JPH023475B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、海中震源列の特性決定方法に係る。

海中震源は、通常群または列をなして、列を構
成する個々の「点発生源」よりもより望ましい特
徴を有する連合発生源をつくるために用いられ
る。このような列の種々の特徴は地球物理学者に
特別の問題を呈する。

このような特徴の第１は、いかなる音響的また
は地震的な列も、方向性をもつた音波を発信する
ことである。つまり、発信された波の形あるいは
特性は方向により変化する。これは、発信された
波動中の音の波長に比べ、列の大きさが小さくな
いためによる。これは、列の要素がこれら波長に
比べ通常非常に小さく、そのため、「点発生源」
のように振舞う、つまり、どの個々の要素から発
生した波も全面的に対称で、全ての方向につき同
じ形であることと対照をなす。海中震源列につい
ての主要な問題は、特性を方向の関数として決定
することにある。

このような特徴の第２は、第１図に示したよう
に、特性が列からの距離により変化することであ
る。矢印１と２で示されたような所与の方向で、
特性は距離の増大とともに変化し、仮想的境界３
で示した十分な遠方において安定した形におちつ
く。それよりも遠方では、形は同一のままだが、
その振幅は、エネルギ保存則より距離に反比例し
て減少する。特性形が距離によつて重大な変化を
起こさない領域４は、列５の「遠隔場」として知
られているが、それはＤを列の大きさ、λを波長
とするとき、だいたいD²／λより大きい距離に
存在する。第１図では、「近接場」領域を６で、
海面を７で示している。

地球物理学問題としては、「遠隔場」の特性を
方向の関数として決定することがある。特性の測
定は通常、海底反射を消去するため、例えば大陸
棚外のような深海中で行われなければならず、列
と測装置の相互位置をいくらかでも精密に決定す
るのは極めて困難である。したがつて、各点発生
源の特性の和から特性を計算できることが望まし
い。従来、これは要素間の相互作用により不可能
であつた。

列の要素は、共に用いられるときは独立に振舞
わない。各要素の振舞いは他の要素により影響さ
れる。要素間相互作用による、これらの影響は年
来認識されてきており、その発生は次のようにし
て推論されてきた。もし相互作用がないのなら、
列の遠隔場特性は各要素から測定された特性を重
ね合わせて計算できる。そのようにして計算され
た特性が、遠隔場特性を測定したものと一致しな
いことがしばしば認められた。このことから重ね
合わせの原理が成立しないことが出てくる。した
がつて、要素は独立に振舞つていない。したがつ
て、何らかの要素間相互作用がある。

この相互作用の効果は十分に理解されていなか
つた。だから、列の任意の方向での遠隔場特性を
計算することも、所望の方向の全てについて、そ
れを測定することもできなかつた。実際には、遠
隔場特性は通常深海中の一方向のみ、つまり垂直
方向について測定されてきた。実際の装置では、
大陸棚上では方向または条件の変化による特性形
の変化は、考慮に入れないゆえに無視されてき
た。

本発明は、震源列を作動し、列に対する位置が
既知のｎ個の独立の点で発生した圧力波を測定
し、ｎ個の発生源のｎ個の等価特性を、それらの
間の相互作用を考慮してつくるように測定を処理
し、ｎ個の等価特性を重ね合わせて列の特性を得
ることからなる、ｎ個の震源の列の特性決定法を
提供するものである。

本発明の他の目的は、本発明の方法により決定
された特性を有する震源列を提供するものであ
る。

特性は、列の各個の発生源要素のそばでの「近
接場」測定の方法で得られる。測定は、要素間相
互作用を考慮した分析に従い、任意の方向、任意
の距離での特性を計算することを可能にする。

本発明のもう一つの目的は、本発明の方法によ
り決定された特性を有する震源列を使用すること
にある。

震源列の要素間相互作用を、震源として空気銃
を用いることに関連して考察する。これは空気銃
が海中震源として最も普通に用いられていること
にもよるが、空気銃から発した振動する気泡が図
示しやすい解析になじむことにもよる。しかし、
以下説明する相互作用は原則として全ての海中
「点」震源に対して同一であり、この技法の適用
範囲は極めて広い。

空気銃は、高圧空気を含み急激に開く室からな
る。逃げ出た空気は、水に対し急速に膨張する気
泡を形成する。膨張にともない、気泡中の気圧
（内圧）は低下していき、ある時点では水圧と気
泡の内圧とが等しくなる平衡点に達する。しかし
ながら、気泡の内圧は当初水圧と平衡しておら
ず、水圧より高いものであるために、気泡は平衡
点で内圧が水圧に達した後も膨脹し続ける。しか
し平衡点を越えた後は気泡の内圧は水圧より低く
なるので気泡の膨脹速度は低下していき、ついに
は気泡の膨脹は停止する。以下気泡は内圧より大
なる水圧により潰されて縮小していき再び平衡点
をすぎる。この間内圧は増大する。内圧の急速な
成立により気泡が潰れるのはとまり、この点から
振動が再び始まる。振動する気泡は地震波（地震
津波）の発生器であり、気泡の直径は地震波の波
長に比べ常に小さいので、この波動は地震の振動
数について球面対称性を有する。気泡により発生
した圧力波の形は、気泡からの距離によらず同一
であるが、その振幅は距離に反比例する。

振動の背景となる駆動メカニズムは、気泡の内
圧P_iと水からの圧力つまり水圧P_hとの圧力差であ
る。浮揚性のある気泡の海面への運動は非常に遅
いから、水圧は振動中を通じて実質的に一定であ
る。内圧は時間により変化する。だから駆動圧力
P_dは時間変動する。

P_d＝P_i（ｔ）−P_h (1) 第２図に示したように、P_d（ｔ）が正なら、気
泡を膨張させ、あるいは膨張停止後に縮小する際
の縮小速度を遅くする傾向がある。P_d（ｔ）が負
なら、気泡を縮小させ、あるいは膨張速度を遅く
させる傾向がある。（第２図参照） この気泡から発生した圧力波は球面対称性を有
し、距離ｒに反比例する振幅を有し、水中の音速
ｃで進む。距離ｒでは、伝播してきた波は、気泡
の有限の大きさを考慮し、波動が気泡の中心点か
ら始まるかのように時間の基点をとると、 １／ｒ・P_d（ｔ−ｒ／ｃ） となる。

２つの空気銃よりなる列を考える。銃が独立に
発射されると、第１の銃の駆動圧力は P_d1（ｔ）＝P_i1（ｔ）−P_h1 (2) であり、第２の銃の駆動圧力は P_d2（ｔ）＝P_i2（ｔ）−P_h2 (3) である。銃が共に発射されるときは、各銃は他方
から発生した地震波に影響される。それは、各銃
において水から受ける圧力がもはや一定たりえな
いからである。以後、相互作用があるときの振舞
いを示すためにプライムを用いる。

第３図の第１の銃１０による気泡の振舞いを考
える。時間ｔの少しの間は、第２の銃１１からの
影響がないので水圧はP_h1である。しかし銃１１
は、振動し地震波を発生する気泡をつくる。この
波動は銃１０の気泡を通過する。時間ｔで、気泡
の一方の側と他方の側では圧力差があるが、この
圧力差は、気泡の直径またはそれ以下の波長を考
えるときのみ無視しえないものとなる。より長い
波長では、気泡は点と見なされ、圧力の修正分
は、P₂′（ｔ）を銃１１により気泡から発生した音
波とし、r₁₂を２つの銃の間の距離とすると １／r₁₂P′₂（ｔ−r₁₂／ｃ） である。したがつて、時間ｔでの銃１０における
水圧は P′_h1（ｔ）＝P_h1＋１／r₁₂P′₂（ｔ−r₁₂／ｃ） (4) である。銃１０における駆動圧力は内圧と水圧の
差に等しいから、これは P′_d1（ｔ）＝P′_i1（ｔ）−P′_h1（ｔ） (5) となる。銃１１の影響を考えると、時間ｔでの圧
力差は同一ではなく、振動する気泡の動態は変化
する。膨張と縮小の比率が異なり、銃１１がない
場合の時間ｔでの内圧P_i1（ｔ）は、銃１１の影響
を考慮したときの、時間ｔでの内圧P′_i1（ｔ）と
異なる。したがつて、銃１１の影響下で銃１０が
発生する地震波P′₁（ｔ）は、銃１１がない場合の
地震波P₁（ｔ）と同一でない。式(4)より、銃間相
互作用は、その間の距離に反比例する。また、相
互作用の効果は、２つの銃の相対的な発射時間に
依存する。これは発射から発射までに変化しうる
ものだから、常に正確に一定に維持することはで
きず、信号形は変化しうる。相対的な時間遅延が
小さいなら、これらの変化は重要な振動数では目
立たない。

銃１０の気泡は、相互作用の影響下でもその大
きさはあまり変わらない。それは地震波の波長に
比べ小さいものにとどまる。したがつて、振舞い
が修正されたこの泡から発生する波動もやはり球
面対称性を有するが、特性は変化する。特性は、
いかなる相互作用もない場合のP₁（ｔ）に対して
P′₁（ｔ）となる。銃１０の修正された振舞いの観
念は式(4)と(5)を結合して得られる。

P′_d1（ｔ）＝P′_i1（ｔ）−P_h1−１／r₁₂P′₂（ｔ−
r₁₂／ｃ）(6) これは次のように書き換えられる。

P′_d1（ｔ）＝〔P′_i1（ｔ）−１／r₁₂P′₂（ｔ−r₁₂
／ｃ）〕−P_h1 (7) (7)から分かるように、銃１０における修正気泡
は、水圧が静的であり、時間ｔでの内圧は P′_i1（ｔ）−１／r₁₂P′₂（ｔ−r₁₂／ｃ） であるかのように振舞う。この修正気泡からの放
射は球面対称性を有し、特性は上記のようにP′₁
（ｔ）である。同様に、銃１１の気泡の振舞いは、
銃１０の影響を受ける。銃１１の気泡は、水圧が
静的であり、内圧は P′_i2（ｔ）−１／r₂₁P′₁（ｔ−r₂₁／ｃ） であるかのように振舞う。この結果、その特性は
P′₂（ｔ）（r₁₂＝r₂₁）となる。

P′_i1（ｔ）とP′_i2（ｔ）は未知であるが、それは
問題とならない。注目している気泡が、修正特性
P′₁（ｔ）とP′₂（ｔ）を有する２つの独立した気泡
と等価となるように表現されるという点が重要で
ある。

つまり式(6)を式(7)に書き換えることで、定常的
な水圧を有する静止水中の２つの仮想的な気泡を
考えることができる。この２つの仮想的な気泡
は、２つの実在の気泡の相互作用を見込んだ仮想
的な内圧をそれぞれ有し、実在の気泡が生ぜしめ
るのと同一の圧力の放射を定常的な水圧に対し生
ぜしめるから実在の気泡と等価である。この際２
つの仮想的な気泡つまり等価な気泡においては相
互作用が内圧として既に組み込まれているので、
相互作用はないものとして取り扱える。従つて、
これらの２つの仮想的な気泡に対応する２つの仮
想的な銃（等価な銃）に対して、仮想的な銃の特
性を単純に重ね合わせることで銃の列の特性を任
意の点で正確に求めることができる。

例えば、第３図で第１の水中聴音器は銃１０か
らの距離がa₁₁、銃１１からの距慮がa₁₂である。
この水中聴音器が測定した信号は単に、 h₁（ｔ）／s₁＝１／a₁₁・P′₁（ｔ−a₁₁／ｃ）＋１／
a₁₂P′₂（ｔ− a₁₂／ｃ） (8) である。銃１０と１１から、それぞれa₂₁とa₂₂の
距離にある第２の水中聴音器は h₂（ｔ）／s₁＝１／a₂₁・P′₁（ｔ−a₁₂／ｃ）＋１／
a₂₂P′₂（ｔ− a₂₂／ｃ） (9) ここで、h₁（ｔ）とh₁（ｔ）は水中聴音器の出力
であり、s₁とs₂はその感度である。もし幾何学的
配列（つまり、距離a₁₁、a₁₂、a₂₁、a₂₂）と、水
中聴音器の感度が既知なら、これら最後の２つの
方程式を特性P′₁（ｔ）とP′₂（ｔ）について解くこ
とが原則として可能である。いいかえれば、既知
の感度と既知の２つの銃への幾何学的関係を有す
る２つの水中聴音器により、２つの等価な相互作
用をしない銃の特性を見出せる。この２つの特性
から、銃１０と１１から、それぞれ距離がa₃₁と
a₃₂である第３の水中聴音器における特性が、 h₃（ｔ）＝s₃（１／a₃₁・P′₁（ｔ−a₃₁／ｃ）＋１／
a₃₂・P′₂（ｔ −a₃₂／ｃ） (10) であることがわかる。第３の水中聴音器の位置は
任意に選べる。いいかえれば、これらの本質的な
測定がされれば、水中の任意の場所について特性
が計算できる。

列にｎ個の発生源要素があるなら、少なくとも
ｎ個の較正済の、発生源要素の近くで幾何学的関
係が既知の水中聴音器が必要である。ｎ個の独立
な測定から、ｎ個の連立方程式がたてられ、これ
を解いてｎ個の等価発生源特性が得られる。これ
らの等価発生源特性から、水中任意の場所での特
性が計算できる。これは、任意の方向の遠隔場特
性が計算できることを含む。

一般に、ｎ個の点発生源かなる海中震源列の特
性は、水中の任意の点で決定できる。好適な方法
は次のとおりである。

(a) ｎ個の発生源列と海面への幾何学的関係が既
知の較正済の圧力感知検出器を使用して、震源
列から発した圧力波を測定する。

(b) これらの測定を解析比較する。

そして (c) 計算したｎ個の等価点発生源特性より、これ
らの等価球面波の単純な重ね合わせにより水中
の任意の点での発生源列の特性を計算する。

実際上は、ｎ個の独立な圧力感知検出器の位置
は全く任意というわけではない。例えば、それら
が全て遠隔場に置かれ、どの２つも互いに半波長
以上離れていないなら、重要性のない高振動数の
場合を除いて、測定にほとんど違いがでない。問
題の帯域では、測定は同一とみなせる。

意味のある解を得るには、ｎ個の圧力感知検出
器を、できるかぎり対応する発生源要素に近づけ
るべきであるが、近づけすぎてはならない。例え
ば、発生源要素が空気銃である場合は、検出器が
近づきすぎて気泡に包まれ、そのため水中の圧力
場が測定不能にならないようにする必要がある。
通常の圧力（2000ポンド毎平方インチ）と深度
（約３ｍ以上）で300立方インチの銃では、水中聴
音器は約１ｍ以内に近づいてはならない。

このように配置によれば、方程式を解き、任意
の点での特性を決定することが以下述べるように
可能である。

海面でのエネルギ損失があり、反射係数が一定
と考えられない場合は、虚発生源を独立の点発生
源として取扱わねばならず、この場合、列の近辺
の圧力場で、2n個の独立した測定が必要である。

第４図は、ブイ２８から海面２９下7.5ｍに吊
された異なつた大きさの７個の空気銃２１から２
７の列からなる、好適な方法を試験するための実
験的装備を示す。銃２２と２４のスイツチは切ら
れ、銃２１，２３，２５，２６及び２７が同時に
発射する。銃２１か２７までは、それぞれ305、
200、125、95、75、60及び50立方インチの体積を
有し（リツトルでは、それぞれ約５、3.28、
2.05、1.56、1.23、0.98、及び0.82）、第４図に
あるように間を置かれてある。７個の水平聴音器
３１から３７は、寸法は正確ではないが第４図に
示すように、銃上0.7ｍに、各銃からは１ｍ離れ
て置かれてある。

水中聴音器３１，３３，３５，３６及び３７を
用いて、後に述べる方程式（A1）の解を見出す
ことができる。この解は５つの等価「仮想」発生
源特性P′₁（ｔ）、P′₃（ｔ）、P′₅（ｔ）、P′₆（ｔ
）、P′₇
（ｔ）からなり、式（A2）を用いて、水中の他の
任意の点での特性が得られる。

好適な方法の試験は、ある点での予想波動が相
互作用を含めてその点で測定された波動と一致す
るかを見るために行われた。２つの独立な測定が
水中聴音器３２と３４で行われた。第５図ｂは、
この実験中に水中聴音器３４で測定された波形を
示す。相互作用は低振動数的現象であるから、60
Hzを越える振動数情報を除去するためフイルタが
かけられている。第５図ａは上述のように相互作
用を含めて計算した波形を示す。第５図ｃは、各
銃が独立して作動したとき得られる相互作用がな
い場合の特性P₁（ｔ）、P₃（ｔ）P₅（ｔ）、P₆（ｔ）、
P₇（ｔ）を重ね合わせて計算した波形である。

第６図ａは、銃２３のみが発射したときの水中
聴音器３３における特性を示す。第６図ｂは、７
個の銃全てが発射したときの該水中聴音器におけ
る特性を示す。この２つの特性の差は、上述した
相互作用効果によるものである。

第５図ａに示した解と第５図ｂに示した測定と
の一致は、第５図ｃに示した解と第５図ｂに示し
た測定の一致よりはるかに良好である。

この試験は、水中聴音器の感度と幾何学的配列
についてやゝ不完全な知識で行なわれた。これら
の本質的なパラメータについてより正確に知るな
らば、この上さらに良好な解が期待できる。この
場合の実験では相互作用の程度は高くない。相互
作用を無視して得られた解(c)は非常に悪いという
ものではない。しかし、７個の銃全てが発射する
なら、それは増大し、そして通常のものであるこ
の場合において、解は精密であることが期待さ
れ、任意の方向で遠隔場特性が計算可能であるこ
とが要求される。

相互作用するｎ個の海中震源を考察し、とりあ
えず、海面の存在を無視する。ｎ個の全ての水中
聴音器とｎ個の全ての発生源について、第ｉ番目
の水中聴音器と第ｊ番目発生源との距離a_ijが既知
であるようにして、ｎ個の目盛がついた独立の水
中聴音器がｎ個の発生源に対し既知の幾何学的関
係に位置する。

他の要素がない場合、第ｊ番目の発生源要素は
球面圧力波p_j（ｔ）を発し、発生源から距離ｒで
は特性は１／ｒp_j（ｔ−ｒ／ｃ）である。他の発生源が ある場合、プライムが相互作用を示し、P′（ｔ）
を上述と同じ理論による「仮想」球面波として、
第ｊ番目の点発生源から距離ｒにある圧力場への
寄与は１／ｒp′_j（ｔ−ｒ／ｃ）である。第ｉ番目の水
中 聴音器での測定信号は、このような全ての寄与の
和であつて、s_iを第ｉ番目の水中聴音器の感度と
して、 h_i（ｔ）＝s_io 〓^j=1 １／a_ij・P′_j（ｔ−a_ij／ｃ） （A1） ｉ＝１、２、……、ｎ である。水中聴音器はｎ個あるから、ｎ個の未知
のp′_j（ｔ）、ｊ＝１、２、……、ｎに対して解け
るｎ個の連立方程式（A1）がある。

ｎ個の仮想球面波p′_j（ｔ）、ｊ＝１、２、……、
ｎより、水中の任意の点での圧力場が、全ての寄
与の和として計算できて、r_jを第ｊ番目の発生源
から所望の点への距離とすると、 Ｐ（ｔ）＝_o 〓^j=1 １／r_jP′_j（ｔ−r_j／ｃ） （A2） である。

海面は平面反射体と見なせて、仮想点震源から
反射してきた波は、虚点震源から来るように見え
る。全てのｊについて、p_j（ｔ）の反射はq_j（ｔ）
と表すようにして、これらの虚発生源からの球面
波をq_j（ｔ）とする。b_ijを第ｉ番目の水中聴音器
と第ｊ番目の仮想発生源との距離とすると、第ｉ
番目の水中聴音器における全測定信号は h₁（ｔ）＝s_io 〓^j=1 （１／a_ij・p′_j（ｔ−a_ij／ｃ）＋１／b_ijq_j（ｔ−
b_ij／ｃ） （A3） である。極めてしばしば海面の反射係数Ｒは一定
と考えることができて、 q_j（ｔ）＝Ｒ・p_j（ｔ） （A4） であり、Ｒは通常−１に近い。b_ijが既知とする
と、方程式（A3）はやはり、ｎ個の未知数を含
むｎ個の連立方程式である。

しかしながら入射波の振幅が海面において大気
圧を越えることもありうる。この場合、エネルギ
損失があるので反射係数は−１に等しくならな
い。海面は持ち上げられ、そのために必要なエネ
ルギは反射波に寄与しない。この反射波の振幅減
退効果は、海面での入射波の最大のピークで起こ
り、列が深い場合より浅い場合に起こりやすい。
このようなピークの切除が起こると、反射波は歪
み、方程式（A4）は成立たない。このとき、ｎ
個の虚点発生源は実発生源と独立して考えられ、
ｊ＝１、２、……、ｎに対しｋ＝ｎ＋ｊとして、
単に p′_k（ｔ）＝q′_j（ｔ） （A5） と表される。方程式（A5）を方程式（A3）に代
入し、ｊ＝１、２、……、ｎに対しｋ＝ｎ＋ｊと
して、さらに a_ik＝b_ij とすると、 h_i（ｔ）＝s_io 〓^j=1 １／a_ij・p′_j（ｔ−a_ij／ｃ）） （A7） ｉ＝１、２、……、ｎ である。2n個の未知数に対しｎ個の方程式があ
るだけだから解けない。問題を解くには、さらに
ｎ個の独立な方程式を見つければよい。つまり、
さらにｎ個の較正済の水中聴音器で、さらにｎ個
の測定をすればよい。

したがつて、ｎ個の発生源とｎ個の虚発生源の
相互作用問題は、2n個の独立な測定があれば解
ける。解く必要のある方程式は h_i（ｔ）＝s_io 〓^j=1 （１／a_ij・p_j（ｔ−a_ij／ｃ）） （A8） ｉ＝１、２、……、2n である。

これら2n個の連立方程式は標準的方法で解け
る。

製品としては、海中震源列は通常観測船の後方
一定の距離で牽引される。ｎ個の発生源とｎ個の
水中聴音器は海面下一定の深さ牽引される装置中
に配置される。

これらの発生源が空気銃の場合、銃と水中聴音
器を含む装置が水中を牽引される間、銃により形
成された気泡はその場所にとどまる傾向がある。
任意の気泡と任意の水中聴音器の距離は一定でな
い。よつて、方程式（A1）と、それに続く方程
式において、量a_ijとb_ijは時間の関数と考えなけれ
ばならない。

例えば、第ｉ番目の水中聴音器と第ｊ番目の銃
とに相対接近速度v_ijがあるとき、a_ij（０）を第ｉ
番目の水中聴音器と第ｊ番目の銃との間の、銃が
作動したとき（つまりｔ＝０のとき）の距離とし
て、 a_ij（ｔ）＝a_ij（０）−V_ij・ｔ である。この距離はもちろん既知だが、v_ijは推定
しうるとはいえ未知である。

各銃の振舞いとその相互作用を制御するパラメ
ータが一定で速度と独立でないかぎり、この速度
項は上述の難点をなす。たとえば空気銃の場合、
各個の空気泡の振舞いを十分に決定するパラメー
タは次のとおりである。

１ 銃の体積 ２ 銃の発射圧力 ３ 銃の海面下の深さ 銃の間の相互作用を制御するパラメータは次の
とおりである。

１ 銃の相対的な発射時間 ２ 銃間相互の相対的幾何学的配列 もし、発射から発射まで、これらのパラメータ
を効果的に一定に維持できれば、列により地震的
放射は変化しない。

上記の方法による地震的放射を決定するには、
全ての相対速度項を知るかまたは消去しなければ
ならない。例えば、船が水に対して相対的に停止
しているときに震源列を作動し、そして等価仮想
発生源特性を決定するために解く。船が運動中で
も、決定的なパラメータが大きく変わらないな
ら、仮想発生源特性は一定のままである。

実際上は、銃の体積と幾何学的配列は固定され
る。発射圧力は通常2000±100p.s.i.g.程度である。
圧力でのこの５％の誤差は気泡振動周期に約２％
の誤差をうむが、これは許容しうる。相対発射時
間は通常±２ｍｓ以内で一定に維持でき、これも
許容しうる。深度の変化は、海面反射の到着時間
と気泡の振舞いの両方に影響する。実際上は、深
度は約±0.3ｍで一定に維持される必要がある。

もし、これらのパラメータが、これらの限界内
で一定に維持できないときは、地震的放射に変化
が起こる。これらの変化は、まず高振動数におい
て目立ち、変化の強度が増大するにつれて、低振
動数に及ぶ。したがつて、これらの変化は上述の
方法が用いられた振動数帯域幅を制御する。

【図面の簡単な説明】

第１図は海中震源列と「近接場」、「遠隔場」の
位置関係を示す図、第２図は、共通の時間軸に対
する、空気銃がつくる泡の半径B_r（ｔ）と圧力P_d
（ｔ）のグラフ、第３図は、好適な方法の実施に
よる配置を示す図、第４図は、好適な方法の実施
による別の配置を示す図、第５図は、好適な方法
と公知の方法により得られた測定を示す図、第６
図は、単一の地震的空気銃と、空気銃の列に対応
する特性を示す図である。 １，２……所与の方向、３……仮想的境界、４
……遠隔場、５……海中震源列、６……近接場、
７……海面、１０，１１……空気銃、１２，１
３，１４……水中聴音器、２１，２２，２３，２
４，２５，２６，２７……空気銃、２８……ブ
イ、２９……海面、３１，３２，３３，３４，３
５，３６，３７……水中聴音器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ｎ個の震源の列を作動する段階と、発生する
   圧力波を該列の近接場において該ｎ個の震源に対
   する位置が既置のｎ個の独立な点で測定する段階
   と、重ね合わせることで該列の特性が得られるｎ
   個の等価特性を有するｎ個の相互作用しない独立
   した震源の等価列を少なくとも仮想的に構成する
   よう該ｎ個の震源の間の相互作用を考慮しつつ測
   定を処理する段階と、該ｎ個の等価特性を重ね合
   わせて該列の特性を得る段階からなることを特徴
   とするｎ個の相互作用する震源の列の特性決定方
   法。 ２ ｎ個の海中震源の列が、該ｎ個の震源の列と
   して設けられている、特許請求の範囲第１項記載
   の特性決定方法。 ３ 空気銃が各海中震源として設けられている、
   特許請求の範囲第２項記載の特性決定方法。 ４ ｎ個の水中聴音器が、発生する圧力波の測定
   に用いられる特許請求の範囲第２、第３項のうち
   一項記載の特性決定方法。 ５ 各水中聴音器が空気銃のそれぞれ１個に隣接
   して位置するが、水中聴音器が空気銃のつくる気
   泡に貫入しないだけの距離にあるよう、空気銃か
   ら間をとつてある、特許請求の範囲第４項記載の
   特性決定方法。 ６ h_i（ｔ）を第ｉ番目の水中聴音器の信号、S_i
   を第ｉ番目の水中聴音器の感度、a_ijを第ｉ番目の
   水中聴音器と第ｊ番目の震源との距離、ｃを水中
   の音速、ｔを時間、P′_j（ｔ）を第ｊ番目の震源の
   等価特性として、ｎ個の連立方程式 h_i（ｔ）＝s_io 〓^j=1 １／a_ijP′_j（ｔ−a_ij／ｃ） ｉ＝１、２、……、ｎ をたて、ｎ個の連立方程式を、ｊ＝１、２、…
   …、ｎとしてP′_j（ｔ）について解いて測定の処理
   をする、特許請求の範囲第４、第５項のうち一項
   に記載の特性決定方法。 ７ q′_j（ｔ）を、第ｊ番目の震源に対応し、海面
   での反射により形成された虚震源の等価特性と
   し、b_ijを第ｉ番目の水中聴音器と第ｊ番目の虚震
   源との距離として、Ｒが海面の反射係数で、圧力
   波の海面での振幅が大気圧を越えないときはq′_j
   ＝Ｒ・P′_j（ｔ）である、ｎ個の連立方程式は h_i（ｔ）＝ s_io 〓^j=1 （１／a_ij・P′_j（ｔ−a_ij／ｃ）＋ （１／b_ij・q′_j（ｔ−b_ij／ｃ）） となる、特許請求の範囲第６項記載の特性決定方
   法。 ８ あらかじめ決まつた点での列の特性P_(t)が、
   r_jを第ｊ番目の発生源とそのあらかじめ決まつた
   点との距離として、方程式 Ｐ（ｔ）＝_o 〓^j=1 １／r_jP′_j（ｔ−r_j／ｃ） によりｎ個の等価特性を重ね合わせて得られる、
   特許請求の範囲第６、７項のうち一項記載の特性
   決定方法。 ９ 圧力波の海面での振幅が大気圧を越え、圧力
   波の測定に2n個の水中聴音器を用いる、特許請
   求の範囲第２、第３項のうち一項記載の特性決定
   方法。 １０ h_i（ｔ）を第ｉ番目の水中聴音器の信号、s_i
   を第ｉ番目の水中聴音器の感度、a_ijを第ｉ番目の
   水中聴音器と第ｊ番目の震源との距離、ｃを水中
   の音速、ｔを時間、ｊ＝１、２、……、ｎに対す
   るP′_j（ｔ）を第ｊ番目の震源の等価特性、ｊ＝ｎ
   ＋１、……、2nに対するP′_j（ｔ）を第（ｊ−ｎ）
   番目の震源に対応し海面での反射により形成され
   る虚震源の等価特性として、2n個の連立方程式 h_i（ｔ）＝s_i2o 〓^j=1 １／a_ijP′_j（ｔ−a_ij／ｃ） ｉ＝１、２、……、2n をたて、2n個の連立方程式をｊ＝１、２、……、
   2nとしてP′_j（ｔ）について解いて測定の処理をす
   る、特許請求の範囲第９項に記載の特性決定方
   法。 １１ あらかじめ決まつた点での列の特性が、r_j
   を第ｊ番目の震源または虚震源とそのあらかじめ
   決つた点との距離として、方程式 Ｐ（ｔ）＝_2o 〓^j=1 １／r_jP′_j（ｔ−r_j／ｃ） により、2n個の震源または虚震源の等価特性を
   重ね合わせて得られる特許請求の範囲第１０項記
   載の特性決定方法。