JP3362977B2 - 地震波信号の収集処理方法と装置 - Google Patents
地震波信号の収集処理方法と装置Info
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- JP3362977B2 JP3362977B2 JP26164394A JP26164394A JP3362977B2 JP 3362977 B2 JP3362977 B2 JP 3362977B2 JP 26164394 A JP26164394 A JP 26164394A JP 26164394 A JP26164394 A JP 26164394A JP 3362977 B2 JP3362977 B2 JP 3362977B2
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- seismic
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/22—Transmitting seismic signals to recording or processing apparatus
- G01V1/223—Radioseismic systems
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/24—Recording seismic data
- G01V1/245—Amplitude control for seismic recording
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は地震波受信機によってピ
ックアップされた信号を収集し、処理する方法と装置に
関するもので、該装置の中の増幅器の利得を周期的に最
適化することを含んでいる。
ックアップされた信号を収集し、処理する方法と装置に
関するもので、該装置の中の増幅器の利得を周期的に最
適化することを含んでいる。
【０００２】本発明は更に特定すると、前記装置の中の
収集処理チェーン（以後収集チェーンと略称）に関する
もので、該収集チェーンは受信機から来た信号をシグマ
−デルタ型の変換器によって連続的にディジタル化する
機能をもつものである。
収集処理チェーン（以後収集チェーンと略称）に関する
もので、該収集チェーンは受信機から来た信号をシグマ
−デルタ型の変換器によって連続的にディジタル化する
機能をもつものである。
【０００３】
【従来の技術】最近の地震探知の方法は探査すべき区域
に亘って分布して配列されたデータ収集処理装置（以後
収集装置と略称）の使用を含むものが多い。これらの方
法においてはジオフォーン（地中聴音機）又はハイドロ
フォン（水中聴音機）のような受信センサを地面と結合
させて、地震波発生源から発射され、地中の不連続層に
よって反射されて来た地震波信号をピックアップする一
乃至複数の受信機からの信号を収集し処理する。信号は
増幅され、ディジタル化されて、ローカルのメモリに一
旦貯えられ、後で又は即座にケーブルや、光ファイバや
無線チャネルのような伝送チャネルを通して中央制御記
録装置に伝送される。
に亘って分布して配列されたデータ収集処理装置（以後
収集装置と略称）の使用を含むものが多い。これらの方
法においてはジオフォーン（地中聴音機）又はハイドロ
フォン（水中聴音機）のような受信センサを地面と結合
させて、地震波発生源から発射され、地中の不連続層に
よって反射されて来た地震波信号をピックアップする一
乃至複数の受信機からの信号を収集し処理する。信号は
増幅され、ディジタル化されて、ローカルのメモリに一
旦貯えられ、後で又は即座にケーブルや、光ファイバや
無線チャネルのような伝送チャネルを通して中央制御記
録装置に伝送される。
【０００４】地震波収集伝送システムについては特許Ｆ
Ａ−Ａ−２,６２７,６５２号や２,５９９,５３３号や
２,５３８,５６１号や、本出願人により申請中のＦＲ９
２／１２,２３８号特許申請に記載されている。
Ａ−Ａ−２,６２７,６５２号や２,５９９,５３３号や
２,５３８,５６１号や、本出願人により申請中のＦＲ９
２／１２,２３８号特許申請に記載されている。
【０００５】データ収集処理システム（以後収集システ
ムと略称）はディジタル化のための手段の型に適合し、
アナログ、ディジタルの変換の動作範囲即ちダイナミッ
クレンジを有効に活用できるように利得を自動制御する
手段を含むものであればよい。従来技術のデータ収集チ
ェーンにおいて信号のディジタル化はサンプル・ホール
ド回路によってアナログ信号から連続的にサンプルをと
り出し、それをアナログ、ディジタル変換器に供給する
ことによって行われる。利得の調整は例えば本出願人に
より提出された特許ＦＡ−Ａ−２，４４１，９５６号に
記載されているような処理によって行われる。安定な利
得を最初に１つのサンプルに加えて、対応するディジタ
ル値を得て、それによって、それ以降に分解度をフルに
生かしたディジタル値を得るために与えるべき最適の利
得を決定する。
ムと略称）はディジタル化のための手段の型に適合し、
アナログ、ディジタルの変換の動作範囲即ちダイナミッ
クレンジを有効に活用できるように利得を自動制御する
手段を含むものであればよい。従来技術のデータ収集チ
ェーンにおいて信号のディジタル化はサンプル・ホール
ド回路によってアナログ信号から連続的にサンプルをと
り出し、それをアナログ、ディジタル変換器に供給する
ことによって行われる。利得の調整は例えば本出願人に
より提出された特許ＦＡ−Ａ−２，４４１，９５６号に
記載されているような処理によって行われる。安定な利
得を最初に１つのサンプルに加えて、対応するディジタ
ル値を得て、それによって、それ以降に分解度をフルに
生かしたディジタル値を得るために与えるべき最適の利
得を決定する。
【０００６】最近の収集システムでは、地震波信号はオ
ーバーサンプリング技術によってディジタル化される。
シグマ−デルタ型の変調器が入力されるアナログ信号を
オーバーサンプルし、高い周波数で低分解度のディジタ
ル値を生成する。デシメーション（十進）フィルタと称
するフィルタを使って、変調器から出力されるディジタ
ル値の中の一定数ｎ個をスライド・スタックして、低周
波数で高分解度のディジタル値を生成する。この型のデ
ィジタル化用のセットは例えば本願出願人によるＦＡ−
Ａ−２，６６６，９４６号に記載されている。
ーバーサンプリング技術によってディジタル化される。
シグマ−デルタ型の変調器が入力されるアナログ信号を
オーバーサンプルし、高い周波数で低分解度のディジタ
ル値を生成する。デシメーション（十進）フィルタと称
するフィルタを使って、変調器から出力されるディジタ
ル値の中の一定数ｎ個をスライド・スタックして、低周
波数で高分解度のディジタル値を生成する。この型のデ
ィジタル化用のセットは例えば本願出願人によるＦＡ−
Ａ−２，６６６，９４６号に記載されている。
【０００７】
【解決すべき問題点】信号を連続的にオーバーサンプル
する、デルタ−シグマ型変調器を使用しても、従来のデ
ィジタル化手段の時と同じようにサンプルホールド毎に
前置増幅器の利得を制御することはできない。
する、デルタ−シグマ型変調器を使用しても、従来のデ
ィジタル化手段の時と同じようにサンプルホールド毎に
前置増幅器の利得を制御することはできない。
【０００８】一方、中央制御記録装置から収集器の前置
増幅器に共通の利得値を押しつけることも実際上できな
い。特に１つの探査期間の間でも、地震波発射−受信の
システムに変化がある場合そうである。システム構成上
地震波発射器に近い地震波受信機に最適の利得で、変換
器のダイナミック レンジをフルに活かせる（例えば生
成される信号が２４ビットをフルに活用したものにな
る）ような場合、地震波発射器からはるかに遠い所にあ
る地震波受信機がピックアップする地震波信号は、はる
かに弱いので、ずっと少ない数のビット（例えば１０か
ら１３ビット）だけしか有効でないコードのものにな
る。１つの記録期間でも地震波発射器は探査区域のプロ
フィールに沿って、何度か移動されるので、発射器と受
信機との間の距離も変わり、従って、次のサイクルでは
受信信号を有効に変換するダイナミックレンジも変わ
る。即ち常に変換のダイナミック レンジを最適な状態
で変換器を使えるようにするには増幅器の利得を変える
必要があり、これを自動的に行えるようにするのが解決
すべき問題である。
増幅器に共通の利得値を押しつけることも実際上できな
い。特に１つの探査期間の間でも、地震波発射−受信の
システムに変化がある場合そうである。システム構成上
地震波発射器に近い地震波受信機に最適の利得で、変換
器のダイナミック レンジをフルに活かせる（例えば生
成される信号が２４ビットをフルに活用したものにな
る）ような場合、地震波発射器からはるかに遠い所にあ
る地震波受信機がピックアップする地震波信号は、はる
かに弱いので、ずっと少ない数のビット（例えば１０か
ら１３ビット）だけしか有効でないコードのものにな
る。１つの記録期間でも地震波発射器は探査区域のプロ
フィールに沿って、何度か移動されるので、発射器と受
信機との間の距離も変わり、従って、次のサイクルでは
受信信号を有効に変換するダイナミックレンジも変わ
る。即ち常に変換のダイナミック レンジを最適な状態
で変換器を使えるようにするには増幅器の利得を変える
必要があり、これを自動的に行えるようにするのが解決
すべき問題である。
【０００９】
【問題を解決する方法】地震波信号を増幅する利得を、
規則的な時間間隔をおいて周期的に自動的に最適化する
ことが、上記の問題点を解決する。この時間間隔は地震
波の発射−受信のサイクルの継続時間に依存し、実際に
は発射−受信のサイクルは数秒のオーダーである。地震
波発射器からの地震波の反射波を受けるために地面に結
合されている複数個のピックアップ即ち受信機によって
受信された信号は、これを収集処理するために探査地域
に配置されている少くとも１つの収集処理器（以後収集
器と略称）を含む収集装置に集められる。収集器には少
くとも１つの増幅器があるが、この増幅器には利得切替
回路をつけ、一定数ｐ個の異なる増幅利得値（ｇ1，ｇ
2，…，ｇp）から選んだ利得値を地震波信号に与えるよ
うにする。収集器は更に（ディジタル化すべきサンプル
を代表する）ディジタル値を生成する、オーバーサンプ
リング型のディジタル化手段と、このディジタル値を貯
える手段と、計算処理用のプロセッサを含む制御プロセ
ッサを含む。
規則的な時間間隔をおいて周期的に自動的に最適化する
ことが、上記の問題点を解決する。この時間間隔は地震
波の発射−受信のサイクルの継続時間に依存し、実際に
は発射−受信のサイクルは数秒のオーダーである。地震
波発射器からの地震波の反射波を受けるために地面に結
合されている複数個のピックアップ即ち受信機によって
受信された信号は、これを収集処理するために探査地域
に配置されている少くとも１つの収集処理器（以後収集
器と略称）を含む収集装置に集められる。収集器には少
くとも１つの増幅器があるが、この増幅器には利得切替
回路をつけ、一定数ｐ個の異なる増幅利得値（ｇ1，ｇ
2，…，ｇp）から選んだ利得値を地震波信号に与えるよ
うにする。収集器は更に（ディジタル化すべきサンプル
を代表する）ディジタル値を生成する、オーバーサンプ
リング型のディジタル化手段と、このディジタル値を貯
える手段と、計算処理用のプロセッサを含む制御プロセ
ッサを含む。
【００１０】この方法を要約すると：
− 少くとも１つのサイクルの間に各収集器によって生
成されたディジタル値の中から、受信された少くとも１
つの地震波信号の最大エネルギを代表する１つのディジ
タル値を選び、 − 選ばれたディジタル値を数個のしきい値を代表する
ディジタル値と比較する。このしきい値はディジタル化
手段が動作可能な変化スケール上の範囲即ち複数のダイ
ナミック レンジをそれぞれが限定するものである。 − 前記比較によって選ばれたディジタル値の範囲に従
って、少くともその後の１サイクルの間増幅器が動作す
べき最適の利得値を選ぶ。 − この最適利得値を増幅器にとらせるように収集器の
利得切替回路を制御する。
成されたディジタル値の中から、受信された少くとも１
つの地震波信号の最大エネルギを代表する１つのディジ
タル値を選び、 − 選ばれたディジタル値を数個のしきい値を代表する
ディジタル値と比較する。このしきい値はディジタル化
手段が動作可能な変化スケール上の範囲即ち複数のダイ
ナミック レンジをそれぞれが限定するものである。 − 前記比較によって選ばれたディジタル値の範囲に従
って、少くともその後の１サイクルの間増幅器が動作す
べき最適の利得値を選ぶ。 − この最適利得値を増幅器にとらせるように収集器の
利得切替回路を制御する。
【００１１】１つの実施例では、この方法で利得値を数
回の連続サイクル後に選ばれた数個のディジタル値の関
数として選んでいる。
回の連続サイクル後に選ばれた数個のディジタル値の関
数として選んでいる。
【００１２】他の実施例で数回の連続サイクルの間に観
察された範囲の中にあって、選ばれたディジタル値の変
化の関数として最適の利得値を選ぶものもある。その変
化は方向の変化でも振幅の変化でも、その両方でもよ
い。
察された範囲の中にあって、選ばれたディジタル値の変
化の関数として最適の利得値を選ぶものもある。その変
化は方向の変化でも振幅の変化でも、その両方でもよ
い。
【００１３】更に他の実施例では、各収集器がそれぞれ
数個の受信機によってピックアップされた数個の信号を
収集するような場合に、受信機間の不均衡や受信機の大
地とのカップリングの欠陥も考慮に入れることができる
ように、これらの数個の信号に対応する数個のディジタ
ル値を選び、その選ばれた数個のディジタル値の関数と
して最適の利得値を選んでいる。
数個の受信機によってピックアップされた数個の信号を
収集するような場合に、受信機間の不均衡や受信機の大
地とのカップリングの欠陥も考慮に入れることができる
ように、これらの数個の信号に対応する数個のディジタ
ル値を選び、その選ばれた数個のディジタル値の関数と
して最適の利得値を選んでいる。
【００１４】ディジタル値の比較は選ばれた時間間隔に
亘って生成された時又はサイクルの終りに行われる。
亘って生成された時又はサイクルの終りに行われる。
【００１５】この方法を用いることによって、規則的な
時間間隔で各収集チェーンの増幅利得を最適化すること
ができる。この最適化はすべての連続的な発射−受信の
サイクルの間に、即ち実際には数秒の間隔で行われるこ
とが好ましい。これによって地震波発射−受信のセット
が探査すべき地震波プロフィールに沿って移動させられ
るに伴って生じる、その配置の変化に、対応することが
可能となる。
時間間隔で各収集チェーンの増幅利得を最適化すること
ができる。この最適化はすべての連続的な発射−受信の
サイクルの間に、即ち実際には数秒の間隔で行われるこ
とが好ましい。これによって地震波発射−受信のセット
が探査すべき地震波プロフィールに沿って移動させられ
るに伴って生じる、その配置の変化に、対応することが
可能となる。
【００１６】
【問題点を解決する装置】本発明による前記の方法を具
体化するための収集装置は、発射された地震波を反射さ
せる地層に対して、地面に結合させた１又は数個の受信
機によって受信された信号を収集するために探査すべき
地域に配置した少くとも１つの収集器を含み、該収集器
は利得切替回路と協働して、一定数ｐ個の異なる増幅利
得値ｇ1，ｇ2，・・・，ｇpで受信した地震波信号を増
幅するような少くとも１ヶの増幅器と、（ディジタル化
されるべきサンプルを表わす）連続するディジタル値を
生成するオーバー サンプリング型のディジタル化手段
と、ディジタル値を貯えるための手段と、処理用のプロ
セッサを含む管理用セットと、伝送チャネルにデータを
送り出す手段とを含む。
体化するための収集装置は、発射された地震波を反射さ
せる地層に対して、地面に結合させた１又は数個の受信
機によって受信された信号を収集するために探査すべき
地域に配置した少くとも１つの収集器を含み、該収集器
は利得切替回路と協働して、一定数ｐ個の異なる増幅利
得値ｇ1，ｇ2，・・・，ｇpで受信した地震波信号を増
幅するような少くとも１ヶの増幅器と、（ディジタル化
されるべきサンプルを表わす）連続するディジタル値を
生成するオーバー サンプリング型のディジタル化手段
と、ディジタル値を貯えるための手段と、処理用のプロ
セッサを含む管理用セットと、伝送チャネルにデータを
送り出す手段とを含む。
【００１７】該装置は以下の処理に適用される、利得制
御手段を含むことが特色である： − 少くとも１つのサイクルの間に、各収集器によって
生成されたディジタル値の中から、各収集器によって受
信された地震波信号のエネルギを代表する１つのディジ
タル値を選び、 − 選ばれたディジタル値をしきい値を代表する数個の
ディジタル値と比較する。このしきい値はディジタル化
手段が動作可能な変化スケールの範囲即ちダイナミック
レンジをそれぞれが限定するものである。 − 前記比較によって選ばれた範囲に従って、少くとも
その後の１サイクルの間増幅器に与えられるべき最適の
利得値を選ぶ。 − この最適利得値を増幅器にとらせるように、利得選
択回路を制御する。
御手段を含むことが特色である： − 少くとも１つのサイクルの間に、各収集器によって
生成されたディジタル値の中から、各収集器によって受
信された地震波信号のエネルギを代表する１つのディジ
タル値を選び、 − 選ばれたディジタル値をしきい値を代表する数個の
ディジタル値と比較する。このしきい値はディジタル化
手段が動作可能な変化スケールの範囲即ちダイナミック
レンジをそれぞれが限定するものである。 − 前記比較によって選ばれた範囲に従って、少くとも
その後の１サイクルの間増幅器に与えられるべき最適の
利得値を選ぶ。 − この最適利得値を増幅器にとらせるように、利得選
択回路を制御する。
【００１８】利得制御手段は数回の連続サイクルの終り
に選ばれる数個のディジタル値語に従って、又は数回の
連続サイクルの間に、範囲内で選ばれたディジタル値の
値の変化によって、利得値を選択するのに適している。
に選ばれる数個のディジタル値語に従って、又は数回の
連続サイクルの間に、範囲内で選ばれたディジタル値の
値の変化によって、利得値を選択するのに適している。
【００１９】利得制御手段は中央制御記録装置内にある
よりも、各収集器の中にある方が好ましい。さもなけれ
ば必要となるであろう、各収集器から中央制御記録装置
への高い割合のデータ伝送を、それによって避けること
ができるからである。
よりも、各収集器の中にある方が好ましい。さもなけれ
ば必要となるであろう、各収集器から中央制御記録装置
への高い割合のデータ伝送を、それによって避けること
ができるからである。
【００２０】
【実施例】第１図に示すように周知の振動発生機又は衝
撃波源のような地震波振動源Ｔと、探査すべき地震測定
区域に沿って分布する多数の受信機群Ｒ1,Ｒ2,‥‥,Ｒn
によって受信された信号を収集するための受信および収
集システムとを含む地震探査機のセットが実地で使用さ
れる。これらの受信機は単位の音波ピックアップ素子を
相互接続した群から成ることが最も多い。各受信機で受
信された信号は収集処理器収納函（以後収集函と略称）
Ｂ1,Ｂ2,‥‥,Ｂnの中にある収集器（Ａ1,Ａ2,‥‥,Ａ
n）に供給される。これらの収集器は受信機からの信号
を集め、処理して、車輌の中にある中央制御記録装置１
に送る。
撃波源のような地震波振動源Ｔと、探査すべき地震測定
区域に沿って分布する多数の受信機群Ｒ1,Ｒ2,‥‥,Ｒn
によって受信された信号を収集するための受信および収
集システムとを含む地震探査機のセットが実地で使用さ
れる。これらの受信機は単位の音波ピックアップ素子を
相互接続した群から成ることが最も多い。各受信機で受
信された信号は収集処理器収納函（以後収集函と略称）
Ｂ1,Ｂ2,‥‥,Ｂnの中にある収集器（Ａ1,Ａ2,‥‥,Ａ
n）に供給される。これらの収集器は受信機からの信号
を集め、処理して、車輌の中にある中央制御記録装置１
に送る。
【００２１】地震探査地域の探査には、地震波発射器Ｓ
の各位置毎に１乃至は複数回の送信−受信のサイクルを
行うことと、地震波発射器を、この探査地域に沿って順
次移して行くことが含まれる。地震波発射器を例えば第
１図のＢ1,‥‥,Ｂpの収集函およびそれに伴う受信機の
近くから遠ざかる方に移すと、他の一群の収集函Ｂq,‥
‥,Ｂnおよびそれに伴う受信機群に近くなる。それぞれ
の受信機でピックアップされる地震波の振幅は、このよ
うに地震探査機のセットを順次移動させることに伴っ
て、顕著に変化する。
の各位置毎に１乃至は複数回の送信−受信のサイクルを
行うことと、地震波発射器を、この探査地域に沿って順
次移して行くことが含まれる。地震波発射器を例えば第
１図のＢ1,‥‥,Ｂpの収集函およびそれに伴う受信機の
近くから遠ざかる方に移すと、他の一群の収集函Ｂq,‥
‥,Ｂnおよびそれに伴う受信機群に近くなる。それぞれ
の受信機でピックアップされる地震波の振幅は、このよ
うに地震探査機のセットを順次移動させることに伴っ
て、顕著に変化する。
【００２２】本発明による方法が以上のような特に位置
移動に伴って生じる顕著な受信振幅の変化を自動的にバ
ランスさせることを概観して来た。これは以下に述べる
収集器の動作によって自律的に実現されるものである。
移動に伴って生じる顕著な受信振幅の変化を自動的にバ
ランスさせることを概観して来た。これは以下に述べる
収集器の動作によって自律的に実現されるものである。
【００２３】受信機群Ｒi即ち第２図に収集器Ａiの左外
側に示す一群の受信機Ｒi1,・・・・,Ｒik の中の各受信機
によって受信された信号を収集し、処理するための収集
器Ａi がそれぞれの収集函Ｂi（第１図）の中に収容さ
れている。各収集器Ａiの目的は、それに属する前記各
受信機によって受信された信号を個々にディジタル化
し、それを貯えておくことである（第２図参照）。中央
制御記録装置１（第１図）が発射器Ｓの継続的な地震波
発射のトリガを制御し、又その地震波が地下の不連続層
によって反射されて返ってくる信号を、一連の受信機群
（Ｒ1〜Ｒn）が受信したものを、それぞれ複数の収集器
が収集し処理して、そのデータを集中的に貯える。次に
中央制御記録装置１の命令によって収集函Ｂ1〜Ｂnの中
にある収集器Ａ1〜Ａnがそれぞれの中に貯えていたデー
タを適当な通信チャネルを通して中央制御記録装置に移
す。前述の特許に記載されている収集システムに以下に
述べる本発明の特有の改良を加えて、より優れた動作を
させることができる。
側に示す一群の受信機Ｒi1,・・・・,Ｒik の中の各受信機
によって受信された信号を収集し、処理するための収集
器Ａi がそれぞれの収集函Ｂi（第１図）の中に収容さ
れている。各収集器Ａiの目的は、それに属する前記各
受信機によって受信された信号を個々にディジタル化
し、それを貯えておくことである（第２図参照）。中央
制御記録装置１（第１図）が発射器Ｓの継続的な地震波
発射のトリガを制御し、又その地震波が地下の不連続層
によって反射されて返ってくる信号を、一連の受信機群
（Ｒ1〜Ｒn）が受信したものを、それぞれ複数の収集器
が収集し処理して、そのデータを集中的に貯える。次に
中央制御記録装置１の命令によって収集函Ｂ1〜Ｂnの中
にある収集器Ａ1〜Ａnがそれぞれの中に貯えていたデー
タを適当な通信チャネルを通して中央制御記録装置に移
す。前述の特許に記載されている収集システムに以下に
述べる本発明の特有の改良を加えて、より優れた動作を
させることができる。
【００２４】各収集器の一例Ａiを第２図に示す。収集
器Ａiは例えばｋ個の収集処理チェーン器ＣＡ1〜ＣＡk
を含み、ｋ個の受信機Ｒi1〜Ｒikからの信号を受け入れ
処理する。該チェーンはＶＨＦ型の低域フィルタＦ１
1，Ｆ１2，・・・，Ｆ１kと、増幅器ＰＡ1，ＰＡ2，・
・・，ＰＡkと高域フィルタＦ２1，Ｆ２2，・・・，Ｆ
２kと、アナログ−ディジタル変換器（ＣＡＮ）、ＡＤ
1，ＡＤ2，・・・，ＡＤkを含む。増幅器ＰＡ1〜ＰＡk
の利得は数個の異なる利得値（例えばそれぞれ１２，２
４，３６，４８ｄＢのような４つの利得値ｇ1，ｇ2，ｇ
3，ｇ4）を（図示していない）計数動作回路からなる利
得制御回路によって切換えてとり得るようになってい
る。アナログ−ディジタル変換器ＡＤ1〜ＡＤkは増幅さ
れ、濾波されたアナログ信号をディジタル値に変換す
る。ディジタル化は前記特許申請ＦＡ−Ａ−２，６６
６，９４６号に記載されているデシメーション（十進
法）フィルタと協働するシグマ−デルタ型の変調器によ
って行うことができる。
器Ａiは例えばｋ個の収集処理チェーン器ＣＡ1〜ＣＡk
を含み、ｋ個の受信機Ｒi1〜Ｒikからの信号を受け入れ
処理する。該チェーンはＶＨＦ型の低域フィルタＦ１
1，Ｆ１2，・・・，Ｆ１kと、増幅器ＰＡ1，ＰＡ2，・
・・，ＰＡkと高域フィルタＦ２1，Ｆ２2，・・・，Ｆ
２kと、アナログ−ディジタル変換器（ＣＡＮ）、ＡＤ
1，ＡＤ2，・・・，ＡＤkを含む。増幅器ＰＡ1〜ＰＡk
の利得は数個の異なる利得値（例えばそれぞれ１２，２
４，３６，４８ｄＢのような４つの利得値ｇ1，ｇ2，ｇ
3，ｇ4）を（図示していない）計数動作回路からなる利
得制御回路によって切換えてとり得るようになってい
る。アナログ−ディジタル変換器ＡＤ1〜ＡＤkは増幅さ
れ、濾波されたアナログ信号をディジタル値に変換す
る。ディジタル化は前記特許申請ＦＡ−Ａ−２，６６
６，９４６号に記載されているデシメーション（十進
法）フィルタと協働するシグマ−デルタ型の変調器によ
って行うことができる。
【００２５】ＣＡ1からＣＡkまでの全収集チェーンの出
力は１６〜３２ビットのディジタル値を処理する管理用
マイクロ プロセッサ２に接続され、マイクロ プロセ
ッサ２は信号の収集と変換を中央制御記録装置１と協働
して行うようにプログラムされている。データ用の２つ
のメモリ ブロックＭ１とＭ２、およびプログラム用の
メモリＭｐがマイクロ プロセッサ２と協働する。プロ
セッサ２は中央制御記録装置１と通信するために使われ
るチャネルに適応するための無線又は有線の送受信ユニ
ット３に接続されている。チャネルが無線即ちヘルツの
チャネルならば送受信ユニット３はアンテナ４と接続す
る無線送信機ＲＥおよび無線受信機ＲＲとを含む。前記
の特許ＦＲ−２，６０８，７８０号に記載されているよ
うなインターフェイス ユニット５によって、初期化用
函（コマンダ）６との交信が可能で、これによってオペ
レータが管理用マイクロ プロセッサ２と交信し、収集
チェーンの動作パラメータに関する命令のアドレスと選
択を行わせると共に、探査すべき探査区域に沿う位置を
考慮して、それぞれの収集器に割り当てるべき識別番号
を該プロセッサ２に入力することができる。
力は１６〜３２ビットのディジタル値を処理する管理用
マイクロ プロセッサ２に接続され、マイクロ プロセ
ッサ２は信号の収集と変換を中央制御記録装置１と協働
して行うようにプログラムされている。データ用の２つ
のメモリ ブロックＭ１とＭ２、およびプログラム用の
メモリＭｐがマイクロ プロセッサ２と協働する。プロ
セッサ２は中央制御記録装置１と通信するために使われ
るチャネルに適応するための無線又は有線の送受信ユニ
ット３に接続されている。チャネルが無線即ちヘルツの
チャネルならば送受信ユニット３はアンテナ４と接続す
る無線送信機ＲＥおよび無線受信機ＲＲとを含む。前記
の特許ＦＲ−２，６０８，７８０号に記載されているよ
うなインターフェイス ユニット５によって、初期化用
函（コマンダ）６との交信が可能で、これによってオペ
レータが管理用マイクロ プロセッサ２と交信し、収集
チェーンの動作パラメータに関する命令のアドレスと選
択を行わせると共に、探査すべき探査区域に沿う位置を
考慮して、それぞれの収集器に割り当てるべき識別番号
を該プロセッサ２に入力することができる。
【００２６】各収集器Ａiには或る計算に特化してある
高速度プロセッサ７が含まれていることが望ましい。そ
れは例えばモートローラ社製のＤＳＰ９６００２型の浮
動少数点３２ビット プロセッサでもよい。これはＤＭ
Ａ型のデバイスと協働して２つのプロセッサ２と７との
間のデータブロックの転送を加速する。動作用のメモリ
Ｍ３がプロセッサ７に付属している。収集器は１個１個
自前の電源を内蔵する。
高速度プロセッサ７が含まれていることが望ましい。そ
れは例えばモートローラ社製のＤＳＰ９６００２型の浮
動少数点３２ビット プロセッサでもよい。これはＤＭ
Ａ型のデバイスと協働して２つのプロセッサ２と７との
間のデータブロックの転送を加速する。動作用のメモリ
Ｍ３がプロセッサ７に付属している。収集器は１個１個
自前の電源を内蔵する。
【００２７】プロセッサ２が主な役割を受持つ機能は中
央制御記録装置から送られて来た命令をデコードし、以
下のことを管理することである： − それぞれの収集チェーン（ＣＡk）毎に受信機（Ｒi
1〜Ｒik）の信号を収集処理すること、 − 送受信ユニット３との接続を通じての送信、 − データの一時貯蔵のためのメモリＭ1とＭ2、 − 入、出力 − プログラムの間のインタラプト（ルート変更）、お
よび − 計算用プロセッサ７との間の交信等。
央制御記録装置から送られて来た命令をデコードし、以
下のことを管理することである： − それぞれの収集チェーン（ＣＡk）毎に受信機（Ｒi
1〜Ｒik）の信号を収集処理すること、 − 送受信ユニット３との接続を通じての送信、 − データの一時貯蔵のためのメモリＭ1とＭ2、 − 入、出力 − プログラムの間のインタラプト（ルート変更）、お
よび − 計算用プロセッサ７との間の交信等。
【００２８】以上考察してきたように、本発明による方
法は主として地震波送受信のサイクルの間に集められた
地震波信号を先ず一定利得で増幅してその中の最大の振
幅を選び、ディジタル化手段の許容範囲の変化スケール
内のレベルに従って、即ち信号を最適入力とするように
以後、例えば次のサイクルで適用すべき新しい利得に調
整することにある。
法は主として地震波送受信のサイクルの間に集められた
地震波信号を先ず一定利得で増幅してその中の最大の振
幅を選び、ディジタル化手段の許容範囲の変化スケール
内のレベルに従って、即ち信号を最適入力とするように
以後、例えば次のサイクルで適用すべき新しい利得に調
整することにある。
【００２９】前述の利得の選択と調整の動作は管理用の
プロセッサ２の命令の下で特化プロセッサ７によって行
われる。
プロセッサ２の命令の下で特化プロセッサ７によって行
われる。
【００３０】プロセッサ７は、１つの発射−受信サイク
ルの間に形成される、（例えば収集チェーンＣＡk から
来る）少くとも１つの信号を表わすディジタル語を次々
とすべて比較する。オーバーサンプリング変換器ＡＤk
によって生成されるディ ジタル語をソート（比較配
列）することによって、各サイクルの終りに最大の振幅
Ｓm のディジタル語が選択され、メモリＭ1およびＭ2に
貯えられる。
ルの間に形成される、（例えば収集チェーンＣＡk から
来る）少くとも１つの信号を表わすディジタル語を次々
とすべて比較する。オーバーサンプリング変換器ＡＤk
によって生成されるディ ジタル語をソート（比較配
列）することによって、各サイクルの終りに最大の振幅
Ｓm のディジタル語が選択され、メモリＭ1およびＭ2に
貯えられる。
【００３１】第１の実施例によれば、次にプロセッサ７
は振幅Ｓmの絶対値を異なる振幅を表わすいくつかのデ
ィジタルのしきい値ｓ1，ｓ2，・・・，ｓpと比較す
る。
は振幅Ｓmの絶対値を異なる振幅を表わすいくつかのデ
ィジタルのしきい値ｓ1，ｓ2，・・・，ｓpと比較す
る。
【００３２】例えば３つのしきい値ｓ1，ｓ2＝ｓ1／
４，ｓ3＝ｓ1／１６が選ばれた時、次の基準によって、
増幅器に適用すべき利得が選ばれる：
４，ｓ3＝ｓ1／１６が選ばれた時、次の基準によって、
増幅器に適用すべき利得が選ばれる：
【表１】
【００３３】第２の実施例では、振幅Ｓm の臨界値に対
する大小だけでなく、それによって決定される範囲の中
での変化方向も考慮に入れることによって、利得値の選
定をより正確にすることができる。以上のような変化の
方向と振幅とは少くとも２つの連続するサイクルを比較
することによって検知する。
する大小だけでなく、それによって決定される範囲の中
での変化方向も考慮に入れることによって、利得値の選
定をより正確にすることができる。以上のような変化の
方向と振幅とは少くとも２つの連続するサイクルを比較
することによって検知する。
【００３４】例えば６つのしきい値を選ぶ： 即ちｓ
1，ｓ2＝ｓ1／２，ｓ3＝ｓ1／４，ｓ4＝ｓ1／８，ｓ5＝
ｓ1／１６，ｓ6＝ｓ1／３２とする時、増幅器に適用す
べき利得値は次の基準によって選ばれる。
1，ｓ2＝ｓ1／２，ｓ3＝ｓ1／４，ｓ4＝ｓ1／８，ｓ5＝
ｓ1／１６，ｓ6＝ｓ1／３２とする時、増幅器に適用す
べき利得値は次の基準によって選ばれる。
【表２】
【００３５】プロセッサは範囲の中での変化の方向（＋
又は−）を考慮に入れるだけでなく、振幅が或る増分を
超えるまで待ってから、増幅器に適用すべき利得値を変
えるようにすることもできる。
又は−）を考慮に入れるだけでなく、振幅が或る増分を
超えるまで待ってから、増幅器に適用すべき利得値を変
えるようにすることもできる。
【００３６】収集チェーンＣＡkから来る信号から最適
の利得値が選ばれた時、プロセッサ２は（命令伝達線路
９を通して）収集チェーン内のすべての増幅器ＰＡ1〜
ＰＡkに対する利得調整回路に切替えを命令する。
の利得値が選ばれた時、プロセッサ２は（命令伝達線路
９を通して）収集チェーン内のすべての増幅器ＰＡ1〜
ＰＡkに対する利得調整回路に切替えを命令する。
【００３７】前の実施例の変形として、プロセッサ７が
すべての収集チェーンからの信号についての前述の動作
を行い、１つの選択されたディジタル値の函数として利
得を選択する。収集器はこれにより、受信機間の不均衡
や信号ピックアップのレベルに影響する受信機のピック
アップの大地とのカップリングの欠陥も考慮に入れるこ
とができる。
すべての収集チェーンからの信号についての前述の動作
を行い、１つの選択されたディジタル値の函数として利
得を選択する。収集器はこれにより、受信機間の不均衡
や信号ピックアップのレベルに影響する受信機のピック
アップの大地とのカップリングの欠陥も考慮に入れるこ
とができる。
【００３８】
【動作の要約】収集器を初期化するために中央制御記録
装置又は現場のオペレーターが標準の利得値を入力す
る。しかし最初の地震波サイクルの終る時には殆ど瞬時
に最適の利得値が決定される。又必要になれば、これに
続くすべてのサイクルにおいて再び調整が行われる。
装置又は現場のオペレーターが標準の利得値を入力す
る。しかし最初の地震波サイクルの終る時には殆ど瞬時
に最適の利得値が決定される。又必要になれば、これに
続くすべてのサイクルにおいて再び調整が行われる。
【図１】現場における地震波発射−受信システムの機器
の配置を概念的に示す図である。
の配置を概念的に示す図である。
【図２】増幅器に与えるべき利得を周期的に整合するの
に適する処理手段を備えたデータ収集処理器Ａiを示す
概要図である。 １： 中央制御記録装置 ２： 管理用マイクロ プロセッサ ５： インターフェイス ユニット ６： 初期化用函 ７： 計算用（高速度）プロセッサ ９： （利得制御のための）命令伝達線路 Ａi： 収集処理器（収集器と略称） Ｂi： 収集処理器収納函（収集函と略称） ＣＡk： 収集処理チェーン（１つの受信機からの信号の
処理とディジタル化のためのユニットで、収集チェーン
と略称） ＰＡk： （前置）増幅器（利得を制御される）
に適する処理手段を備えたデータ収集処理器Ａiを示す
概要図である。 １： 中央制御記録装置 ２： 管理用マイクロ プロセッサ ５： インターフェイス ユニット ６： 初期化用函 ７： 計算用（高速度）プロセッサ ９： （利得制御のための）命令伝達線路 Ａi： 収集処理器（収集器と略称） Ｂi： 収集処理器収納函（収集函と略称） ＣＡk： 収集処理チェーン（１つの受信機からの信号の
処理とディジタル化のためのユニットで、収集チェーン
と略称） ＰＡk： （前置）増幅器（利得を制御される）
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(56)参考文献 米国特許4031504（ＵＳ，Ａ)
欧州特許出願公開562939（ＥＰ，Ａ
１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01V 1/24
G06F 17/40
G08C 15/00
G08C 17/00
Claims (9)
- 【請求項１】 連続的に地震波発信源（Ｔ）から地震波
信号を発射し、これを受信するサイクルを続け、この地
震波信号の地層による反射波を受信するための少くとも
１つの受信機（Ｒi1−Ｒik）によって受信された信号を
収集処理するために、探査すべき地域に配列されている
少くとも１つの収集処理器（Ａi）を含む収集処理装置
によって、収集された信号を増幅するための増幅利得
を、規則的な時間間隔で周期的に自動的に最適化するこ
とを含む、地震波信号収集処理方法であって、前記収集
処理器（Ａi）が； 受信機から収集された前記地震波信号を増幅する利得を
一定数ｐ個の異なる増幅利得値ｇ1，ｇ2，・・・，ｇp
の中から選択するように利得切替回路と協働する少くと
も１つの増幅器（ＰＡ1〜ＰＡk）と、連続的なディジタ
ル値を生成するオーバーサンプリング型のディジタル化
手段（ＡＤ1〜ＡＤk）と、生成された該ディジタル値を
貯えるための手段（Ｍ）と、プロセッサ（２，７）を含
む管理用セットを含むものであって、前記地震波信号収
集処理方法が： −少くとも１つのサイクルの間に、各収集処理器（Ａ
i）によって生成されたディジタル値の中から、受信さ
れた少なくとも１つの地震波信号の最大のエネルギを代
表する１つのディジタル値を選ぶことと、 −選ばれたディジタル値と、前記ディジタル化手段が許
容し得る数個の変化スケールの範囲の境界を定めるしき
い値を表わす数個のディジタル値とを比較することと、 −前記比較によって、選ばれたしきい値を表わすディジ
タル値の範囲に従って、少くともその後の１サイクルの
間増幅器が動作すべき最適利得値を選択することと、 −この最適利得値を増幅器に与えるように、前記収集処
理器（Ａi）の利得切替回路を制御することと、 を含む方法。 - 【請求項２】 利得値を数回の連続するサイクルの終り
に選ばれた数個のディジタル値の関数として選ぶことを
含む、請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 請求項１に記載の方法であって、しきい
値によって限定された範囲内で選ばれたディジタル値の
連続する数サイクルの間の変化の関数として、最適の利
得値を選ぶことを含む方法。 - 【請求項４】 請求項３に記載の方法であって、前記変
化の方向と振幅とを考慮に入れて最適利得値を選ぶ方
法。 - 【請求項５】 請求項１から４までに記載の何れかの方
法であって、単一の収集処理器によって受信された数個
の信号にそれぞれ対応する数個の選ばれたディジタル値
の関数として１つの利得値を選ぶことを含む方法。 - 【請求項６】 請求項１から５までに記載の何れかの方
法であって、受信された信号のエネルギを代表するディ
ジタル値を、選ばれた時間間隔の間に連続して生成され
るディジタル値と直接比較することによって選ぶ方法。 - 【請求項７】 請求項１から６までの何れかに記載の方
法であって、受信された信号のエネルギを代表するディ
ジタル値が各サイクルの終りに、選ばれた時間間隔の間
に生成されたディジタル値と比較することによって選ば
れる方法。 - 【請求項８】 連続的に地震波発信源（Ｔ）から地震波
信号を発射し、これを受信するサイクルを続け、この地
震波信号の地層による反射波を受信するための１乃至複
数の地震波受信機（Ｒi1−Ｒik）によって受信された信
号を収集処理するために探査すべき地域に配列されてい
る少くとも１つの収集処理器（Ａi）を含む地震波信号
収集処理装置であって、該装置が収集された信号を増幅
するための増幅利得を規則的な時間間隔で周期的に自動
的に最適化する手段を含み、前記収集処理器（Ａi）
が；前 記地震波信号を一定数ｐ個の異なる増幅利得値（ｇ
1，ｇ2，・・・，ｇp）の中の１つの利得で増幅するよ
うに利得を切替える回路と協働する少くとも１つの増幅
器（ＰＡ1〜ＰＡk）と、連続的なディジタル値を生成す
るオーバーサンプリング型のディジタル化手段（ＡＤ1
〜ＡＤk）と、生成されたディジタル値を貯えるための
手段（Ｍ）と、プロセッサ（２，７）を含む管理用セッ
トと、伝送チャネルにデータを送り出すための手段
（３，４）とを含むものであって、前記地震波信号収集
処理装置が： −少くとも１つのサイクルの間に各収集処理器（Ａi）
によって生成されたディジタル値の中から、受信された
少くとも１つの地震波信号の最大のエネルギを代表する
１つのディジタル値を選ぶことと、 −選ばれたディジタル値と、前記ディジタル化手段が許
容し得る数個の変化スケールの範囲の境界を定めるしき
い値を表わす数個のディジタル値とを比較することと、 −少くともその後の１サイクルの間増幅器に適用すべき
最適な利得値を選ぶことと、 −この最適な利得値を増幅器に与えるように利得切替回
路を制御することとに適する利得制御手段を含む装置。 - 【請求項９】 請求項８に記載の装置であって、各収集
処理器（Ａi）がディジタル値を選ぶためのプロセッサ
（２，７）を含むことを特徴とする装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR93/12249 | 1993-09-30 | ||
| FR9312249A FR2710757B1 (fr) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | Méthode et dispositif d'acquisition de signaux sismiques. |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07218644A JPH07218644A (ja) | 1995-08-18 |
| JP3362977B2 true JP3362977B2 (ja) | 2003-01-07 |
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ID=9451836
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|---|---|---|---|
| JP26164394A Expired - Fee Related JP3362977B2 (ja) | 1993-09-30 | 1994-09-30 | 地震波信号の収集処理方法と装置 |
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| EP (1) | EP0646809B1 (ja) |
| JP (1) | JP3362977B2 (ja) |
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