erfüllen zu können, muß die übergeordnete Verarbeiterwiedergabe zusammen auf die Frequenz- und Wellenzahl der seismischen Welle reagieren. Insbesondere muß die übergeordnete Verarbeiterwiedergabe ein Wellenzahl-K-Wiedergabedurchlaßband aufweisen, das mit der Frequenz / wächst. Mit einer genügenden Anzahl von Empfängern J, nähert sich die übergeordnete Verarbeiterwiedergabe R(f, K)

+ 1 für
und
0 für

Ko	<κ<	/
/	>	K0
K0

Oder, bezüglich der Fig. 2, nähert sich die übergeordnete Verarbeiterwiedergabe R(f,K) dem Wert + 1 innerhalb des Geschwindigkeitsbereiches, der durch den Winkel — F_co 0 V_co bestimmt wird, und 0 außerhalb desselben.

Die Wiedergabefunktion, die auf die n-te an der Stelle X_n aufgenommene Zeile bei jeder Frequenz / über dem interessierenden Frequenzbereich anzuwenden ist,ist

I f/K,

e'²

η = 1, 2 ... N; N = Gesamtzahl.

Diese Wiedergabefunktion kann, abgesehen von Phasenverzerrungen, erreicht werden durch einen Zweipunkt-Zeitbereichoperator r'(t, X_n). Wenn s(t, x_n) die an der Stelle x„ aufgenommene Zeile als Funktion der Zeit t ist und sie mit der Wiedergabefunktion r'(t, X_n) in Zusammenhang gebracht wird, dann

g(f, x„) = s(r, x„) *r'(t, x_n)

= A[ß(t - τ, X_n) - s(t + τ, X_n)] (3)

Die Frequenzbereichstransformation von g(i, x„) ist

G(/, xj = As(f, X_n) [e-"²^ - e*²^] (4)
und

50 ^γ = 2Aisin 2.t/t

1 χ

mit A =2—-und τ = -γ-, wobei x_n = die Entfernung

des Empfängers η von der Mitte der Kette, ist

. sin2.-r|//Fjx„

.TX_n

Gleichung (5) besagt, daß die Frequenzbereichstransformation R'(f, x„) des Zweipunkte-Zeitbereichsoperators r'(t, X_n) derselbe ist wie die Wiedergabefunktion R (/,x„), Gleichung (2), abgesehen von dem Operator 1. Der Operator ι¹ bewirkt eine Phasenverzerrung von +90 entsprechend +/ für + /' und

409 546/2

von —90° entsprechend — i für —/. Eine Technik zur Verbesserung der Phasenverzerrung wird später besprochen werden. Die Behandlung jeder Zeile an jedem x„ mit einem geeigneten Zweipunkt-Zeit bereichoperator r'(t, x„), wie es durch die Gleichungen (3) und (5) gezeigt wird, dann das Zusammenfassen, erzeugt die geforderte Leistungswiedergabe, weil:

\R'(f,x)\² = \R(f,x)\².

(6)

Die aus den Zweipunkt-Zeitbereichoperatoren für alle J Seismometer zusammengesetzte Ausgangslei

stungist:

10

C₁-(I) =rZs(t, Xj)* Γ'(U Xj).

Cj(t) hat die gewünschte Leistungswiedergabe, weis aber noch die durch r'(t, x„) bewirkte Phasen verzerrung auf.

Betrachtet man die aufgenommenen seismischen Wellenerscheinungen von 2 P Zeilen, erhalten von aui einer Linie in x-Richtung in gleichen Abständen verteilten Empfängern, wobei die Zeilen kontinuierliche Zeitfunktionen sind, dann ist die zusammengesetzte Ausgangsleistung:

(D =

m=\-P

(i)jst das wirkliche Zeichen, das von einem Empfänger gesehen wird, der in x-Richtung bei (Pd + ¹J₁ d)

aufgestellt ist, innerhalb des Geschwindigkeitsdurchlaßbandes ± V_co.

d = Abstand zwischen den Empfängern. m=l— P, 2 — p... 2P — P (angen. Zeilen Verzeichnis) (Pd + ^ι/₂ά) = räumlicher Standort in der Mitte einer 2 P Empfängerkette mit einem Abstand d zwischen den einzelnen Empfängern.
Wenn eine Mittengeschwindigkeit V_c des Durchlaßbandes ± V_co addiert wird, dann wird aus Gleichung (8):

m=\-P

= d/V_c.

Wenn die zu verarbeitenden Zeilen digitale Zeitaufnahmen an Stelle von fortlaufenden (analogen) Zeitfunktionen sind, dann sind die Gleichungen (8) und (9) auch noch anwendbar. Jedoch werden die Zeilen zu S(nr, x) anstatt S(t, x),und t wird durch ητ ersetzt in den Gleichungen (8) und (9).

τ = Zeitintervall zwischen den digitalen Aufnahmen.
η — Zahl der digitalen Aufnahmen.

Gleichung (9) gibt an, daß jede Zeile S(t, x„) mit

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bewertet und um

Jtttl 1

t_c Sekunden zeitlich würde um

2m-1 ^w* "*" 2 - ■

verschoben werden soll. Die zeitlich verschobene Zeile soll in zwei Kanäle getrennt werden, und die Zeile im

ersten Kanal soll um —=— ^τ«> Sekunden in einer Richtung, z. B. rückwärts, zeitlich verschoben werden, Geschwindigkeitsdurchlaßband V_c ± V_c0 und einem Sperrband außerhalb des besagten Durchlaßbandes. Es sei darauf hingewiesen, daß die zeitlichen Verschiebungen für jede Zeile zur Auswahl der Mittengeschwindigkeit V_c jeder Zeile vor der Vorwärts- oder Rückwärts-Zeitverschiebung beigebracht werden können, wie vorher beschrieben oder zu den Vorwärtsoder Rückwärtszeitverschiebungen addiert werden können, welche die Auswahl von ± V_c0 darstellen. Zum Beispiel kann jede Zeile vom Standort x„ in zwei Kanäle getrennt werden, und die Zeile im einen Kanal

λ — 1

—τ— E^Tc + ^Tco] Sekunden zeitverschoben

während die Zeile im zweiten Kanal um

2m- 1

Sekunden in der anderen Richtung, z. B. vorwärts, zeitlich verschoben werden soll. Die Polarität der Ausgangszeile des zweiten Kanals soll umgekehrt werden, und dann soll diese Zeile mit der Ausgangszeile des ersten Kanals summiert werden. Obiges Verfahren soll auf alle 2 P Zeilen angewendet und die sich ergebenden 2 P Ausgangszeilen sollen zusammengesetzt (summiert) werden.

Das Verarbeiten der aufgenommenen Zeilen und das Zusammensetzen nach Gleichung (9) ergibt eine übergeordnete Verarbeitungswiedergabe mit einem

65 werden, die Zeile im anderen Kanal um -^=— [t_c — r_co]

Sekunden.

Auf diese Weise wird jede Zeile als eine Funktion ihres räumlichen Ursprungs χ in der Empfängerkette und als eine Funktion der gewünschten Mitten- oder Zentralgeschwindigkeit V_c zeitverschoben, um die Mitte des Verarbeiter-Geschwindigkeitsdurchlaßbandes auszuwählen (im folgenden als Kippen bezeichnet). Auf jede Zeile wirkt dann ein Zweipunkt-Zeitbereichoperator ein, und sie wird als eine Funktion ihres räumlichen Ursprungs χ und als eine Funktion der gewünschten Grenzgeschwindigkeiten ± V_co zeitverschoben, um die Durchlaßbandgrenzen des Verarbeitergeschwindigkeitsdurchlaßbandes auszuwählen (im folgenden als Trennen bezeichnet).

Es werden Beispiele der Anwendung von Gleichung (9) auf aufgenommene Zeilen gegeben.

Es kann z.B. beabsichtigt sein, eine seismische sprechend. Die Mitte jedes Bereiches ist —6, —4,

Feldaufzeichnung von zwölf Zeilen nach ± Neigungen in den Intervallen von —7 bis +7 ms Neigung pro Zeile abzutasten. Dies kann erreicht werden, indem die Aufzeichnung in sieben Intervallen betrachtet wird, wobei jedes Intervall einen Bereich von ± 1 ms/Zeile umfaßt. Jede Betrachtung umfaßt einen der Bereiche; -7 bis -5, -5 bis -3, -3 bis -1,-1 bis +1, + 1 bis +3, +3 bis +5 und +5 bis +7 ms/Zeile ent- -2,0, + 2, +4 und +6 ms/Zeile.
Nimmt man den Bereich

^Tc +- ^Tco — 4 ± 1 ms/Zeile

und numeriert man die Zeilen der Aufzeichnung von oben bis unten mit +6, +5, +4, +3, +2, +1,0,-1, — 2, —3, —4 und —5, dann wird Gleichung (9):

b K<

m=-5

Behandelt man die einzelnen Ausdrücke obiger Gleichung getrennt, dann ist das Verfahren einfach eines der Bewertung der Zeilen mit 1/(2 m — 1), der Zeitverschiebung (Kippen) der Zeilen von (2 m — V₂) ■ 4 ms, der weiteren Zeitverschiebung der gekippten Zeilen in einerJRichtung um (2 m — V₂) · 1 ms, des Summierens, der fortschreitenden Zeitverschiebung der gekippten Zeilen in der anderen Richtung um (2m — ¹I₂) ■ 1 ms, der Summierung; dann wird die Differenz zwischen den beiden Summen erhalten.

Der Ausgang C₁- ₆i, _(/ (t) ist dann eine Zeile mit einer Wellenform, die nur seismische Wellen mit einer scheinbaren Geschwindigkeit in Richtung der Kette darstellt, derart, daß die sich ergebenden Zeichen sich über die Zeilen innerhalb des Neigungsdurchlaßbandes von +3 bis +5 ms Neigung/Zeile neigen; diese Zeile wird tatsächlich von einem Empfänger registriert, der in der Mitte der Kette seinen Standort hat oder bei dem Zwölf-Zeilen-Beispiel an der Stelle 6¹I₂Ci.

Die Liste der Bewertungen und Zeitverschiebungen für obiges Beispiel ist in Tafel I aufgeführt.

Betrachtet man das Zeilenfortschreiten von Zeile

— 5 bis Zeile +6, dann werden die Kipp- und Trennzeitverschiebungen in Tafel I wie folgt bei den Zeilen angebracht:

Die Kippstufenspalte beschreibt die relativen Verschiebungen, die den Zeilen hinsichtlich eines willkürlichen Bezuges beigebracht werden. Wenn der Bezug z. B. 50 ms ist, dann werden die Zeilen entsprechend um 28 ms, 32 ms ... 72 ms zeitverschoben.

Die Trennstufenspalten, Aufzeichnung A und Aufzeichnung B, beschreiben ebenso die relativen Verschiebungen, die den Zeilen bezüglich eines willkürlichen Bezuges beigebracht werden. Hinsichtlich der Aufzeichnung A werden die Zeilen fortschreitend zueinander rückwärts verschoben, und bezüglich der Aufzeichnung B werden die Zeilen zunehmend gegeneinander vorwärts verschoben. Auf diese Weise werden die Zeilen bewertet und gekippt, indem sie von

— 22 ms bis +22 ms zeit verschoben werden. Die gekippten Zeilen werden in zwei Kanäle, A und B,

aufgeteilt. Die Zeilen im Kanal A werden zunehmend verschoben in Rückwärtsrichtung und summiert. Die Zeilen im Kanal B werden zunehmend in Vorwärtsrichtung verschoben, mit — 1 multipliziert (die Polaritat wird umgekehrt) und summiert. Dann werden die zwei Summen addiert, was

YA -Xb

ergibt.

Bei dem aufgeführten Beispiel werden Zeichen mit Neigungen von weniger als 3 ms Neigung/Zeile und von mehr als 5 ms Neigung/Zeile gedämpft und Zeichen mit Neigungen im Bereich 3 bis 5 ms Neigung/ Zeile erhalten.

Um die Feldaufzeichnung im Intervall von ± 7 ms Neigung/Zeile beim angeführten Zwölf-Zeilen-Beispiel abzutasten, werden die Kippstufenverzögerungen, Spalte 3, Tafel I, für sechs weitere Mittengeschwindigkeiten eingestellt, das ist —6,-4 usw. Der Zweipunkt-Operator, der den begrenzten Bereich heraustrennt, Spalte 4 und 5, Tafel I, bleibt derselbe für den gegebenen Ausschnitt ± 1 ms Neigung/Zeile. So wird das Verfahren sechs weitere Male wiederholt, jedesmal mit unterschiedlichen Kippstufenverzögerungen, um das vorgegebene Ziel zu erreichen.

Wenn die zur Ausführung des Verfahrens benutzte Ausrüstung derart ist, daß nur 1-ms-Verzögerungen für die Trennstufenverzögerungen erhalten werden können, dann können die von den Spalten 4 und 5, Tafel I, angegebenen Zeitverschiebungen in derselben Richtung ( + ) abgerundet werden. Dann laufen die in den Spalten 4 angegebenen Zeitverschiebungen von + 6 bis — 5 und die in Spalte 5 angegebenen Zeitverschiebungen von — 5 bis +6 und der zusammengesetzte Ausgang ist:

was der Wiedergabe eines Empfängers entspricht, der in der Mitte der Kette, 6V₂ ä, liegt und um ¹I₂ ms zu ihr rückverschoben ist.

Tafel I

Zeile

Bewertung

2m- 1

Kippstufe

Im-Trennstufe

2m- 1

Aufzeichnung A

2m- 1

Aufzeichnung B

+ 6

+ 5

+ Vu

+ + -5V₂ -4V₂

Fortsetzung

Zeile	Bewertung	Kippstufe	Trennstufe	2m- I	2m~' ■( η '
	I	2m- 1	2- '"I	2" ( "
ΠΙ	2m -1	2 '4	Aufzeichnung A	Aufzeichnung B
			+ 3V2	-3%
+4	+V7	+ 14	+ 2V2	-2'/2
+ 3	+V5	+ 10	+ 1V2	-IV2
+ 2	+ 73	+ 6	+V2	-V2
+ 1	+ 1	+ 2	-1A	+ '/2
0	ι	-2	-IV2	+ 11Z2
-1	1/ /3	-6	-272	+ 21Z2
-2	-V5	-10	-372	+ 31Z2
-3	-77	-14	-4V2 '	+4V2
-4	-.V9	-18	-5V2	+ 5V2
-5	-VlI	-22

Schlüssel: ,^_

Kipp- und Trennstufenspalten: + bedeutet eine Nachweilzeit-Zeitverschiebung (Zeitverschiebung nach rückwärts). — bedeutet eine, voreilende Zeitverschiebung (Zeitverschiebung nach vorwärts).

Bewertungsspalte: + Bewertungen stellen einen Skalenwert dar. — Bewertungen stellen einen Skalenwert und eine Polaritätsumkehrung dar.

Es sei hervorgehoben, daß Gleichung (9) die Bewertungen und Zeitverschiebungen beschreibt, die den Zeilen beizubringen sind und dadurch ein Geschwindigkeitsdurchlaßband V_c ± V_c0 zur Folge haben. Gleichung (9) kann jedoch so abgewandelt werden, daß V_c ± V_co das Sperrband darstellt und die Geschwindigkeiten außerhalb dieses Bandes durchgelassen werden. Um dieses Ergebnis zu erzielen, wird Gleichung (9) zu

CiAPd+ 'hd) W —

Anstatt daß man die Differenz der Summe der Zeilen in Aufzeichnung A und der Summe der Zeilen in Aufzeichnung B

(Σα -

erhält, werden deshalb die Summe der Zeiten in Aufzeichnung B addiert

(Σα +Σ»-

Den Geschwindigkeitsbereich V_c ± V_co als Sperrband vorzusehen ist dann von Nutzen, wenn die scheinbare Geschwindigkeit der unerwünschten Welle annähernd bekannt ist. Die Verarbeitungsparameter können dann so eingestellt werden, daß die Zeilendarstellungen aller Bebenwellen mit einer scheinbaren Geschwindigkeit innerhalb des Geschwindigkeitsbereiches V_c ± V_co gedämpft und die Zeilendarstellungen aller Bebenwellen mit einer scheinbaren Geschwindigkeit außerhalb dieses Bereiches erhalten werden.

F i g. 3 zeigt ein System zur Ausführung der Erfindung. Die Feldaufzeichnung 1 kann ein Magnetband sein, das vierundzwanzig Zeilen unbearbeiteter Bebenarten speichert, die von einer Seismometerkette erlangt werden, deren Geräte alle gleich weit voneinander entfernt sind. Wiedergabeköpfe 9 lesen die Zeilen auf Band 1 ab und geben sie auf die Kippstufe 2, um die Geschwindigkeit V_c zu zentrieren. Die Kippstufe 2 kann eine Magnettrommel sein, auf der die Zeilen von 1 aufgezeichnet werden, von Verzögerungslinien bearbeitet und vom Wiedergabeorgan 10 mit den zugehörigen Zeitverzögerungen ψ

und Polaritäten für die Bewertungen — abgelesen

werden, welche den gekippten Zeilen durch Dämpfer 3 beigebracht werden. Jede bewertete und gekippte Zeile wird dann über getrennte Kanäle A und B dem Zweipunktoperator oder Trennstufe 4 aufgegeben. Trennstufe 4 ist eine Magnettrommel, welche den Zeilen in den Kanälen A und B Zeitverzögerungen

+ -ψ- und — -n— entsprechend beibringt. Die Zeilen

" LO ' CO

von den Kanälen A und B werden durch das Wiedergabeorgan 11 von der Walze 4 abgelesen und Summiernetzen 5 und 6 entsprechend eingespeist. Der Ausgang von 6 wird dem Multiplizierorgan 7 und dann dem Summiernetz 8 eingespeist, wo er mit dem Ausgang von 5 summiert wird. Zur Zwölfzeilenverarbeitung können die Wiedergabeorgane 9 so eingestellt werden, daß sie die Zeilen 1 bis 12 auf Aufzeichnung 1 auswählen. Dann stellt der Ausgang von 8 Bebenwellen mit scheinbaren Geschwindigkeiten innerhalb des Geschwindigkeitsdurchlaßbandes, an der Stelle 672 ^ gesehen, dar und kann auf einem Magnetband als eine verbesserte Zeile wiederaufgezeichnet werden. Die Stellung der Wiedergabeorgane 9 kann dann geändert werden, um die Zeilen 3 bis 14 von Aufzeichnung 1 auszuwählen. In diesem Falle

stellt der Ausgang von 8 Bebenwellen mit scheinbaren Geschwindigkeiten innerhalb des Durchlaßbandes, an der Stelle 8V₂ d gesehen, dar. Das Verfahren wird fortgesetzt, indem man die verschiedenen Zeilen auf der Aufzeichnung 1 auswählt, die einen Ausgang 8 ergeben, der aufgezeichnet wird und der Zeilen darstellt, die von Zeichen von Bebenwellen mit scheinbaren Geschwindigkeiten innerhalb des Durchlaßbandes, an den Stellen 6V₂ d, 8'/₂ d, 10V₂ d, 12'/₂ d, U^l/₂d, 16V₂ d und l&/₂d gesehen, gebildet werden.

F i g. 4 zeigt ein anderes System für die Anwendung des durch Gleichung (9) beschriebenen Verfahrens. Die zu verarbeitenden Zeilen werden von der Aufzeichnung 1 durch das Wiedergabeorgan 9 ausgewählt und der Kippstufe 2 eingespeist, welche dieselbe Aufgabe erfüllt wie Kippstufe 2 in F i g. 3, nämlich sie zentriert V_c. Trennstufe 4 verschiebt die

Zeilen in Kanal A um + -=7- rückwärts und die

Vco

Zeilen in Kanal B um — -rr- vorwärts und kehrt die

'co

Polarität der Zeilen in Kanal B und der negativen Bewertungen um. Wenn zwölf Zeilen verarbeitet werden sollen, dann ergeben sich vierundzwanzig

Zeilen am Ausgang von 4. Bewertungen — werden

den vierundzwanzig Zeilen beigebracht, und sie werden dann zur Erzeugung eines zusammengesetzten Ausgangs bei 8 summiert. Die durch Trennstufe 4 den Zeilen in Kanal B zugefügte Polaritätsumkehrung (jede Zeile multipliziert mit — 1) erzeugt einen Ausgang 8, der

Σλ-Yß

ist.

F i g. 5 zeigt ein den F i g. 3 und 4 ähnliches System, abgesehen davon, daß Zeilen mit gleichen aufgeprägten Bewertungen und zeitlichen Verzögerungen vereinigt werden, um die Zahl der Verzögerungslinien in der Trennstufe 4 zu vermindern. Nimmt man eine Zwölf-Zeilen-Verarbeitung an, dann werden die Zeilen 1 und 12, 2 und 11, 3 und 10 usw. vereinigt. Dies ist möglich, weil der Grundprozeß symmetrische Bewertungen und Trennstufenverzögerungen erfordert. Mit Bezug auf Tafel I weisen z. B. Zeile + 6 und Zeile —5 identische, ihnen aufgeprägte Bewertungen und Zeitverschiebungen auf, abgesehen vom Vorzeichen. Wenn die Zeilen + 6 und — 5 vereinigt und dann in zwei Kanäle aufgeteilt werden, dann wird den Zeilen im einen Kanal die Zeitverschiebung + 5'/₂ beigebracht, den Zeilen im anderen Kanal die Zeitverschiebung -5V₂.

Der absolute Wert der Bewertung Vn wird dann den Zeilen in beiden Kanälen beigebracht, und die Polarität der Zeilen im anderen Kanal wird umgekehrt. Ganz allgemein wird jedes Zeilenpaar in zwei Kanäle aufgetrennt, und die Zeilen im einen Kanal werden fortschreitend zeitverschoben von +5V₂ bis + ¹Z₂, siehe Tafel I, Aufzeichnung A. Die Zeilen im anderen Kanal werden fortschreitend zeitverschoben von -5V₂ bis -¹I₂, und ihre Polarität wird umgekehrt, siehe Tafel I, Aufzeichnung B. Der absolute Wert der den vereinigten Zeilen entsprechenden Bewertung wird dann beigebracht, und alle Zeilen werden summiert. Das Zusammenfassen und Verarbeiten der Zeilen wie oben beschrieben ergibt dieselbe Zusammenstellung der Bewertungen und Zeitverschiebungen, wie sie in Tafel I angegeben wird.

So kann ein Zwölfzeilenausgang von Kippstufe 2 vereinigt werden, um dann sechs Kanäle am Ausgang des Vereinigungsnetzwerkes 12 zu liefern. Jeder Kanal am Ausgang 12 wird geteilt und bildet Kanäle A und B. Dies macht bei Trennstufe 4 nur zwölf Verzögerungslinien erforderlich, im Gegensatz zu vierundzwanzig in den Systemen, wie sie in F i g. 3 und 4 dargestellt sind. Auf die Zeilen in Kanal A wird

durch eine Verzögerung + -n- in Trennstufe 4 ein-

' CO

gewirkt, auf die Zeilen in Kanal B durch eine Verzögerung —j?-', außerdem wird deren Polarität um-

* CO

gekehrt. Dämpfer 3 bringen dem Zwölfkanalausgang von 4 die Bewertungen — bei, der dann durch das

Netz 8 summiert wird.

Die Ausführungsform nach F i g. 4 ist ebenfalls in F i g. 6 dargestellt, wonach die Folgestufen 13 und 14 durch 16 verbunden sind. Folgestufe 13 wählt jede Vielzahl (2 P) an zu verarbeitenden Zeilen von der Feldaufzeichnung aus. Folgestufe 14 ist mit diesem Auswählen durch das Verbindungsglied 16 synchronisiert, um einen Ausgangskanal (α) zur Aufzeichnung einer berichtigten Zeile auf einem Magnetaufzeichnungsorgan 15 auszuwählen. Eine zweite Auswahl von 2 P zu verarbeitenden Zeilen hat einen zweiten ausgewählten Ausgangskanal (b) zur Folge usw. Eingangs- und Ausgangsfolgestufen wie 13 und 14 können mit dem Ausgang der Feldaufzeichnung 1 und dem Summenausgang 8 für jede der Ausführungen nach F i g. 3 bis 5 vorgesehen werden.

F i g. 7 zeigt ein Funktionsschema der Erfindung, das die größeren, in F i g. 4 allgemein gezeigten Teile 1, 2, 3, 4 und 15 deutlich macht. Nimmt man einen Zwölf-Zeilen-Eingang von der Feldaufzeichnung 1 an, dann werden die Daten vierundzwanzig Bahnen in der Trennstufenverzögerungstrommel 4 aufgegeben. Die Kippstufenverzögerungstrommel 2 und die Trennstufenverzögerungstrommel 4 sind zur funktionsmäßigen Klarheit als getrennte Teile dargestellt worden. Jedoch sind diese Teile physikalisch ein Teil, eine vierundzwanzigbahnige Magnettrommel mit Aufzeichnungs- und Wiedergabeköpfen. . Jede Kippstufenverzögerung wird zur Trennstufenverzögerung addiert.

Das Bandbeförderungsorgan 20 schließt ein Feldaufzeichnungsband 1 und ein Band für die berichtigte Aufzeichnung 15 auf einer gewöhnlichen Walze ein. Das Bandbeförderungsorgan 20 kann mit einem automatischen Zeitkorrigiergerät zum Einstellen der beweglichen Wiedergabeköpfe 9 ausgerüstet sein, um eine Zeitberichtigung an den wiedergegebenen Zeilen je nach Witterung, Meereshöhe und normalem Ausweichen vorzunehmen. Auf das Feldaufzeichnungsgerät 1 können unbearbeitete Bebendaten aufgezeichnet sein, die von einer Seismometerkette mit vierundzwanzig gleichweit voneinander entfernten Geräten erzeugt werden, dabei hat das Feldaufzeichnungsgerät vierundzwanzig Bahnen. Die Eingangs- und Ausgangsfolgestufenschalter 13 bzw. 14 und Verbindungsglied 16 können zwölf Bahnen von der Aufzeichnung 1 und eine Bahn in der Aufzeichnung 15 auswählen, wobei zwölf Zeilen dem Eingang der Verarbeitungseinheit aufgegeben werden und ein einzeiliger verbesserter Ausgang, wie in Verbindung mit F i g. 6 erklärt, erzeugt wird. Nach jeder Umdrehung der gewöhnlichen Trommel im Bandbeförderungsorgan

409 546/2

20 wählt die Folgestufe 13 eine andere Zwölfzeilengruppierung aus und die Folgestufe 14 eine andere Bahn in dem Band 15. Durch ein aufeinanderfolgendes Abtasten der vierundzwanzig in der Aufzeichnung 1 gespeicherten Zeilen wird eine berichtigte Aufzeichnung auf Band 15 aufgebaut.

Kippstufe 2 und Trennstufe 4 kann eine Magnettrommel mit vierundzwanzig Bahnen sein, wobei jede Bahn eine einstellbare Verzögerung hat, z. B. von 10 bis 110 ms. Die jedem Kanal beizubringenden Verzögerungen werden durch Gleichung (9) gegeben, das bedeutet, daß jede von der Feldaufzeichnung 1 abgelesene Zeile in zwei Bahnen geschrieben wird und die vierundzwanzig Kanäle der Magnettrommel gefüllt werden und daß die Wiedergabeköpfe 11 für diese Trommel räumlich verteilt sind, wodurch die Zeile in der ersten der beiden besagten Bahnen um

—2— i^Tc + ^Tco} ^ms zeitverschoben wird, wenn sie abgelesen wird. Die Polaritätsumkehrung der von der zweiten derbeiden erwähnten Bahnen abgelesenen Zeilen wird durch Vertauschen der Zuleitungen des Ausganges der Trennstufen 4 erreicht. Die jeder der vierundzwanzig von der Trommel abgelesenen Zeilen

beizubringenden Bewertungen -z——r werden durch

Dämpfer 3 angebracht.

Die in Verbindung mit F i g. 5 erklärte Vereinigungstechnik kann auf die vierundzwanzigbahnige Trommel wie folgt angewendet werden: die zwölf von der Aufzeichnung 1 abgelesenen Eingangszeilen werden in zwölf Bahnen in einem Abschnitt der erwähnten Trommel hineingeschrieben. Kippverzögerungen werden den von besagtem einen Abschnitt auf dieser Trommel abgelesenen Zeilen durch die räumliche Verteilung der Wiedergabeköpfe beigebracht. Dann werden die Zeilen zu Paaren zusammengefaßt und in die übrigen zwölf Bahnen in einem anderen Abschnitt der besagten Trommel hineingeschrieben. Von diesem anderen Trommelabschnitt werden die Zeilen mit den zugehörigen Trennstufenverzögerungen und Polaritäten abgelesen, werden dann bewertet und summiert.

Manchmal kann es erforderlich sein, Daten zu verarbeiten, die auf mehr als einem Band gespeichert sind, z. B. wenn man achtundvierzig auf zwei Bändern gespeicherte Zeilen zu verarbeiten wünscht, wobei jedes Band vierundzwanzig Bahnen aufweist und die Bandtransporttrommel nur ein Band auf einmal aufnehmen kann. Unter der Annahme von achtundvierzig auf zwei Bändern gespeicherten Zeilen seismischer Daten, wobei jedes Band vierundzwanzig Bahnen hat, stellt deshalb F i g. 8 die Orte, von denen aus die Zeilen aufgenommen werden und ein Zwölf-Zeilen-Gruppierungsverzeichnis dar, wobei die berichtigten Zeilen A-X bis Α-Ί und AB-X bis /lß-5, wie durch tatsächliche. Empfänger an den Stellen A-X bis A-I und AB-X bis AB-5 gesehen, auf dem Endaufzeichnungsband aufgebaut werden. F i g. 8 verdeutlicht weiterhin die vierundzwanzig Zeilen, die auf den vierundzwanzig Bahnen eines ersten Bandes gespeichert sind, die im folgenden als Profil A bezeichnet werden und welche Zeilen die von einem Beben A durch an den Standorten 1 bis 24, Profil A, gelegene Seismometer empfangene Energie darstellen. Ebenso werden vierundzwanzig Zeilen auf einem anderen Band gespeichert, im folgenden als Profil B bezeichnet, welche Zeilen die durch Seismometer, welche an den Stellen 1 bis 24, Profil B in F i g. 8, liegen, von einem Beben B empfangene Energie darstellen.

Wie aus F i g. 8 ersichtlich, enthalten die Zeilen 15 bis 24, Profil A, und die Zeilen 1 bis 10, Profil B. Teildaten, die zur Erzeugung von berichtigten Zeilen AB-X bis AB-5 erforderlich sind. Das folgende beschreibt ein Verfahren und ein System, womit die Teildaten auf den Profilen A und B verarbeitet werden, um eine Aufzeichnung auf dem Dualabschnitt 26 des in F i g. 9 dargestellten berichtigten Aufzeichnungsorganes zu erzeugen.

Profil A wird dem Bandbeförderungsorgan 20 aufgelegt, wie in F i g. 7 dargestellt, wobei Profil A der Feldaufzeichnung 1 entspricht. In F i g. 9 ist die automatische Zeitberichtigereinheit 21 dargestellt, um den Ausgang von der Feldaufzeichnung zu zeigen; diese Berichtigereinheit gibt die vierundzwanzig von der Aufzeichnung 1 gespeicherten Zeilen auf die Folgestufe 13, welche die Aufgabe hat, die Aufzeichnung abzutasten, um die ausgewählte Zwölf-Zeilen-Gruppe in das Verarbeitungssystem einzuspeisen. Nimmt man Schalter 30 in seiner linken Stellung befindlich an, so daß der Ausgang des Bewertungsund Summierungskreises 23 mit der Folgestufe 14 verbunden ist, dann tastet die Folgestufe 13 die Aufzeichnung ab und gibt die Zeilen 1 bis 12, 3 bis 14, 5 bis 16, 7 bis 18, 9 bis 20, 11 bis 22 und 13 bis 24 nacheinander der Verarbeitereinheit auf, wobei die berichtigten Zeilen A-I bis A-7 auf dem festgelegten Abschnitt 25 der berichtigten Aufzeichnung aufgebaut werden. Die Folgestufe 14 wählt mit jeder Zwölf-Zeilen-Auswahl der Folgestufe 13 eine andere Bahn auf dem festgelegten Abschnitt 25 aus.

Die in F i g. 7 dargestellte berichtigte Aufzeichnung 15 wird in Fig. 9 in zwei Abschnitte aufgeteilt gezeigt, nämlich in einen festgelegten Abschnitt 25 und in einen dualen Abschnitt 26. Der duale Abschnitt 26 weist fünf Bahnen mit einem zweifach befestigten Kopf je Bahn auf, womit Daten in die Aufzeichnung zuerst auf der einen Breitenhälfte einer Bahn und dann auf der anderen Breitenhälfte derselben Bahn durch Auswahl des einen oder des anderen der Doppelköpfe geschrieben werden. Die Daten werden durch einen Wiedergabekopf mit voller Breite für jede Zeile vom Abschnitt 26 abgelesen. Besagter Wiedergabekopf weist eine Breite auf, die der vollen Bahnbreite gleich ist und liest deshalb die Zusammenfassung der auf jeder Breitenhälfte der einzelnen Bahn aufgezeichneten Daten ab.

Da die zur Erzeugung der berichtigten Zeilen AB-X bis AB-5 erforderlichen Teildaten auf Profil A und B nicht zur selben Zeit erhalten werden können, werden die Teilausgänge vom Profil A auf den einen Halbbahnen im Abschnitt 26 aufgezeichnet, und dann werden die Teilausgänge vom Profil B auf den anderen Halbbahnen im Abschnitt 26 aufgezeichnet; das Ergebnis ist eine berichtigte Zeile von jeder Bahn, wenn sie vom Abschnitt 26 abgelesen wird. Dies wird wie folgt erreicht:

Die Zeilen 15 bis 24, Profil A, werden durch Folgestufe 13 ausgewählt und verarbeitet, wobei die Folgestufe 14 einen der zweifach gefestigten Köpfe für die erste Bahn in Abschnitt 26 aussucht und der Ausgang in dieser Bahn aufgezeichnet wird. Dann werden die Zeilen 17 bis 24 durch die Folgestufe 13 ausgewählt, und die Folgestufe 14 sucht zur Aufzeichnung einen zweifachen Kopf für die zweite Bahn in Abschnitt 26. Die Zeilen 19 bis 24 werden durch die

Folgestufe 13 ausgewählt und verarbeitet, wobei Folgestufe 14 zur Aufzeichnung einen zweifachen Kopf der dritten Bahn in Abschnitt 26 auswählt. Das Verfahren wird fortgesetzt, bis die in den Zeilen AB-ί bis ABS gehörigen Teildaten von den auf Profil A gespeicherten Daten auf fünf Halbbahnen in Abschnitt 26 aufgezeichnet sind. Nun wird Profil B auf das Bandbeförderungsorgan gelegt. Wie in F i g. 8 gezeigt ist, enthält Profil B vierundzwanzig Zeilen, wobei die Zeilen 1 bis 10 die Teildaten für die berichtigten Zeilen AB-I bis ABS enthalten. Beim Verarbeiten der Daten auf Profil B wählt die Folgestufe 13 die Zeilen 1 und 2 aus, wobei über vorheriges Auswählen durch die Folgestufe 14 der Ausgang der Verarbeitungseinheit auf der anderen Breitenhälfte der ersten Bahn in Abschnitt 26 aufgezeichnet wird. Dann werden die Zeilen 1 bis 4 durch die Folgestufe 13 ausgewählt und verarbeitet und der Ausgang des Verarbeiters wird über vorheriges Wählen durch Folgestufe 14 auf der anderen Breitenhälfte der zweiten Bahn in Abschnitt-26 aufgezeichnet. Die Zeilen mit den Teildaten auf Profil B werden durch die Folgestufe 13 ausgewählt, bis alle Teildaten auf der anderen Breitenhälfte der fünf Bahnen in Abschnitt 26 gespeichert sind.

Es ist also ersichtlich, daß Profil A die Zeilen 15 bis 24 enthält, welche Teildaten aufweisen, und daß Profil B die Zeilen 1 bis 10 enthält, welche Teildaten aufweisen, und daß ferner die Teildaten mittels eines zweifach befestigten Kopfes in einer Aufzeichnungseinheit mittels Halbbahnen verbunden werden, so daß eine berichtigte Zeile erzeugt wird, wenn die volle Breite jeder Bahn abgelesen wird.

Wenn die Teildaten vom Profil A auf der einen Breitenhälfte einer Bahn in Abschnitt 26 aufgezeichnet werden und dann die Teildaten von Profil B auf der anderen Breitenhälfte dieser einen Bahn aufgezeichnet werden, dann müssen im allgemeinen diese Teilaufzeichnungen phasenausgerichtet sein, so daß sie beim Abspielen richtig zusammengefaßt werden. Phasenausrichtung der zweifachen Aufzeichnung wird durch die Uberwacherstufe 29 erreicht, welche die Zeitpausen 27 und 28 auf der berichtigten Aufzeichnung bzw. dem ursprünglichen Feldband vergleicht. Die Zeitspanne des Bebens A und B wird auf dem ursprünglichen Feldband von Profil A und B in der üblichen Art aufgezeichnet. Zu Beginn wird die Zeitspanne von Profil A unmittelbar auf der berichtigten Aufzeichnung aufgezeichnet. Die Zeitpause von Profil B wird dann durch die Uberwacherstufe mit der auf der berichtigten Aufzeichnung von Profil A aufgezeichneten Zeitspanne verglichen. Zeigt die Uberwacherstufe an, daß die Phase ungenau ist, dann können die beweglichen Köpfe der automatischen Zeitberichtigungseinheit 21 so eingestellt werden, daß die Phase der von dem zweiten der Zweifachköpfe aufzuzeichnenden Zeile genau in Phase gebracht wird mit der Zeile, die mit dem ersten der Zweifachköpfe aufgezeichnet wurde.

Schalter 31 stellt eine Kippstufenüberbrückung dar, die benutzt werden kaffn, wenn die für das Durchlaßband gewünschte Mittengeschwindigkeit Null ist. Schalter 30 verbindet das Mehrfach-Analysator-Sieb 24 mit dem System, wenn es gewünscht wird. Im Augenblick mag man annehmen, daß Schalter 30 sich in seiner linken Stellung befindet, da die Aufgabe von Teil 24 erst später erörtert werden wird. Die in der folgenden Art und Weise zusammengeschalteten Fig. 1OA, 1OB, IOC und IOD verdeutlichen die Wege der Schaltung nach F i g. 9. Die Ausgangskanäle 33 der Folgestufe 13 in Fig. 1OA sind mit den Eingangskanälen 33 des Aufnahmeverstärkers 22 in Fig. 1OB verbunden. Die Ausgangskanäle 34 der Trennstufe 4 in Fig. 1OB sind mit einem Eingangskanal 34 der Wertungs- und Summenschaltung 23 gemäß Fig. IOC verbunden. Die Anschlüsse TB und TS der Steckverbindungen 35 in F i g. 1OA sind mit den Zuleitungen 36 und 37 der Fig. IOD verbunden. Die Leitungen 38, 39 und 40 in Fig. IOD führen zu den Leitungen 38, 39 und 40 in Fig. IOC.

In F i g. 1OA entsprechen die Kanäle 32 dem 24-Kanal-Ausgang der automatischen Zeitkorrektureinheit 21 in F i g. 9. Die von der Aufzeichnungseinheit 1 abgelesenen Zeilen gelangen über einen der Kanäle 32 auf die Steckverbindungen 35. Jeder Kanal 32 besitzt einen Ausgang von den Steckverbindungen 35, der zu der Folgestufe 13 in einem vorherbestimmten Muster führt. Die Steckverbindung 35 ist zwischen den Kanälen 32 und der Folgestufe 13 deshalb eingeschaltet, um die ursprünglichen Aufzeichnungen den gewünschten Anforderungen während der Verarbeitung anzugleichen. Beispielsweise können Veränderungen der Gruppenintervalle, verstümmelte Zeilen, umgekehrt liegende Zeilen und falsch geschaltete Kabelverbindungen mittels der Steckverbindungen kompensiert werden. Die Folgestufe 13 ist in drei Abschnitten, nämlich R, S, T dargestellt. Der R-Abschnitt der Folgestufe dient zur Verarbeitung der in dem Profil B eingespeicherten Teildaten, wobei das Profil B die korrigierten Zeilen AB-I bis ABS herstellt. Der S-Abschnitt der Folgestufe dient zur Verarbeitung der im Profil A zur Herstellung der korrigierten Zeilen A-\ bis A-I gespeicherten Daten, und der T-Abschnitt der Folgestufe dient zur Verarbeitung der im Profil A zur Herstellung der korrigierten Zeilen AB-1 bis ABS gespeicherten Teildaten. Die Anschlüsse 1 bis 24 an der Steckverbindung 35, die durch die geradzahligen Ziffern 2 bis 24 dargestellt sind, entsprechen den den Abtaststandorten für die Profile A und B in F i g. 8 zugeteilten Ziffern. Beispielsweise gelangt die am Standort 1, Profil B, in F i g. 8 abgetastete Zeile durch einen der Kanäle 32 auf den Anschluß 1.

In Fig. IOC weist die Folgestufe 14 24 Schaltstellungen auf, wobei jede einer der 24 Schaltstellungen der Folgestufe 13 entspricht. Die Folgestufen 13 und 14 sind in der Schaltstellung 24 dargestellt. Die Folgestufe 14 verbindet den Ausgangskanal mit einem der Kanäle 42, und die Kanäle 42 sind mit den Aufzeichnungsköpfen der in F i g. 9 dargestellten Korrektur-Aufzeichnungsstufe verbunden. Es sind 5 Zeilen vorgesehen, wobei jede doppelte Aufzeichnungsköpfe in dem Doppelabschnitt 26 aufweist und die Zuleitungen 44,4 und 44 B jeweils einen der Kanäle 42 mit jeweils einem der Doppelköpfe einer Zeile im Abschnitt 26 verbinden. In ähnlicher Weise verbinden die Zuleitungen 45 A und 45 B jeweils einen der Kanäle 42 mit einem der Doppelköpfe einer anderen Zeile im Doppelabschnitt 26 usw. In der nachstehenden Tabelle sind die Schaltstellungen und die Funktion der Folgestufen 13 und 14 einschließlich der zur Verarbeitung in jeder Schaltstellung angeschalteten Zeilen aufgeführt. Die Folgestufenschaltstellungen wandern von Position 7 nach 23 und dann von 24, 1 bis 6, wobei das Profil A und

das Profil B abgetastet werden. Es sind 24 Schaltstellungen für die Folgestufe 13 vorgesehen, die von rechts nach links mit 24, 1, 2 ... 23 dargestellt sind, und es gibt 24 entsprechende Schaltstellungen für die Folgestufe 14. Bei Auftrennung des Schaltabschnittes jeder Folgestufe gibt es Stellungen, wo das System, außer auf Kommando vom Bedienungspersonal unwirksam ist. Diese Stellungen können benutzt werden, um vor der Verarbeitung Parameter einzustellen. Die Folgestufen 13 und 14 können eine Gruppe von motorangetriebenen Drehschaltern sein, um ihre Aufgabe zu erfüllen.

Tabelle II

Schalter stellung	Funktion	Bereitstellung
24	Übertrage Standortzeitunter
1	brechung TB vom Profil B
	Zeiie"l bis 2, Profil B
2	Zeile 1 bis 4, Profil B
3	Zeile 1 bis 6, Profil B
4	Zeile 1 bis 8, Profil B
5	Zeile 1 bis 10, Profil B
6	Bereitstellung
7	übertrage Standortzeitunter
8	brechung TB vom Profil A
	übertrage Zeitsignal TS vom
9	Profil A
	Zeile 1 bis 12, Profil A
10	Zeile 3 bis 14, Profil A
11	Zeile 5 bis 16, Profil/!
12	Zeile 7 bis 18, Profil A
13	Zeile 9 bis 20, Profil A
14	Zeile 11 bis 22, Profil A
15	Zeile 13 bis 24, Profil A
16	Bereitstellung
17	Zeile 15 bis 24, Profil A
18	Zeile 17 bis 24, Profil A
19	Zeile 19 bis 24, Profil A
20	Zeile 21 bis 24, Profil A
21	Zeile 23 bis 24, Profil A
22	übertrage Bezugsimpuls
23

In Fig. 1OB ist ein Ausgangskanal von der Folgestufe 13 an einen entsprechenden Wiedergabeverstärker 22 angeschaltet. Ein Wiedergabeverstärker ist für jeden Ausgangskanal der Folgestufe 13 vorgesehen und vollführt die Aufgabe, den Spannungspegel des Signals zu verstärken und außerdem die Frequenz- und Phasenverzerrung, die im Ausgang von unmittelbaren Aufzeichnungsgeräten anzutreffen sind, zu korrigieren. In dem hier beschriebenen Beispiel der Verarbeitung von 12 Zeilen, sind 12 Ausgangskanäle von den Wiedergabeverstärkern mit der Kippstufe 2 verbunden. Die als Kippstufe 2 bezeichnete Verzögerungseinheit umfaßt 12 FM-Modulatoren 49, 12 Verzögerungsketten 50 und 12 FM-Demodulatoren 51. Das als Trennstufe 4 bezeichnete Verzögerungssystem umfaßt ähnliche Komponenten in jedem Kanal wie die Kippstufe 2. Die Zeitverzögerungsketten 50 sind Magnettrommel und die FM-Modulatoren 49 und -Demodulatoren 51 werden dazu benutzt, die Information in die Trommel einzugeben und die Information in allgemeinen bekannter Weise von der Trommel abzulesen. Eine Polaritätsumkehr kann am Ausgang der FM-Demodulatoren in der Trennstufe 4 vorgenommen werden, um negative Verbindungen zu vermitteln.

Der 12-Kanal-Ausgang von der Kippstufe 2 ist so geschaltet, um mittels des Netzwerkes 12 einen 6-Kanal-Ausgang zu erhalten. Der 6-Kanal-Ausgang vom Netzwerk 12 ist dann in 12 Kanäle aufgeteilt, wobei jeder Kanalausgang vom Netzwerk in 2 Kanäle, welche mit der Trennstufe 4 verbunden sind, aufgeteilt wird.

In Fig. IOC wird der 12-Kanal-Ausgang34 von der Trennstufe 4 auf einen bestimmten Kanal in der Wertungs- und Summenschaltstufe 23 geführt und dann zu dem Verstärker 52, der eine veränderliche, ohmsche Rückkupplungsschaltung aufweist, um den Pegel des entsprechenden Ausgangssignals zu steuern. .

Das Verzögerungssystem der Kippstufe 2 kann durch einen Kippstufen-Bypaß 31 überbrückt werden, welcher den Kanal 56 umfaßt, wobei der Ausgang an jedem Wiedergabeverstärker durch getrennte Leitungen im Kanal 56 zu Schaltern 58 geführt wird, die geschlossen werden und dann durch Schalter 59, die ebenfalls geschlossen werden und dann zu dem Netzwerk 12. Die Schalter 57 sind in ihrer offenen Stellung, wenn der Kippstufen-Bypaß eingeschaltet ist. Die Ausgänge der einzelnen Wiedergabeverstärker 22 oder der einzelnen Demodulatoren 51 können mit einer Prüfstufe 60 durch öffnen des Schalters 59 und wahlweises Schließen der Schalter 57 bei offenen Schaltern 58 oder durch Schließen der Schalter 58 bei offenen Schaltern 57 geprüft werden.

Das überwachungssystem nach Fig. IOD weist einen Tintenschreiber 61, der die Schreibgeräte A und B für getrennte Aufzeichnungen besitzt, und einen Wiedergabeverstärker 66 auf. Außerdem sind die in F i g. IOD gezeigten Schalter X-I, K-2, K-3 und Κ-Ί und die in Fig. IOC dargestellten Schalter K-4, K-5. K-6 und K-8 vorgesehen.

In der Tabelle III sind die Schaltstellungen der Folgestufen 13 und 14 und die entsprechenden Schaltstellungen der Schalter K-I bis K-6 gezeigt.

Falls die Einheit 24 benutzt wird, sind die in der Tabelle III angegebenen Stellungen der Schalter K-5 und K-6 untereinander vertauscht.

Tabelle III

Schal	K-I	K-2	K-3	K-4	JC-S	K-6	Κ-Ί	K-S
ter
stellung	D	U	U	O	O	C	1	D
24	U	U	U	C	O	O		U
1	U	U	U	O	O	C		U
2—6	D	U	U	O	O	C		U
7	U	U	U	C	O	O		U
8	U	U	D	C	O	O		U
9

Schlüssel:
D = unten.
U = oben.
O = Offen.
C = Geschlossen.

Fortsetzung

Schal	K-I	K-2
ter
stellung	U	U
10—16	D	U
17	U	U
18—22	U	D
23

U
U
U
U

K-4	K-S	K-6
O	O	C
O	O	C
O	O	C
C	O	O

K-7

K-8

U
U
U
U

IO

Schlüssel:

D = unten. ■
U = oben.
O = Offen.
C = Geschlossen.

Der in Fig. IOD gezeigte Schalter K-I weist einen oberen Abschnitt und einen unteren Abschnitt auf, wovon jeder fünf hintereinander angeordnete Schaltstellungen besitzt/Dieser Schalter wird betätigt, wenn die Folgestufe in den Bereitstellungen 24, 7 und 17 ist. Deshalb kann der Schalter K-I dazu benutzt werden, um die Zeitunterbrechung von der korrigierten Aufzeichnung auf das Schreibgerät D in der Stellung 1, ein Zeitsignal TS vom Profil A auf das Schreibgerät B in Position 2, ein Bezugssignal auf das Schreibgerät B in der Stellung 3, ein M.A.E.-Sperrsignal auf das Schreibgerät B in der Stellung 4 und Testsignale auf das Schreibgerät B in der Stellung 5 zu übertragen. Diese Aufzeichnungen dienen zu Eichzwecken.

Um die Aufzeichnungen der Teildaten in den Profilen A und B in der Phase auszurichten, wird die Zeitunterbrechung vom Profil A auf das korrigierte Band aufgenommen, wobei die Folgestufe in der Schaltstellung 8 ist. Bei der Schaltstellung 24 der Folgeschaltung mit eingeschalteten Schaltern K-8 und X-I, wobei der Schalter K-I in der Stellung 1 ist, wird die Zeitunterbrechung von der korrigierten Aufzeichnung auf das Schreibgerät B übertragen. In der Schaltstellung 1 der Folgestufe wird die Zeitunterbrechung vom Profil B vom Tintenschreiber, , nämlich dem Schreibgerät A, aufgezeichnet, um einen Vergleich mit der Zeitunterbrechung des Profils A zu erhalten, die von der korrigierten Aufzeichnung abgelesen wurde. Somit kann ein Phasenvergleich zwischen den Zeitunterbrechungen am Profil A und B durchgeführt werden, wobei die wandernden Köpfe der automatischen Zeitkorrekturstufe zur Phasenausrichtung eingestellt werden können.

Der nockengesteuerte Schalter 65 gehört zur üblichen Ausrüstung des Automatik-Zeitkorrekturgerätes und ist mechanisch mit der Umdrehung der Bandantriebstrommel synchronisiert, um die wandernden Köpfe der automatischen Zeitkorrekturstufe auf eine dynamische Korrektur bei normaler Bewegung einzustellen. Ein von dem nockengesteuerten Schalter abgeleiteter Bezugsimpuls kann auf das Schreibgerät B geleitet werden, wobei der Schalter K-I in der Stellung 3 ist.

Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist hier hinsichtlich seismischer Daten beschrieben worden, die auf einem magnetischen Band gespeichert sind. Diese Daten entsprechen nicht der wirklichen Zeit, so daß deshalb vorwärtsgerichtete Zeitveränderungen eingeführt werden können. Wenn jedoch »Echtzeit«-Daten, wie sie unmittelbar von den Detektorausgängen erhalten werden, verarbeitet werden sollen, dann können vorwärtsgerichtete Zeitveränderungen nicht angewendet werden. Deshalb sind »Echtzeit«-Daten durch die größte, benötigte, vorwärtsgerichtete Zeitveränderung verzögert, welche dann als Zeitbezugszeichen verwendet wird, von dem aus die vorwärts und rückwärts gerichteten Zeitveränderungen bestimmt werden.

Die Erfindung bezieht sich auf das Verarbeiten von Daten, die beim Aufnehmen seismischer Wellenzüge erhalten werden, beispielsweise Daten, die bei seismologischen und seismischen Aufschließungsarbeiten erhalten werden. Doch ist die Erfindung auch für die Verarbeitung von Daten anwendbar, die beim Aufnehmen akustischer Wellenzüge erhalten werden, beispielsweise Daten, die von seismischen Meeresuntersuchungen stammen, wobei die akustische Unterwasserenergie einer gezündeten Ladung von einer Kette von Hydrophonen empfangen wird. Ebenso ist die Erfindung auf Daten anwendbar, die bei der Anwendung von Ultraschallgeräten erhalten werden, wobei die Richtung der Fortpflanzung der akustischen Welle in eine scheinbare Geschwindigkeit der akustischen Wellen in der Richtung einer linearen Kette umgesetzt werden kann.

Sollen die Daten einer seismischen Unterwasseraufzeichnung verarbeitet werden, so kann die Mehrfach-Analysator-Eliminator-Einheit 24 in Fig. IOC benutzt werden, um die im Wasser auftretenden Echoerscheinungen zu eliminieren, die in der entsprechenden Ausgangszeile im Kanal 70 erscheinen. Diese Ausgangszeile im Kanal 70 wird auf den Eingang der Einheit 24 gegeben und der Ausgang erfolgt über den Kanal 62 (Schalter K-5 geschlossen und Schalter K-6 geöffnet). Ein den Integriergrenzen der Einheit 24, die nachstehend als M.A.E.-Sperrstufe bezeichnet werden soll, proportionales Signal kann dann zu der Schreibfeder B des Tintenschreibers 61 über den Kanal 40 übertragen werden, wobei der Schalter Κ-Ί in der Stellung 4 ist. Das hier als M.A.E.-Sperrstufe 24 erwähnte Bauelement ist in der USA.-Patentschrift 3 238 499 beschrieben.

Ein Anwendungsbeispiel der Erfindung für die Verarbeitung von Daten, die aus Untersuchungen von akustischen Unterwasserwellen gewonnen wurden, soll im nachstehenden beschrieben werden.

In Fig. 11 ist die Achse einer Kette von Hydrophonen oder Unterwassermikrofonen, eine auf dieser Achse senkrecht stehende Linie, die Fortpflanzungsrichtung einer mit der Geschwindigkeit C sich fortpflanzenden akustischen Welle und die scheinbare Geschwindigkeit V der akustischen Welle in der Richtung der Achse der Kette dargestellt.

Die scheinbare Geschwindigkeit V ist gleich dem

Ausdruck ——, wobei <l der Winkel zwischen der

Richtung der Wellenfortpflanzung und einer auf der Achse der Kette senkrecht stehenden Linie ist.

Unter bestimmten Bedingungen der Temperatur und des Salzgehaltes ist die Geschwindigkeit der akustischen Welle C (annähernd 1440 m/sek) konstant und frequenzunabhängig. Die scheinbare Geschwindigkeit einer akustischen Welle in der Richtung der Kette ist vom Winkel α abhängig. Deshalb wird der gewünschte Geschwindigkeits-Bandpaß durch die Auswahl des Winkels g_co der gewünschten halben Strahlbreite bestimmt, wobei V_co = C/sing_t0. Die gesamte Zeilenwiedergabe der akustischen Wellen, die sich

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in einer solchen Richtung fortpflanzen, daß der Winkel zwischen dieser Richtung und der zur Achse der Kette senkrechten Linie innerhalb des Winkels g liegt, wird durchgelassen, und die außerhalb des Winkels g auftretenden Zeilen werden gedämpft werden.

In der Annahme, daß der interessierende Frequenzbereich

J min ^J J max '

Dann sind

N =

26

8(1,342) 2,62(0,342)

= 12 Detektoren.

Wenn

dann ist

ist, so ist

IO

K_n

= fmaJC.

f_max = 20 kHz /„,„ = 2,5 kHz

und

Die Wiedergabe einer Kette von in gleichmäßigen Abständen befindlichen Detektoren hinsichtlich einer akustischen Welle wiederholt sich dann selbst, wenn

K = ¹Z₂Cl,

wobei d der Abstand zwischen den Hydrophonen ist. Um jedoch eine falsche Wiedergabe von langsamen scheinbaren Geschwindigkeiten zu verhindern, ist es erforderlich, ungefähr eine volle Wellenlänge Abstand zwischen den Detektoren zu erzeugen, um in die Nähe des senkrechten Einfallwinkels

d = 0,186'. Die Länge der Kette ist

Nd= 12-0,186'.

Die relative Zeitveränderung zwischen den Detektoren wird durch die Ausschaltgeschwindigkeit bestimmt.

(-90° = g= +90°)

zu kommen. Hierfür ist

_d _ c

f,naxi\ +sing«)

und die Anzahl JV der benötigten Detektoren

Dann ist

(12)

3°

V_c0 = 14,6 · 10³'/sec.

t_c0= 12,7-10-⁶sec/Zeile.

N =

n+sing_co-[
^!'"L2,62sing_cJ ^llJ'

Das beschriebene Beispiel gibt die »Echtzeit«- Daten, wobei die Hydrophone die mehrfachen Zeilen 35 zur Verarbeitung liefern. Da vorwärtsgerichtete Zeitveränderungen in der »Echtzeit« nicht mitaufgenomdamit /„„·„ innerhalb des Bandpasses liegt. men werden können, wird eine konstante Verzögerung

Beispielsweise ist angenommen, daß der interessie- in entsprechender Weise auf alle Kanäle als ein rende Frequenzbereich Bezugszeichen geführt, bevor die Kipp- oder die

f 40 Trennstufenverzögerungen in Tätigkeit treten.

Ism. ₌ 8, _gco = 20° Ein Verzeichnis der gemäß Gleichung (9) ange-

·'""'" wandten Wert- und Zeitveränderungen ist in der

ist. Tabelle IV angegeben.

Tabelle IV

Zeile	Wertung	Kippstufe	Trennstufe	(lm~x τ rVio"
in	1	O	(2m-1 T +rVio-6
6	2m-1		1 2 c° )	0
5	Vu		137,7	12,7
4	V9		125,0	25,4
3	V7		113,3	38,1
2	V5		101,6	50,8
1	V3		88,9	63,5
0	1		76,2	76,2
-1	-1		63,5	88,9
_2	-V3		50,8	101,6
-3	-V5		38,1	113,3
-4	-V7		25,4	125,0
-5	-V9		12,7	137,7
-Vn	0

T = — T_n, ist die größte, erforderliche vorwiirtsgerichtete Verdrehung. T_n = 12,7- 10'⁶sec/ZeiIe.

Die Wertungen und Zeitveränderungen gemäß Tabelle IV können auch auf die Hydrophonausgänge durch Verzögerungsketten mittels Koaxialkabel und Dämpfungsstufen gemäß einer im vorhergehenden beschriebenen Schaltvorrichtung gegeben werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist hier hinsichtlich des Verarbeitens von Daten beschrieben worden, die von Untersuchungen von Wellenzügen an getrennten Standorten auf einer Linie erhalten wurden, wodurch Wellenzüge aufgezeichnet wurden, die eine scheinbare Geschwindigkeit in der Richtung der Linie innerhalb eines vorbestimmten Geschwindigkeitsbereiches aufweisen und die Wiedergabe von Wellenzügen geschwächt wurde, die eine scheinbare Geschwindigkeit in der Richtung der Linie außerhalb dieses Bereiches haben. Eine Kette von in gleichmäßigen Abständen angeordneten Detektoren und eine Anhäufung von Explosionsladungen haben als Beispiele gedient, um Daten von der Untersuchung von Wellenzügen an getrennten Standorten auf einer Linie zu erhalten. Solche Anwendungen werden als eindimensionale Kette bezeichnet, da die Wellenzüge an getrennten Standorten auf einer Linie untersucht werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann aber auch auf Daten angewendet werden, die von einer zweidimensionalen Kette stammen, wodurch die Wiedergabe von Wellen, die eine scheinbare Geschwindigkeit in der Richtung einer ersten Linie und eine scheinbare Geschwindigkeit in der Richtung einer zweiten Linie, die in bezug auf die erste Linie innerhalb eines vorbestimmten Geschwindigkeitsbereiches um einen Winkel versetzt ist, erhalten wird und die Wiedergabe von Wellen, die eine scheinbare Geschwindigkeit in der Richtung der ersten Linie und eine scheinbare Geschwindigkeit in der Richtung der zweiten Linie außerhalb dieses Bereiches aufweisen, geschwächt wird.

In Fig. 12 ist eine zweidimensionale, rechtwinkelige Kette dargestellt, die eine Anzahl von Reihen y von in gleichmäßigen Abständen angeordneten Detektoren 1, 2, 3 ... χ und eine Anzahl von Spalten χ von in gleichmäßigen Abständen angeordneten Detektoren 1, 2, 3 ... y aufweist. Die Ausgangszeilen von jedem Detektor 1, 2, 3 ... χ in der Reihe 1 wird in der Schaltvorrichtung 81 verarbeitet, um einen Ausgang in der Reihe 1 zu erzeugen. In ähnlicher Weise wird jede Reihe der Detektorausgangszeilen von einem eigenen System verarbeitet, um einen Ausgang in der entsprechenden Reihe zu erzeugen, wie in Fig. 12 dargestellt ist. Jedes Schaltsystem 81, 82, 83 liefert vorherbestimmte Wertungsziffern und Zeitveränderungen gemäß der Gleichung (9) an die Detektorausgangszeilen der entsprechenden Reihe, um eine gemischte Ausgangszeile für jede Reihe zu erzeugen, welche als Ausgang der Reihe 1, 2, 3 ... y bezeichnet wird. Somit umfaßt die gemischte Ausgangszeile, also der Ausgang der Reihe 1, eine verbesserte Wiedergabe der Wellen, die eine scheinbare Geschwindigkeit in der Richtung der durch die Detektoren 1, 2, 3 ... χ in der Reihe 1 innerhalb eines vorbestimmten Geschwindigkeitsbereiches definierten Linie aufweisen, wie es von einem wirklichen, in dem Mittelpunkt der Reihe gelegenen Detektor aus gesehen wird. In ähnlicher Weise weist auch jeder andere Reihenausgang verstärkte Wellenwiedergabe auf, die eine scheinbare Geschwindigkeit in der Richtung der entsprechenden Linie besitzt, wobei diese Linie durch die Reihe innerhalb dieses Bereiches definiert ist, wie es von einem wirklichen, im Mittelpunkt der Reihe gelegenen Detektor aus gesehen wird.

Die gemischten Ausgangszeilen y von jeder Reihe gelangen dann in die Vorrichtung 84, um eine Ausgangszeile 85 zu erzeugen. In der Vorrichtung 84 werden vorherbestimmte Wertungsziffern und Zeitveränderungen auf die gemischten Ausgangszeilen y gemäß Gleichung (9) für den vorbestimmten Geschwindigkeitsbereich übertragen. Die gemischten Ausgangszeilen y werden so angesehen, als wenn sie von einer in gleichmäßigen Abständen angeordneten Detektorkette ausgegangen wären, die von den Detektoren 1, 2, 3 ... y dargestellt ist. Deshalb umfaßt die Ausgangszeile 85 eine verstärkte Wiedergabe von Wellen, die eine scheinbare Geschwindigkeit in der Richtung irgendeiner der y Reihen und der χ Spalten innerhalb des vorherbestimmten Geschwindigkeitsbereiches aufweisen.

Wie erinnerlich sein dürfte, bringt die Verarbeitung von Daten, die von einer eindimensionalen Kette stammen, eine Phasenverschiebung von ±90° in der gemischten Ausgangzeile mit sich. Werden jedoch Daten verarbeitet, die von einer zweidimensionalen Kette stammen, so ist es eine Gegebenheit der Vorrichtung, daß eine Phasenverzerrung in der Ausgangszeile nicht auftritt, da beim Verarbeiten der Reihenausgänge der Detektoren um die y Ausgänge zu erhalten, eine Phasenverdrehung von ± 90° in jedem Ausgang mit sich bringt, und die Verarbeitung der y Ausgänge der Reihen nochmals eine Phasendrehung von ±90° erzeugt, so daß die Phasenveränderung in der Ausgangszeile 85 entweder 0 oder 180° beträgt. Falls die Phasen Verdrehung 180° beträgt, muß in der Ausgangszeile 85 die Polarität umgekehrt werden. Somit ist jede der Folgeschaltungen im Zeitbereich antisymmetrisch, so daß aufeinanderfolgend die kombinierte Wiedergabe eine symmetrische Veränderung darstellt, welche die Phase der Ausgangszeile um 0 oder 180° verdreht.

In F i g. 13 ist die Verteilung des Leistungsspektrums der seismischen Wellen dargestellt, die die scheinbaren Geschwindigkeiten V_cox, -V_cox, V_coy und -V_coy im dreidimensionalen /,.K-Raum aufweisen. Die Geschwindigkeiten V_cox und — V_cox stellen die Abschaltgeschwindigkeiten für den vorherbestimmten Geschwindigkeitsbereich in der Richtung der Linien, die durch die Reihen der F i g. 1 definiert sind, dar, wobei diese Geschwindigkeiten in Verbindung mit der Gleichung (9) benutzt werden, um die Parameter der Schalt vorrichtungen 81, 82... 83 zu bestimmen. Die Geschwindigkeiten V_coy und — V_coy stellen ebenfalls die Abschaltgeschwindigkeiten für den vorherbestimmten Geschwindigkeitsbereich in der Richtung der Linien, die durch die Spalten in F i g. 12 bestimmt sind, dar und werden in Verbindung mit der Gleichung (9) benutzt, um die Parameter der Schaltvorrichtung 84 zu bestimmen.

Die Datenverarbeitung von einer zweidimensionalen Kette, wie es in Verbindung mit Fig. 12 beschrieben wurde, und die Anwendung dieser Abschaltgeschwindigkeiten V_cox, - V_cox, V_coy und - V ergibt eine übergeordnete Wiedergabe, welche sich einer rechtwinkligen Pyramide im /,/C-Raum annähert. Die Pyramide ist in Fig. 13 dargestellt und besitzt eine Spitze mit den Koordinaten (0, 0, 0) und mit einer vertikalen Achse (0, 0, /). Deshalb bleibt die Zeilenwiedergabe von allen sesmischen Wellen, die schein-

bare Geschwindigkeiten innerhalb des Leistungsspektrums der Pyramide aufweisen, erhalten, und die Wiedergabe von allen seismischen Wellen, die scheinbare Geschwindigkeiten außerhalb des Leistungsspektrums der Pyramide aufweisen, werden ge- schwächt. Jede der Schaltvorrichtungen 81, 82,... 83 und 84, die in Fig. 12 gezeigt sind, kann durch irgendeine der Ausführungsformen gemäß Fig. 3 bis 9 dargestellt sein.

Wie erinnerlich sein dürfte, bringt die Daten-Verarbeitung von einer eindimensionalen Kette gemäß Gleichung (9) eine Phasenverzerrung in der gemischten Ausgangszeile mit sich, die von dem Zweipunkt-Zeitbereichoperator herrührt, der durch seine Frequenzbereich-Gleichung (5) dargestellt wird. Um die Phasenverzerrung aufzuheben, ist es erforderlich die Ausgangszeile mit einem Filter H(f) zu beaufschlagen, wobei der Filter auf +/ mit — i und auf —/ mit + i anspricht.

Die Impulswiedergabe h(t) für dieses Filter //(/), welches die gewünschte Ansprechempfindlichkeit im Frequenzband

J max J J max

aufweist, ist

df

- L

fm.x

2.τ/ι(ί) = -2πίϊe

df + 2πJie

-/„„,

df

35

(14)

40

Gleichung (14) beschreibt die theoretische Zeit-Impuls-Wiedergabe für das Filter, welches an der gemischten Ausgangszeile angeschaltet wird. Diese Wiedergabe kann angenähert durch einen Probe-Zeitbereich-Operator wie einer Verzögerungslinie erfolgen, die eine Mehrzahl von Probepunkten auf ihrer Länge mit jedem Probepunkt, der gewertet und auf einen Summierungspunkt geführt wird, aufweist.

Für die Wiedergabe nach Gleichung (14) ist der Zeitintervall zwischen den Probepunkten I ί = l/f_max, da sogar Probepunkte Nullwerte haben.

In der Annahme, daß

ist, dann ist

f_max = 2OkHz

Ir = 50 · 10~⁶ see.

In bezug auf t = 0 in der Mitte zwischen den Endpunkten der Probepunkte und wenn man eine gerade Anzahl von 2 P Probepunkten nimmt, welche in ungeraden Ziffern von -(P- 1) bis (P — I) numeriert sind, dann werden die Wertungen l/m, wobei m= -(P-I)... +(P-I), in ungeraden Zahlen.

Wird P = 10 angenommen, dann sind in der Tabelle V die Wertungsziffern und Zeitveränderungen wie folgt angegeben:

Tabelle V

Untersuchungs punkt	Wertung	Zeitveränderung (Sek.)
— 9 -7 _ j 1 3 9	-V9 -V7 -1 1 V3 %	-225 -175 -25 25 75 225

Obwohl die Erfindung hier im Zusammenhang mit der scheinbaren Geschwindigkeit von Wellenzügen in der Richtung einer linearen Kette beschrieben worden ist, ist sie auf diese Anwendung nicht beschränkt. Die Erfindung kann auch bei Dateninformationen eingesetzt werden, die von linear getrennten Standorten stammen, wobei diese Daten ihren Ursprung von physikalischen Störungen haben, die eine tatsächliche Geschwindigkeit in der Richtung der Standorte besitzen.

Der hier beschriebene Erfindungsgegenstand ist nicht nur auf die Untersuchung von Daten beschränkt, die von linearen in gleichmäßigen Abständen angeordneten Standorten stammen. Die Standorte der Untersuchung können vielmehr auch in ungleichmäßigen Abständen angeordnet sein, beispielsweise ist eine lineare symmetrische Kette möglich, die eine Linie von Detektoren aufweist, die symmetrisch um einen Mittelpunkt auf einer Linie angeordnet sind.

Hierzu 9 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verarbeitung seismischer und akustischer Aufzeichnungen und zur Führung eines Nachweises, ob während eines vorbestimmten Verzögerungsbereiches Signale in jeder Aufzeichnung auftreten, die gegenüber Signalen einer anderen Aufzeichnung zeitlich verzögert sind, wobei die einzelnen Aufzeichnungen aus einer Kette von Empfängern stammen, die mit Geschwindigkeitskomponenten in Richtung der Kette sich fortpflanzende Signale empfangen, und wobei jede Aufzeichnung eine Funktion der räumlichen Lage ihres Entstehungsortes und der Entstehungsorte der anderen Aufzeichnungen ist, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Aufzeichnungen in einer automatisierten Datenverarbeitungsanlage mittels Dämpfungsglieder (3) entsprechend der räumlichen Lage ihrer Empfänger bewertet weiden, daß jede der Aufzeichnungen in der automatisierten Datenverarbeitungsanlage durch mit Verschiebungskanälen (A, B) ausgestattete Zeitverschiebungsstufen (4) in beiden Richtungen der Zeitachse bezüglich jeder anderen Aufzeichnung innerhalb des begrenzten Verzögerungsbereichs und in Abhängigkeit von ihrem jeweiligen Empfangsort verschoben wird und daß schließlich in der automatisierten Datenverarbeitungsanlage die bewerteten und zeitverschobenen Aufzeichnungen durch eine Summierschaltung (8) zu einem kombinierten Ausgangssignal zusammengesetzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Aufzeichnung vor ihrer Ver-Schiebung auf der Zeitachse in der automatisierten Datenverarbeitungsanlage einer Gruppe von mehreren Kanälen (A, B) zugeteilt wird und daß mit der Zeitverschiebung jede Aufzeichnung die Aufzeichnungen in einem Kanal einer Kanalgruppe in der automatisierten Datenverarbeitungsanlage fortschreitend zueinander und abhängig von den räumlichen Lagen ihrer jeweiligen Empfänger sowie von einer Grenze des Verzögerungsbereichs in einer Richtung verschoben werden und die Aufzeichnung in einem zweiten Kanal der Kanalgruppe fortschreitend zueinander und abhängig von den räumlichen Lagen ihrer jeweiligen Empfänger sowie von der anderen Grenze des Verzögerungsbereichs in der anderen Richtung verschoben werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Aufzeichnung in einer automatisierten Datenverarbeitungsanlage bezüglich der übrigen in umgekehrter Abhängigkeit von der räumlichen Lage ihres Empfängers bewertet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungen in jeder Datenverarbeitungsanlage zueinander abhängig von der Mitte des Verzögerungsbereichs derart verschoben werden, daß alle Signale in den Aufzeichnungen, deren Zeitverschiebung diesem Mittelwert entspricht, von einer Zeitverzögerung ausgenommen sind, bevor die kombinierte Ausgangsgröße zusammengesetzt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Polarität der in dem zweiten Kanal verschobenen Aufzeichnungen in der automatisierten Datenverarbeitungsanlage vor dem Zusammensetzen der kombinierten Ausgangsgröße umgekehrt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Aufzeichnungen enthaltenen Signale, deren Zeitverschiebung gegenüber Signalen in einer anderen Aufzeichnung innerhalb des Verzögerungsbereichs liegt, in der automatisierten Datenverarbeitungsanlage bei der Zusammensetzung der Ausgangsgröße beibehalten werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Aufzeichnungen enthaltenen Signale, deren Zeitverschiebung gegenüber Signalen in einer anderen Aufzeichnung innerhalb des Verzögerungsbereichs liegt, in der automatisierten Datenverarbeitungsanlage bei der Zusammensetzung der Ausgangsgröße gedämpft werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Aufzeichnungen, die vor der Zuteilung in den Kanälen gleich zu bewerten und gleich zu verschieben sind, in der automatisierten Datenverarbeitungsanlage paarweise zusammengefaßt werden und als Paare den Kanälen zugeteilt werden.

9. Einrichtung zur Verarbeitung seismischer und akustischer Aufzeichnungen gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mit Verschiebungskanälen (A, B) ausgestattete Zeitverschiebungsstufen (4) und einer Schaltung (9, 10) zum Eingeben jeder Aufzeichnung in mehrere Kanalgruppen, wobei die Zeitverschiebungsstufen derart verstellbar sind, daß eine erste Aufzeichnung in jeder der Kanalgruppen abhängig von der räumlichen Lage ihres Empfängers und von der einen Grenze des Verzögerungsbereichs verschoben wird und daß eine zweite Aufzeichnung in jeder der Kanalgruppen abhängig von der räumlichen Lage ihres Empfängers und von der anderen Grenze des Verzögerungsbereichs verschoben wird, ferner durch Dämpfungsglieder (3) zur Bewertung der Aufzeichnungen je nach der räumlichen Lage ihrer Empfänger und durch eine Summierschaltung (8), die die bewerteten und zeitverschobenen Aufzeichnungen empfangt und miteinander kombiniert.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch ein Schaltnetzwerk (12), das bezüglich der Zeitverschiebungsstufen und der Verschiebungskanäle so angeordnet ist, daß es alle Aufzeichnungen vor deren Zuteilung zu den Kanälen empfängt und diejenigen Aufzeichnungen, die gleich zu bewerten und gleich zu verschieben sind, paarweise zusammenfaßt und paarweise jeweils denselben Kanälen zuteilt.

11. Einrichtung nach Anspruch 9 oder 10, in der die ersten Aufzeichnungen in einem ersten Kanal (A) und die zweiten Aufzeichnungen in einem zweiten Kanal (B) zeitverschoben werden, gekennzeichnet durch eine Schaltung (7) zur Umkehr der Polarität der Aufzeichnung in dem jeder Kanalgruppe zugeordneten zweiten Kanal.