DE3712791A1 - Verfahren und einrichtung zum ausrichten der schussbahnen von seismischen oberflaechenstossquellen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Ausrichten der Schußbahnen von seismischen Oberflächen­ stoßquellen gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 1, 9 und 10. Die Erfindung findet auf dem Gebiet der seismischen Bodenerforschung Anwendung.

Eine seismische Stoßquelle der Art wie sie in der US-PS 42 84 165 beschrieben ist, deren Offenbarungsgehalt hier miteinbezogen ist, wird zum Erzeugen und Aufzeichnen von Kompressionswellen, die im allgemeinen als P-Wellen bezeichnet werden, ver­ wendet. Um bei einer solchen Vorrichtung richtige Ergeb­ nisse zu erhalten, muß die Längsachse des zylindrischen Betätigungsvorrichtungsgehäuses, entlang der eine Stoß­ masse gegen eine am Boden angreifende Grundplatte ge­ trieben wird, senkrecht zu der Ebene der sich in Kontakt mit dem Boden befindlichen unteren Fläche der Grundplatte sein. Dies gilt ebenso für nichthorizontale wie für hori­ zontale Oberflächen. Wenn diese senkrechte Beziehung nicht eingehalten wird, wird ein erheblicher Anteil der ver­ fügbaren Energie für die Erzeugung von Scherungswellen des SH- und SV-Typs verbraucht. Bei einem P-Wellen-Generator wäre dies unrationell und könnte dies die Aufgabe der seis­ mischen Wellenanalyse und -auslegung kompliziert machen.

Umgekehrt kann es erwünscht sein, einen seismischen Impuls zu erzeugen und aufzuzeichnen, der sowohl P-Wellen- als auch Scherungswellenkomponenten entweder des Typs SH oder des Typs SV in einem bestimmten Verhältnis, das von den unterirdischen Formationseigenschaften, die untersucht werden, abhängt, hat. Ein seismischer Stoßgenerator der oben beschriebenen Art, dessen Stoßmasse entlang einer geneigten Schußbahn mit veränderbarer Richtung zu seiner Auftreffplatte getrieben wird, ist in der parallelen US- Patentanmeldung 6-6 76 762, die am 3. November 1984 auf den Namen des Tom P. Airhart eingereicht wurde und den Titel "Befestigungs- und Steuereinrichtung für eine seismische Vollwellenformquelle" trägt, beschrieben. Bei der dort beschriebenen Vorrichtung ist das Betätigungsvorrichtungs­ gehäuse in einem Paar kardanartiger Rahmen abgestützt, die auf einem Transportfahrzeug angeordnet sind. Diese Rahmen geben der Betätigungsvorrichtung zwei Drehfreiheitsgrade. Die Betätigungsvorrichtung kann sich somit innerhalb eines ersten Rahmens um eine quer zu der Längsachse des Fahrzeugs verlaufenden ersten Achse drehen. Der erste Rahmen ist seinerseits zusammen mit der ersten Achse in einem zweiten Rahmen um eine zu der ersten Achse senkrechten und längs der Fahrzeuglängsachse verlaufenden zweiten Achse drehbar. Der zweite Rahmen ist an dem Fahrzeugchassis befestigt. Durch Drehen der Betätigungsvorrichtung um diese beiden "Vor-Zurück"- und "Links-Rechts"-Achsen ist es möglich, die Achse des Betätigungsvorrichtungsgehäuse und infolge­ dessen die "Schußbahn" der Stoßmasse mit jeder vorgeschrie­ benen Richtung im Raum zusammenfallen zu lassen. Der Wellen­ inhalt einer jeden mit einer solchen Vorrichtung erzeugten und aufgezeichneten seismischen Welle hängt erstens von dem Azimut der Schußbahn, welcher die Stoßmasse gegenüber einer Linie zwischen der Quelle und den aufnehmenden Geophonen ("seismische Linie") folgt, und zweitens von dem Neigungs­ winkel dieser Bahn, die aus den oben erläuterten Gründen auf eine Senkrechte zu der Ebene der Grundplatte bezogen wird, ab. In der folgenden Beschreibung soll unter dem in bezug auf diese Bahn verwendeten Begriff der "Neigung" der Winkel verstanden werden, welchen sie mit dieser Senkrechten einschließt.

Bei der seismischen Bodenerforschung ist es häufig er­ wünscht, mehrere auf Fahrzeugen transportierte Quellen gleichzeitig zu betreiben, die von einer Gruppe oder Folge von Gruppen von aufnehmenden Geophonen um etwa die gleiche Strecke entfernt sind. Damit die sich ergebenden seismischen Wellenformen sich für eine maximale Verstärkung gegenseitig verstärken, müssen alle diese Quellenfahrzeuge in der Rich­ tung der seismischen Linie oder unter dem gleichen Winkel zu einer solchen Linie bewegt werden. Der Grund hierfür besteht darin, daß bislang die Schußbahnen und die Rich­ tungseinstellungen immer auf die Fahrzeugfahrtrichtung bezogen wurden. Dies mit einem gewissen Maß an Sicherheit zu erreichen, ist manchmal schwierig, wenn nicht unmöglich. Der Blickkontakt zwischen irgendeinem Fahrzeug und der nächsten Geophongruppe oder zwischen den Fahrzeugen kann durch das Gelände, die Vegetation oder das Wetter behin­ dert sein. Infolgedessen können einzelne Fahrzeuge vonein­ ander und von der seismischen Linie beliebig abweichen. Wenn geneigte Aufschläge programmiert sind, ist dies wegen der Richtungsabhängigkeit der Energieverteilung der SH- und SV-Scherungswellen, die mit solchen Aufschlä­ gen erzeugt werden, besonders nachteilig. Wenn einzelne Quellenfahrzeuge unterschiedliche Fahrtrichtungen haben und alle Betätigungsvorrichtungen auf den oben beschrie­ benen Kardanrahmen um die gleichen "Vor-Zurück"- und "Links- Rechts"-Winkel gedreht werden, um die vorgeschriebene Rich­ tung zu erreichen, werden die sich ergebenden Bahnen deut­ lich voneinander unterschieden. Deshalb werden sich die auf der seismischen Linie aufgenommenen Wellenformen eben­ falls im Inhalt der Kompressions- und Scherungswellenkom­ ponenten unterscheiden. Die vertikale Summierung dieser einzelnen Aufnahmen wird notwendigerweise eine Verzerrung einführen und die Qualität der seismischen Daten herab­ setzen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ein Ver­ fahren und eine Einrichtung zum Ausrichten der jeweiligen Schußbahnen einer Vielzahl von seismischen Stoßquellen anzugeben, so daß diese Bahnen einen gemeinsamen Azimut und Neigungswinkel haben, wobei insbesondere die Steuerung der Ausrichtung und Neigung der einzelnen Fahrzeugbe­ dienungsperson genommen ist.

Die Aufgabe der Erfindung wird mit den Merkmalen des kenn­ zeichnenden Teiles der Patentansprüche 1, 9 und 10 gelöst.

Gegenstand der Erfindung ist somit eine Einrichtung zum Steuern der Azimuts und Neigungswinkel der Schußbahnen einer Vielzahl von auf Fahrzeugen transportierbaren seismischen Oberflächenstoßquellen, wobei eine auf jedem Fahrzeug an­ geordnete Einrichtung zum Einstellen der Schußbahn ihrer Quelle durch Drehung der Bahn um zwei zueinander senkrechte Kardanachsen, die in einer bekannten Beziehung zu der Fahrt­ richtung des Fahrzeugs ausgerichtet sind, vorgesehen ist. Die Einrichtung umfaßt eine auf jedem Fahrzeug angeordnete Kompaßanordnung zum Bestimmen der Fahrzeugfahrtrichtung, eine von der Fahrzeugfahrtrichtung abhängige Einrichtung zum Berechnen der Winkelstellungen der Schußbahn in bezug auf die Kardanachsen, welche die Schußbahn auf die gewünsch­ ten Azimut- und Neigungswinkelwerte ausrichten, und eine von den Berechnungen abhängige Einrichtung zum Betätigen der Schußbahneinstellungseinrichtung, um die Ausrichtung zu bewirken. Im engeren Sinne ist die Recheneinrichtung ein Digitalcomputer, der mit Signaleingaben beaufschlagt wird, die jeweils für den gewünschten Azimut und Nei­ gungswinkel und die gewünschte Fahrzeugfahrtrichtung repräsentativ sind, und umfaßt die Betätigungseinrichtung von dem Computer gelieferte erste und zweite Befehlssigna­ le, deren Amplituden jeweils für die Winkelstellungen re­ präsentativ sind, und in der Kombination eine erste und zweite Servoeinrichtung, die jeweils von den Befehlssig­ nalen angetrieben wird, um die Schußbahneinstellungsein­ richtung zu steuern.

In einem noch engeren Sinne ist eine Einrichtung zum Fern­ übertragen eines Paares von Signalen, die jeweils die gewünschten Werte des Schußbahnazimuts und des Neigungs­ winkels darstellen, an jedem Fahrzeugcomputer vorgesehen.

Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist jeder Fahrzeugcomputer mit einer Tabelle von vorge­ wählten Paaren von Werten des Schußbahnazimuts und -nei­ gungswinkels vorprogrammiert, die von dem Computer der Reihe nach vor den aufeinanderfolgenden seismischen Schüssen als Ersatz für die Fernübertragung von ähnlichen Paaren der vorgenannten Signale angewendet werden können.

Die Erfindung sieht ferner das Verfahren zum Ausrichten der jeweiligen Schußbahnen einer Vielzahl von auf Fahr­ zeugen transportierbaren seismischen Oberflächenstoßquellen so vor, daß seismische Signale, die im wesentlichen einen äquivalenten Wellenforminhalt haben, dadurch erzeugt werden, wobei jede Quelle eine Einrichtung zum Einstellen ihrer Schußbahn durch Drehung um zwei zueinander senkrechte Kardanachsen aufweist, die in einer vorbestimmten Beziehung zu der Fahrtrichtung des jeweiligen Fahrzeugs ausgerichtet sind. Das Verfahren umfaßt die Schritte, daß der Anfangs­ azimut jeder Fahrzeugfahrtrichtung bestimmt wird, in bezug auf die Fahrzeugfahrtrichtung die Winkelstellungen jeder Schußbahn gegenüber ihrer Kardanachsen berechnet werden, welche die Schußbahn auf die gewünschten Azimut- und Nei­ gungswinkelwerte ausrichten, und daß die auf die Berech­ nungen ansprechende Einstelleinrichtung betätigt wird, so daß diese Ausrichtung bewirkt wird.

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine vereinfachte Draufsicht einer auf einem Fahr­ zeug transportierten seismischen Stoßquelle zur Verwendung bei einem bevorzugten Ausführungsbei­ spiel der Erfindung,

Fig. 2 eine vereinfachte Seitenansicht der seismischen Quelle gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Feldanordnung von auf Fahrzeugen transportierten Quellen der in Fig. 1 gezeigten Art zusammen mit einem Aufnahme­ fahrzeug zur Übertragung der Schußbahnsignale,

Fig. 4 eine schematische Blockdarstellung einer Quellen­ steuereinrichtung gemäß dem bevorzugten Ausführungs­ beispiel der Erfindung,

Fig. 5 ein Schaubild, das die verschiedenen Azimutbe­ ziehungen, die beim Berechnen der Befehlssignal­ ausgaben der Quellensteuereinrichtung von Fig. 4 auftreten, zeigt und

Fig. 6 ein Schema, das die Art und Weise zeigt, auf welche die Schußbahnneigungswinkel gemessen werden.

Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, hängt die Erfin­ dung von der Verwendung eines Transportfahrzeugs 10 ab, das eine seismische Stoßquelle 12 trägt. Der allgemeine Betrieb der Quelle 12 steht im Einklang mit der Lehre der oben zitierten US-PS 42 84 165 und anderen verwandten Lehren des Standes der Technik und ist dem Fachmann ge­ läufig.

Wie in der US-Patentanmeldung Nr. 6 76 762, die ebenfalls oben zitiert ist, beschrieben ist, umfaßt die Quelle 12 eine Betätigungsvorrichtung 14 und eine Grundplatte 16, die abgesenkt werden kann, so daß sie auf dem Boden unter dem Fahrzeug 10 aufsitzt. Die Betätigungsvorrichtung 14 umfaßt im allgemeinen ein hohles zylindrisches Gehäuse 18, das an entgegengesetzt verlaufenden Achsen 20 inner­ halb eines offenen Rahmens 22 drehbar gelagert ist, einen länglichen Kolben 24, der in dem Gehäuse 18 verschiebbar gelagert ist, und eine Antriebseinrichtung (nicht gezeigt) zum Antreiben des Kolbens 24 nach unten längs der Längs­ achse 26 des Gehäuses 18. Der Kolben 24 endet an seinem unteren Ende in einer Stoßmasse 25 mit einem erweiterten Durchmesser. Wenn ein Schießsignal gegeben wird, wird der Kolben 24 derart nach unten getrieben, daß die Masse 25 auf der Grundplatte 16 aufschlägt und somit ein seis­ misches Signal in der Erde erzeugt.

Der Rahmen 22 ist seinerseits drehbar an entgegengesetzt verlaufenden Achsen 27 innerhalb eines Rahmens 28 gelagert, der an den parallelen Chassislängsteilen 30 des Fahrzeugs 10 befestigt ist. Die Achse der Achsen 27 fällt mit der Längsachse 29 des Fahrzeugs 10 zusammen und verläuft im rechten Winkel zu der Achse der Achsen 20. Auf diese Weise wirken die Rahmen 22 und 28 wie Kardanringe, und sie geben der Betätigungsvorrichtung 14 zwei Drehfreiheits­ grade. Durch die Achsen 20 kann sich die Betätigungsvor­ richtung 14 nach vorne oder nach hinten gegenüber dem Fahr­ zeug 10 neigen. Die Achsen 27 gestatten eine "Links-Rechts"- Neigung. Wenn die Betätigungsvorrichtung 14 nach links oder rechts auf den Achsen 27 geneigt wird, wird die Achse der Achsen 20 entsprechend aus der Ebene der Chassisteile 30 herausgeneigt, sie bleibt aber im rechten Winkel zu den Achsen 27.

Wie in der US-Patentanmeldung Nr. 6 76 762 ausgeführt ist, wird die Schrägstellung der Betätigungsvorrichtung 14 und des Rahmens 22 zweckmäßigerweise mittels elektrisch ge­ steuerter Hydraulikzylinder (nicht gezeigt) durchgeführt, die im Stoß-Zieh-Betrieb arbeiten. Der Aufbau dieser Hy­ draulikzylinder zusammen mit den zugehörigen Bauteilen und ihre Betriebsweise bilden selbst keinen Teil dieser Erfindung. Konventionelle Mittel zum Durchführen der be­ schriebenen Neigungsbewegungen sind dem Fachmann geläufig. Es ist erkennbar, daß man durch Drehen des Gehäuses 18 der Betätigungsvorrichtung 12 um beide Achsen 20 und 27 die Längsachse 26 mit jeder gewünschten Richtung im Raum zu­ sammenfallen lassen kann. Die Richtung der Achse 26, ent­ lang welcher sich die Masse 25 bewegt, um auf der Grund­ platte 16 aufzuschlagen, bildet somit eine "Schußbahn", welche den Welleninhalt des resultierenden seismischen Signals bestimmt.

Die Grundplatte 16 wird typischerweise durch von dem Fahr­ zeug 10 getragene Mittel (nicht gezeigt) für den Transport angehoben oder in die Schußstellung abgesenkt. Nachdem die Grundplatte 16 auf die Erde abgesenkt wurde, werden ein­ stellbare aufrechte hydraulische Stützen 32, die an den Chassisteilen 30 befestigt sind, nach unten ausgefahren, um sich auf der Grundplatte 16 abzustützen. Auf diese Weise wird das Gewicht des Fahrzeugs 10 auf die Grund­ platte 16 aus Gründen der Stabilität und der seitlichen Abstützung übertragen. Die Grundplatte 16 hat eine hohle zentrale Nabe 34, in welcher eine Auftreffplatte 36 ver­ schiebbar angeordnet ist. Die obere Oberfläche 38 der Platte 36 ist konkav ausgebildet. Ihre Kontur ist der Art, daß wenn die Betätigungsvorrichtung 14 entlang einer geneigten Bahn abgeschossen wird, d. h. so daß die Gehäuseachse 26 von einer zu der Ebene der Grundplatte 16 senkrechten Linie weggeneigt wird, die Bahn der Masse 25 immer senkrecht zu der Oberfläche 38 an der Mittellinie des Stoßes bleibt. Auf diese Weise wird die Energie der Masse 25 auf höchst wirksame Weise in die Erde in Form von kombinierten Scherungs- und Kompressionswellen eingeleitet.

Das Fahrzeug 10 trägt eine computerisierte Steuereinheit 40, deren Funktion es ist, den Anfangsazimut und den Anfangsneigungswinkel der Schußbahn vor der Neuausrichtung für irgendeinen gegebenen Schuß zu bestimmen und zu spei­ chern, Funksignale, welche die ausgewählten Werte des Schußazimuts und des Neigungswinkels für einen solchen Schuß übertragen, zu empfangen, aus diesen Daten die notwendige Einstellung der Schußbahn der Betätigungs­ vorrichtung 14 durch Drehung des Gehäuses 18 auf den Achsen 20 und 27, so daß die Winkelkoordinaten der Achse 26 mit irgendwelchen gewünschten Werten zusammenfallen, zu berechnen und geeignete Befehlsignale zum Dirigieren dieser Drehbewegungen zu erzeugen. Die Einzelheiten des Betriebs der Steuereinheit 40 sind unten beschrieben.

Fig. 3 zeigt einen Feldbetrieb, bei dem mehrere Fahrzeuge 10, von denen jedes eine Quelle 12 trägt, in einer ge­ staffelten Formation gehalten werden, während sie sich von jeder Schußstelle zu der nächsten längs der seismischen Linie 42 fortbewegen. Obwohl die einzelnen Betriebspersonen der Fahrzeuge 10 versuchen, ihre Fahrzeuge mit der seis­ mischen Linie 42 auszurichten, können die durch die Be­ zugsziffern 51 bis 56 angegebenen Fahrzeugfahrtrichtungen in der Praxis aus den oben erläuterten Gründen von der seismischen Linie 42 und voneinander abweichen. Wenn Sig­ nale, die einen gewünschten Schießazimut R und einen ge­ wünschten Schießneigungswinkel α angeben, an jedes Fahr­ zeug 10 durch Funk von dem Aufnahmefahrzeug 58 übertragen werden, gleicht die zu beschreibende Einrichtung und das zu beschreibende Verfahren automatisch jede dieser Ab­ weichungen aus.

Fig. 4 zeigt die verschiedenen Funktionselemente einer jeden Steuereinheit 40 in Blockform. Ein Signalverarbeiter 52, der z. B. irgendein allgemein als Mikroprozessor bezeichneter herkömmlicher Digitalcomputer sein kann, wird mit Signaleingaben von drei verschiedenen Quellen wie folgt beaufschlagt. Erstens werden die analogen Angaben eines Kompasses 54, welcher die Azimutfahrtrichtung des Fahrzeugs 10 anzeigt, durch den Analog-Digital-Umwandler 56 in ein digitales Azimutsignal δ umgewandelt. Zweitens wird ein digitales Signal, das den Azimut β der unterwegs gemessenen Richtung der seismischen Linie 42 anzeigt, von dem Linien­ richtungsanzeiger 57 über einen Analog-Digital-Umwandler 58 ausgegeben. Zuletzt werden von dem Verarbeiter 52 Funksignale empfangen, welche den ausgewählten Schuß­ richtungsazimut R, bezogen auf die Richtung der seismischen Linie 42 und den Neigungswinkel α, bezogen auf eine zu der Ebene der Grundplatte 16 senkrechten Linie anzeigen. Signalempfänger 59 und 60 sind vorgesehen, um die Signale R und α jeweils wahrzunehmen. Die Recheneinheit 61 des Verarbeiters 52 kombiniert die Signaleingaben β, δ und R und liefert der Recheneinheit 62 ein zusammengesetztes Signal mit dem Wert β+R-δ. Die Recheneinheit 62 empfängt dieses zusammengesetzte Signal zusammen mit dem den Neigungswinkel α darstellenden Signal und erzeugt aus diesen Eingaben erste und zweite Befehlssignale 63 und 64, die die Amplituden αsin (β+R-δ) bzw. αcos (β+R-δ) haben. Der mit der Datenverarbeitungstechnik vertraute Fachmann wird keine Schwierigkeiten haben, die interne Logik und die dazugehörigen Programme zu entwickeln, um die oben erwähnten Funktionen der Einheiten 61 und 62 durch­ zuführen. Dem gemäß wird eine genaue Beschreibung für un­ nötig gehalten und weggelassen. Diese ersten und zweiten Signale werden jeweils den "Links-Rechts"- und "Vor-Zu­ rück"-Servoeinheiten 65 und 66 zugeführt, die ihrerseits die "Links-Rechts"- und "Vor-Zurück"-Hydraulikzylinder 68 bzw. 70 betätigen, welche die Drehung des Gehäuses 18 um die Achsen 27 und 20 steuern. Die Amplituden der Signale 63 und 64 werden derart berechnet, daß die resultierende Drehung des Gehäuses 18 um die Achsen 27 und 20 die Achse 26 so einstellt, daß die Schußbahn der Masse 25 im Ein­ klang mit den ausgewählten Azimut- und Neigungswinkel­ werten steht. Die Servoeinheiten 65 und 66 können einen herkömmlichen allgemein bekannten Aufbau haben,wobei Tauch­ magnete (nicht gezeigt) vorgesehen sind, welche die Be­ tätigungsventile an den Hydraulikzylindern 68 und 70 in Ansprechung auf das Vorhandensein oder Fehlen der Signal­ eingaben an die Tauchmagnete öffnen oder schließen. Diese Eingaben stellen fortlaufend den Unterschied zwischen der Amplitude der Signale 63 und 64 und herkömmlichen Rück­ führsignalen dar, wie sie durch linear veränderbare Ver­ schiebungs-Meßwandler (nicht gezeigt),welche die zunehmen­ de Drehung der Achse 26 um die Achsen 27 und 20 anzeigen, geliefert werden können.

Fig. 5 zeigt die oben beschriebenen verschiedenen Winkel­ beziehungen in übertriebener Form aus Gründen der Klarheit. Aus einerBetrachtung der Fig. 5 wird klar, daß die Winkel­ größe β+R-δ den Unterschied zwischen der Fahrtrichtung 29 irgendeines Fahrzeugs 10 und dem ausgewählten Schieß­ azimut darstellt. In Fig. 6 ist der Neigungswinkel α auf die Richtung 70 bezogen, die eine senkrechte Linie zu der Ebene der Grundplatte 16 für irgendein Fahrzeug 10 dar­ stellt. Es ist wichtig zu verstehen, daß der Neigungs­ winkel in einer vertikalen Ebene 71 gemessen wird, welche die horizontale Projektion 72 der Schußbahn der Achse 26 auf die Erde einschließt. Wenn die Ebenen der Grundplatten 16 der Fahrzeuge 10 nicht parallel sind, so z. B. wenn sie auf unterschiedlich geneigten Erdoberflächen aufliegen, sind die Richtungen 70 unter den Fahrzeugen 10 entsprechend verschieden. Somit können die resultierenden Schußbahnen aller Quellen 12 tatsächlich verschieden sein, während die Wellenformen ihrer seismischen Signale die gleichen sind.

Die speziellen Werte der Befehlssignale 63 und 64, die oben als trigonometrische Funktionen der verschiedenen auftretenden Winkel ausgedrückt wurden, sind auf die Art und Weise gestützt, auf welche die Achsen 20 und 27 auf die Längsachsen 29 irgendeines Fahrzeugs 10 bezogen sind. Wenn eine Einstellung der Schußbahn durch Verwendung einer anderen Gruppe von Drehachsen durchgeführt werden soll, ändern sich die entsprechenden Werte für die Signale 63 und 64 entsprechend, wie sich durch bekannte trigonome­ trische Verfahren ergibt.

Es sollte klar geworden sein, daß die oben beschriebene automatische Einrichtung die Steuerung der Schußbahnaus­ richtung von den einzelnen Fahrzeugbedienungspersonen wegnimmt und sicherstellt, daß alle Quellen 12 Wellenformen mit einem im wesentlichen gleichen Wellenforminhalt erzeu­ gen. Trotzdem sollte einem klar sein, daß durch Beziehen sämtlicher Schießazimuts auf eine nördliche Richtung durch eine fortwährende Kompaßablesung die Berechnung der not­ wendigen Winkeldrehung auf den Achsen 20 und 27 und die Betätigung der Servoeinheiten 65 und 66 erfindungsgemäß auch von Hand durchgeführt werden können. Auch kann man leicht Mittel (nicht gezeigt) vorsehen, um an das Auf­ nahmefahrzeug 58 die tatsächlichen Azimuts und Neigungs­ winkel von jedem Fahrzeug 10 zusammen mit Zeitpunktsin­ formationen, d. h. die Angabe der tatsächlichen Aufschlag­ zeit für jede Quelle 12, um zu verifizieren, daß jede Quelle 12 richtig betrieben wurde, zurückzufunken.

Als Alternative zu der Übertragung der gewünschten Werte des Schußbahnazimuts R und -neigungswinkels α an die Fahrzeuge 10 durch Funk kann man alle Signalverarbeiter 52 mit einem oder mehreren Paaren solcher Wertevorpro­ grammieren. Diese Werte können dann der Reihe nach auf die oben beschriebene Art und Weise verarbeitet werden, um zu den Befehlssignalen 63 und 64 äquivalente Befehlssignale zu erzeugen.

Der Kompaß 54 kann entweder ein magnetischer Kompaß oder ein Kreiselkompaß sein, der statt dessen auf den geographischen oder wahren Norden bezogen ist. Idealerweise sollten über­ einstimmende Meßtechniken verwendet werden, um den Azimut des Fahrzeugs 10 und den der seismischen Linie 42 zu be­ stimmen.

Zusammenfassend wird festgestellt, daß mehrere auf Fahr­ zeugen transportierte seismische Oberflächenstoßquellen, die dafür ausgebildet sind, entlang geneigter Bahnen zu schießen, um kombinierte Kompressions- und Scherungswellen­ impulse in der Erde zu erzeugen, mit funkgesteuerten Be­ tätigungsvorrichtungen ausgestattet sind. Der Azimut von jeder Schußbahn wird automatisch auf den magnetischen Norden bezogen, so daß Signale mit äquivalenten Wellenform­ inhalten trotz Fahrzeugabweichungen und ohne Abhängigkeit von den einzelnen Fahrzeugbedienungspersonen erzeugt werden.

Claims (10)

1. Einrichtung zum Steuern der Azimuts und Neigungswinkel der Schußbahnen von getrennten auf Fahrzeugen transportier­ baren seismischen Oberflächenquellen, wobei jede Quelle eine Stoßmasse, eine Einrichtung zum Antreiben der Masse entlang der Schußbahn, um eine am Boden angreifende Grund­ platte zu treffen, und eine Einrichtung zum Einstellen jeder Schußbahn durch Drehung um zwei zueinander senkrechte Kardanachsen, die in einer vorbestimmten Beziehung zu der Fahrtrichtung des zugehörigen Fahrzeugs ausgerichtet sind, hat, gekennzeichnet durch

• a) eine Einrichtung (54) zum Bestimmen jeder Fahrzeug­ fahrtrichtung (51) bis (56),
• b) eine von jeder Fahrzeugfahrtrichtung (51 bis 56) abhängigen Einrichtung (52) zum Berechnen der Winkelstellungen jeder Schußbahn in bezug auf die Kardanachsen, welche die Schußbahn auf die gewünschten Azimut- und Neigungs­ winkelwerte ausrichten, und
• c) eine auf die Recheneinrichtung ansprechende Einrichtung zum Betätigen jeder Schußbahneinstelleinrichtung, um diese Ausrichtung zu bewirken.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Bestimmen der Fahrzeugfahrtrichtung ein Kreiselkompaß (54) ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß jede Recheneinrichtung ein Digitalcomputer (52) ist, der mit Signaleingaben (α, β, w, R) beaufschlagt wird, die jeweils die gewünschten Werte des Azimuts, des Nei­ gungswinkels und der Fahrzeugfahrtrichtung darstellen.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn einer der zueinander senkrechten Kardanachsen in Übereinstimmung mit der Längs­ achse des Fahrzeugs (10) fest ist und die Bahn der anderen Kardanachse in einer zu der Fahrzeuglängsachse senkrechten Ebene veränderbar ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Betätigungseinrichtung erste und zweite von dem Computer (52) gelieferte Befehlssignale (63, 64), deren Amplituden jeweils repräsentativ für die Winkelstellung sind, und eine erste und zweite Servoeinrichtung (65, 66) in der Kombination aufweist, die von den Befehlssignalen (63, 64) jeweils angetrieben werden, um die Schußbahnein­ stelleinrichtung (68, 70) zu steuern.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Befehlssignale (63, 64) eine Amplitude αcos (β+R-δ) bzw. αsin (b+R-δ) haben und jeweils dafür bestimmt sind, die Drehung um die Kardan­ achsen mit veränderbarer und fester Bahn zu steuern.

7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine Einrichtung zum Fernübertragen der die gewünschten Azimut- und Neigungs­ winkelwerte darstellenden Signaleingaben (α, β, δ, R) an jeden Digitalcomputer (52) von einer entfernten Quelle vor­ gesehen ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf die Vervollständigung der Ausrichtung an­ sprechende Einrichtung zum Rückübertragen der eingestellten Azimut- und Neigungswinkelwerte für jede Quelle an die ent­ fernte Signalquelle vorgesehen ist.

9. Verfahren zum Steuern der Azimuts und Neigungswinkel der Schußbahnen von getrennten auf Fahrzeugen transportier­ baren seismischen Oberflächenstoßquellen, wobei jede Quelle eine Stoßmasse, eine Einrichtung zum Antreiben der Masse entlang der Schußbahn, um eine am Boden angreifende Grund­ platte zu treffen, und eine Einrichtung zum Einstellen der Schußbahnen durch Drehung um zwei zueinander senkrechte Kardanachsen, die in einer vorbestimmten Beziehung zu der Fahrtrichtung des zugehörigen Fahrzeugs ausgerichtet sind, hat, gekennzeichnet durch die Schritte:

• a) Bestimmen jeder Fahrzeugfahrtrichtung,
• b) für jede Fahrzeugfahrtrichtung Berechnen der Winkelstellungen jeder Schußbahn in bezug auf ihreKardanachsen, welche die Schußbahn auf die gewünschten Azimut- und Neigungs­ winkelwerte ausrichten können, und
• c) Betätigen der auf die Berechnungen ansprechenden Ein­ stelleinrichtung, um die Ausrichtung zu bewirken.

10. Verfahren zum Ausrichten der Schußbahn einer seis­ mischen Oberflächenstoßquelle, die eine Stoßmasse, eine Einrichtung zum Antreiben der Masse entlang der Schußbahn, um eine am Boden angreifende Grundplatte zu treffen, und eine Einrichtung zum Einstellen der Schußbahn durch Drehung um zwei zueinander senkrechte Achsen hat, von denen die eine in einer zu der Erdoberfläche parallelen Ebene fest ist, gekennzeichnet durch die Schritte:

• a) Bestimmen der Richtung der festen Achse,
• b) Angeben von Azimut- und Neigungswinkelwerten, welche eine gewünschte Richtung für die Schußbahn bestimmen,
• c) als Funktion der Richtung der festen Achse Berechnen der Winkelstellungen der Schußbahn in bezug auf die Drehachsen, welche die Schußbahn mit der gewünschten Richtung ausrichten können, und
• d) Betätigen der Einstelleinrichtung, um die Ausrichtung zu bewirken.