MXPA06010586A

MXPA06010586A - Sistema y metodo de investigacion sismica marina.

Info

Publication number: MXPA06010586A
Application number: MXPA06010586A
Authority: MX
Inventors: Peter Tyler; Ken Welker
Original assignee: Westerngeco Seismic Holdings
Priority date: 2004-03-17
Filing date: 2004-03-17
Publication date: 2008-03-04
Also published as: EP2280294A2; EP2280294A3; NO20064691L; BRPI0418590A; NO339120B1; NO20150941L; EP2793059A3; AU2009202642B2; NO20150942L; US20090141587A1; NO339123B1; CN1947032A; AU2004317795A1; AU2009202642A1; CN1947032B; EP1735641A1; WO2005096018A1; US20150016218A1; EP2280294B1; EP2793059A2

Abstract

Un metodo inventivo proporciona el control de una extension de investigacion sismica mientras realiza la investigacion sismica, la extension tiene una embarcacion, una pluralidad de elementos de control de la extension, una pluralidad de nodos de navegacion y una pluralidad de fuentes y receptores. El metodo incluye el paso de recolectar datos de entrada, incluyendo datos de navegacion para los nodos de navegacion, condiciones de operacion de los sensores asociados con los elementos de control de la extension, datos ambientales para la investigacion y datos de diseno de la investigacion. Las posiciones de las fuentes y los receptores son calculadas utilizando los datos de navegacion, las condiciones de operacion y los datos ambientales. Se determinan trayectorias optimas para las fuentes y los receptores usando los calculos de posicion y una porcion de los datos de entrada que incluyen, por lo menos los datos de diseno de la investigacion. Se calculan comandos de operacion para al menos dos de los elementos de control de la extension usando las trayectorias optimas determinadas. El metodo inventivo es complementado por un sistema inventivo.

Description

SISTEMA Y MÉTODO DE INVESTIGACIÓN SÍSMICA MARINA Campo de la Invención La presente invención se refiere generalmente al funcionamiento de una investigación de adquisición de datos sísmicos marinos y más particularmente, al control de la extensión de investigación sísmica durante la investigación. Antecedentes de la Invención El funcionamiento de la investigación de adquisición de datos sísmicos marinos generalmente comprende una o más embarcaciones que remolcan por lo menos un capturador sísmico a través de un cuerpo de agua que se considera que se encuentra por encima de una o más formaciones que contienen hidrocarburos. Con el objeto de realizar una investigación de adquisición de datos sísmicos marinos3-D, una adaptación de capturadores sísmicos marinos cada uno generalmente de un largo de más de mil metros y que contiene un número grande de hidrófonos y el equipo electrónico asociado distribuido a lo largo de su longitud, es remolcado aproximadamente a 5 nudos detrás de una embarcación sísmica marina. La embarcación también remolca una o más fuentes sísmicas adecuadas para utilizarse en el agua, generalmente pistolas de aire. Las señales acústicas o "disparos" producidos por las fuentes sísmicas son dirigidos hacia abajo a través del agua hacia la tierra más allá en donde son reflejados desde los diferentes estratos. Las señales reflejadas son recibidas por los hidrófonos que llevan los capturadores, digítalizadas y luego transmitidas a la embarcación de investigación sísmica en donde las señales digitalizadas son grabadas y por lo menos parcialmente procesadas con la ayuda final de la acumulación de una representación de estratos de tierra del área que está siendo investigada. Con frecuencia, son obtenidos dos o más conjuntos de datos sísmicos marinos de la misma área de la subsuperficie. Estos conjuntos de señales de datos sísmicos pueden ser obtenidos, por ejemplo, realizando dos o más investigaciones sísmicas sobre la misma área de la subsuperficie en diferentes momentos, generalmente con lapsos de tiempo variables entre las investigaciones sísmicas de unos cuantos meses y unos cuantos años. En algunos casos, las señales de datos sísmicos serán adquiridas para monitorear los cambios en los depósitos de la subsuperficie ocasionados por la producción de hidrocarburos. La adquisición y procesamiento de señales de datos sísmicos tridimensionales con el transcurso del tiempo en un área de subsuperficie particular (a la que generalmente nos referimos en la industria como datos sísmicos "4-D") ha surgido en los últimos años como una nueva metodología importante para investigar prospectos sísmicos. Generalmente se practica para una cierta cantidad de información acerca del área de investigación que va a ser recolectada de antemano, de modo que pueda ser seleccionado el equipo apropiado y los métodos (conocidos como el "diseño de la investigación") para lograr los objetivos geofísicos y de operación deseados. Algo de esta información es utilizada para proporcionar los parámetros básicos para la investigación, tales como los límites del área de la investigación, longitud de los cables de los capturadores remolcados y el disparo de las fuentes sísmicas. Dicha información ha sido usada, hasta cierto grado para ayudar a controlar la investigación a través de diferentes sistemas independientes. Es típico de dichos sistemas de control hayan sido autopilotos de embarcación, control de orientación de la embarcación y colocación de los cables remolcados y ajuste de la profundidad. Por ejemplo, la Patente Norteamericana No. 6,629,037 describe el uso de los mapas de costo para optimizar las trayectorias de los disparos sísmicos completos dentro del área de investigación conocida. La Solicitud de Patente Británica No. GB 2,364,388 describe la colocación de las fuentes sísmicas y capturadores dentro del área de investigación conocida de acuerdo con los datos de colocación grabados de una investigación anterior. También es bien conocido que cierta cantidad de información acerca de la ejecución de la investigación va a ser recolectada durante la investigación (por ejemplo, en tiempo real o tiempo cercano al real), de modo que se puedan lograr los ajustes y posiciones apropiados de acuerdo con los objetivos geofísico y de operación deseados. Dicha información ha sido utilizada, hasta cierto grado, para proporcionar el control de la investigación a través de diferentes sistemas independientes. Las condiciones de la técnica en dichos sistemas de control son representadas por las siguiente referencias de patentes: Patente Norteamericana No. 6,618,321 (Simulación de Colocación del Capturador durante la Investigación de Acuerdo con la Determinación de Corriente); la Patente Norteamericana No. 6,590,831 (Coordinación de Embarcaciones Múltiples de Adquisición Sísmica durante la Investigación de Acuerdo con los Parámetros de la Investigación Monitoreados); la Patente Norteamericana No. 6,418,378 (Red Neural Entrenada mediante los Datos Adquiridos de la Investigación para Pronosticar la Forma del Capturador Sísmico durante la Investigación Posterior); la Patente Norteamericana No. 5,790,472 (Colocación de Capturadores Sísmicos Durante la Investigación de Acuerdo con los Niveles de Ruido del Hidrófono"); y la Solicitud de Patente Internacional No. WO 00/20895 (Colocación del Capturador Sísmico durante una Investigación de Acuerdo con la Velocidad Calculada de los Aparatos de Colocación del Capturador"). Los sistemas de control descritos anteriormente dependen de entradas particulares (por ejemplo, la corriente sísmica) para determinar la información (por ejemplo, la forma del capturador pasivo) útil para controlar una embarcación de remolque de investigación sísmica. Sin embargo, ninguno de estos sistemas depende o toma en cuenta un amplio espectro de condiciones de entrada y parámetros que incluyen varios objetivos y restricciones del equipo y métodos de investigación sísmica. Además, ninguno de estos sistemas busca controlar activamente la extensión con una serie coordinada de aparatos de dirección desplegados en toda la extensión . Por lo tanto, existe la necesidad de dicho sistema extenso. Los sistemas de control mencionados anteriormente han sido diseñados para lograr los resultados deseados proporcionando salidas, tales como comandos o trayectorias para la implementacíón inmediata. Se han tomado en cuenta poco o nada en dicha optimización, los efectos de la demora de tiempo importantes de estas salidas. Por lo tanto, existe una necesidad de un sistema de control de investigación sísmica que tome en cuenta los efectos de la demora de tiempo de las salidas - particularmente comandos de control - así como los efectos inmediatos. DEFINICION ES A través de esta descripción se definen ciertos términos como son utilizados primero, aunque ciertos de los términos usados en esta descripción son definidos más adelante: "Ángulo de Ataque", es el ángulo de un ala o desviador en relación con la dirección del flujo del fluido (es decir, el agua). El ángulo de ataque es una cantidad calculada de la orientación del desviador o el cuerpo al cual está adherida el ala en el sistema de estructura de referencia, la orientación controlable o fija del ala en relación con el desviador/cuerpo y la dirección de la corriente en el marco de referencia del sistema. Cuando no se eleva el ala/desviador tiene un ángulo de ataque cero. "Rotación del área", significa un eje de rotación del eje orientado hacia el norte. Por lo tanto, por ejemplo, una rotación del área de 0o significa la dirección del disparo o que la dirección de remolque es el norte. Esto proporciona una orientación de un eje en relación con el área y determina las direcciones del disparo para la investigación. "Investigación base", significa la investigación original, asociada con las coordenadas de la extensión que está tratando de repetir la investigación con el lapso de tiempo. "Curso bien hecho", significa el recorrido actual hecho con respecto al lecho marino. "Línea cruzada" y "en línea", significan perpendicular y paralela (respectivamente) a una dirección de remolque y se definen en el marco de referencia en relación con el área. El origen del marco de referencia puede ser trasladado a la embarcación. Un ejemplo de una orientación del eje en línea es paralelo a la dirección de disparo designada antes de la investigación (por ejemplo, una dirección de línea o rotación del área previamente trazada). "Comandos de operación", significa cambios en el elemento de control, en las condiciones de operación del elemento de control de la extensión, que darán un resultado deseado en las posiciones de la extensión. "Modelo de fuerza", significa una representación del impacto de un conjunto importante de fuerzas hidrodinámicas sobre la extensión implementada por computadora. El modelo de fuerza incluye representaciones de la extensión y el medio (es decir, el mar y la atmósfera) en los cuales funciona. Este medio incluye la región vertical de menos de 40 metros debajo de la superficie del mar y algunas décimas de metros arriba de la ¡nterfase de aire/mar. Las fuerzas generadas fuera de esta zona, son definidas pero tienen resultantes en esta zona y también son candidatos para el diseño. "Pluma Natural", significa el ángulo entre una línea definida por cualesquiera dos puntos en un cuerpo remolcado y una dirección de referencia, generalmente la dirección de disparo de la embarcación, donde los puntos obtienen su posición debido al efecto de la corriente, el aire o ambos. Un ejemplo es el ángulo entre la línea recta formada conectando la parte frontal y posterior del cable de la extensión y una dirección de la línea previamente trazada. "Tiempo cercano al real", significa un flujo de datos que ha sido demorado de alguna manera, tal como para permitir el cálculo de resultados utilizando filtros simétricos. Generalmente, las decisiones tomadas con este tipo de flujo de datos son para la mejora de las decisiones de tiempo real. Tanto los flujos de datos de tiempo real como de tiempo cercano al real, son utilizados inmediatamente después de que son recibidos y por el siguiente proceso en la línea de decisión. "Historia de la colocación", significa cálculos de las coordenadas y formas en tiempos separados para cualquier elemento de la extensión o grupo de elementos que forman un componente de la extensión (por ejemplo, un capturador y una adaptación de fuente). Los cálculos de dos coordenadas o formas hechas a distancias separadas proporcionan una velocidad promedio sobre la diferencia de tiempo. Los cálculos de tres coordenadas o forma en tres tiempos diferentes proporcionans velocidades promedio de dos tiempos diferentes y una aceleración promedio. "PI D" o "Controlador PI D", significa un controlador de Derivado I ntegral Proporcional, un tipo de controlador de retroalimentación en cuya salida, un control variable (CV), generalmente está basado en el error entre el punto de ajuste definido por el usuario (SP) y alguna variable del proceso medido (PV). "Residual pronosticado", significa la diferencia entre las predicciones de coordenadas de posición del modelo de extensión y las coordenadas de posición basadas en la navegación determinadas de manera independíente. Este término se toma prestado de la teoría del cálculo del filtro Kalman. "Investigación actual", significa recolección de datos originales, resultados de cálculos o acciones que han sido generados en el curso de la investigación que actualmente se está realizando. Estos pueden ser utilizados en tiempo real o tiempo cercano al real o requeridos de alguna otra manera. "Historia de la investigación anterior", significa cualquier dato que es utilizado en la preparación de, o ejecución de la investigación actual, los cuales fueron generados antes de que comenzara la investigación actual . Los ejemplos incluyen una investigación base, gráficas marinas, información sobre la marea, información de profundidad , mapas sísmicos, datos de la perforación, datos de recolección, registros históricos de la pluma natural. Dicha información puede o no ser del dominio público. Los datos pueden ser obtenidos durante una investigación preliminar. "Tiempo real", significa un flujo de datos que ocurre sin demora alguna más allá del mínimo requerido para la generación de los componentes del flujo de datos. I mplica que no existe un espacio mayor entre el almacenamiento de la información del flujo de datos y la recuperación de esa información. Preferentemente, existe un requerimiento adicional de que los componentes de flujos de datos sean generados lo suficientemente rápido para permitir las decisiones de control utilizándolos lo suficientemente pronto para que sean efectivos. "Puntos de disparo", significa la unidad de tiempo correspondiente a la separación temporal entre los eventos de adquisición de datos sísmicos. "Coordenadas del objetivo del punto de disparo", significa las coordenadas de dos dimensiones pretendidas para que todos los objetos de la extensión se ocupen con el objeto de recolectar los datos sísmicos. Este conjunto de coordenadas puede ser utilizado para calcular también la forma del objetivo del cuerpo de la extensión. "Extensión", significa el número total de "componentes de la extensión", es decir, embarcaciones, vehículos y objetos remolcados que incluyen cables, los cuales son utilizados juntos para realizar una investigación de adquisición de datos sísmicos marinos.

"Forma del cuerpo de la extensión", es una función matemática que describe la forma de cualquiera de los componentes de la extensión remolcados. Como un ejemplo, el cable del capturador se puede suponer que tiene una forma de línea recta de extremo a extremo. Alternativamente, la forma puede ser una serie de líneas o polinomiales de un orden más alto, conectados entre el conjunto arbitrario de cálculos de coordenadas de posición a lo largo del capturador, para proporcionar una aproximación de la forma del capturador total. Se puede aplicar un método similar a la adaptación de fuente sísmica. "Elemento de control de la extensión", significa un componente de la extensión que se puede controlar que tiene una capacidad de ocasionar que el componente de extensión cambie de coordenadas, ya sea en línea cruzada o en línea. "Condiciones de operación del elemento de control de la extensión", significa mediciones que proporcionan información importante para un modelo de extensión (tal como un modelo de fuerza hidrodinámica). Los ejemplos incluyen orientación de cuerpos con alas, desviadores en los rangos de flujo del agua, ángulos del ala en relación con el cuerpo de alojamiento del ala, ángulo del timón, velocidad del propulsor, paso del impulsor, tensiones del cable de remolque, etc. "Especificación del funcionamiento del elemento de control de la extensión" o "especificaciones de funcionamiento", significa los límites de funcionamiento de los elementos de control de la extensión , tanto elementos individuales como el sistema resultante de la combinación de todos los elementos de control de la extensión. Los ejemplos incluyen el rango de valores de ángulos del ala posibles para un elemento de control con alas, los límites de tensión para un cable de remolque, un ángulo para que se encalle un aparato desviador, etc. "Extremo frontal de la extensión" significa la línea (que mejor se adapta o la real) formada conectando el extremo principal de los capturadores, más o menos perpendiculares al buen curso de la embarcación. "Modelo de la extensión", significa un código que se puede leer y es ejecutable por una computadora para simular la respuesta de la extensión a varias fuerzas y condiciones de entrada. Un modelo de extensión puede ser un modelo de fuerza hidrodinámica, un sistema de red neural, un sistema de control de circuito cerrado, (ver, por ejemplo, la Solicitud de Patente I nternacional No. WO 00/20895), un modelo de movimiento operado y calibrado por los criterios de mejor adaptación de L-Norm o un filtro Kalman . "Desviadores de extremo frontal que se pueden dirigir" (SFEDs), significa desviadores que se pueden dirigir colocados en el extremo frontal de los capturadores que se encuentran más al exterior, tales como los aparatos MONOWI NG ™ de WesternGeco. "Pluma Dirigida", es similar a pluma natural, pero estando un ángulo alterado por los aparatos de dirección. "Aparatos de dirección", significa aparatos para dirigir por lo menos uno de los componentes de la extensión. Dichos aparatos incluyen aparatos de dirección del capturador, desviadores de extremo frontal que se pueden dirigir y boyas que se pueden dirigir. "Aparatos de dirección del capturador" (SSDs), significa aparatos de dirección distribuidos a lo largo de los capturadores, tales como los aparatos Q-FI N ™ de WesternGeco. "Puntos de remolque" son los puntos de origen en una embarcación de remolque para los objetos de la extensión remolcados (por ejemplo, puntos en donde los cables principales se salen del bloque sobre la cubierta trasera). "Recorrido" significa coordenadas bi-dímensionadas previamente diseñadas para que un componente de control las ocupe mientras se realiza una porción de la investigación sísmica, tales como una línea de investigación sísmica. Los ejemplos incluyen , una línea anteriormente trazada o un conjunto de coordenadas que no son rectas, de una investigación previa. "Trayectoria", significa el conjunto realizado o real de coordenadas que ocupa cualquier componente de la extensión durante la investigación. "Trasladar", significa el cambio de origen en las coordenadas x e y que proporciona un nuevo origen para los propósitos de la navegación . "Función de transformación", significa una serie de cálculos que tiene lugar en una computadora que tiene varias cantidades medidas o proyectadas como entrada y un conjunto de comandos de operación que están diseñados para proporcionar un cambio calculado y deseado en las posiciones de cualquier número de objetos como salidas. Breve Descripción de la Invención En un aspecto, la presente invención proporciona un método para controlar una extensión de investigación sísmica mientras se realiza la investigación sísmica, teniendo la extensión una embarcación, una pluralidad de elementos de control de la extensión, una pluralidad de nodos de navegación y una pluralidad de fuentes y receptores. El método incluye el paso de recolectar datos de entrada, incluyendo datos de navegación para los nodos de navegación, condiciones de operación de los sensores asociados con los elementos de control de la extensión, datos ambientales para la investigación y datos de diseño de la investigación. Las posiciones de las fuentes y los resultados son calculadas utilizando los datos de navegación, las condiciones de operación y los datos ambientales. Los recorridos óptimos para las fuentes y receptores son determinados utilizando los cálculos de posición y una porción de los datos de entrada que incluyen por lo menos datos de diseño de la investigación. Los comandos de operación son calculados para al menos dos elementos de control de la extensión utilizando por lo menos dos recorridos óptimos. El cálculo, determinación y pasos de cálculo de los métodos de la presente invención pueden ser ejecutados por una función de transformación. De un modo más particular, las posiciones pueden ser calculadas de acuerdo con un modelo de la extensión dentro de la función de transformación. En una modalidad, el modelo de la extensión calcula un primer conjunto de posiciones calculadas utilizando la entrada que incluye por lo menos las condiciones de operación y los datos ambientales. Los datos de navegación recolectados incluyen un segundo conjunto de posiciones calculadas. El primer y segundo conjunto de posiciones calculadas son combinados dentro de la función de transformación para producir las ubicaciones calculadas de la fuente y el receptor y residuales pronosticados. Los residuales pronosticados son utilizados para calcular un conjunto de parámetros que caracterizan el modelo de la extensión. Los parámetros del modelo de la extensión son utilizados para calibrar el modelo de la extensión. Los residuales pronosticados pueden ser utilizados adicionalmente para calcular condiciones de error para los sensores utilizados para recolectar los datos ambientales. Los recorridos óptimos pueden ser determinados de acuerdo con funciones de ponderación dentro de la función de transformación. En una modalidad, la función de ponderación reside como entradas los datos de diseño de la investigación y las colocaciones calculadas de las fuentes y los receptores. La entrada de los datos de diseño de la investigación puede incluir especificaciones de funcionamiento de los elementos de control de la extensión, tales como restricciones de dirección. En esta modalidad, la función de ponderación es utilizada para aplicar coeficientes de ponderación relativos a las entradas para el cálculo de los recorridos óptimos para la extensión, por medio de la función de transformación. En una modalidad particular del método de la presente invención, el modelo de la extensión es un modelo de fuerza hidrodinámica de los componentes de la extensión. El modelo de fuerza puede estar basado en los datos de corrientes marinas, entre otras cosas. En otras modalidades, el modelo de la extensión es un modelo estocástico puro de los componentes de la extensión, es una red neural o emplea uno de los criterios de adaptación L-norm. Todas estas modalidades tienen en común la capacidad para formar los parámetros de control de la extensión aprendidos de una historia de comportamientos basada en todas las entradas y una capacidad para generar comandos de control que realizarán un conjunto óptimo de objetos espaciales, ya sea en la forma de coordenadas (por ejemplo, objetivos del punto de disparo) o de forma (por ejemplo, pluma dirigida) para la extensión en el futuro. En una modalidad particular, los tiempos de respuesta de la extensión son calculados y tomados en cuenta cuando se calculan los comandos de operación. En esta modalidad, los comandos de operación también son regulados para mantener la estabilidad de la extensión y validados antes de ser entregados a los elementos de control de la extensión. Los comandos de operación -particularmente aquellos utilizados para controlar la embarcación -pueden ser implementados manualmente o automáticamente. Debido a que la mayor parte de los comandos de operación tendrán un tiempo de respuesta lento, en algunos casos el ¡mplementador será un operador humano. Otros parámetros de operación, tales como los cambios de ángulo del ala del SSD, preferentemente serán controlados de manera automática, como se describe en la Solicitud de Patente Internacional No. WO 00/20895. Los comandos de operación pueden ser validados de acuerdo con requerimientos geofísicos y de operación. Los requerimientos geofísicos incluyen lograr la cobertura deseada de un área de subsuperficie, duplicando las trayectorias de los rayos de señal sísmica de una investigación anterior y controlando el ruido del sensor sísmico. Los requerimientos de operación incluyen definir uno o más pasajes seguros para las áreas peligrosas que se encuentran dentro de la extensión, determinando un tiempo de realización óptimo de una o más líneas de investigación y reduciendo el tiempo no productivo. Por consiguiente, se pueden calcular comandos de operación alternativos para efectuar un paso seguro entre dos o más ubicaciones que se pueden definir. Una vez que son validados, los comandos de operación son entregados a los elementos de control de la extensión para lograr los objetos de la investigación deseados. Los elementos de control pueden incluir comandos para controlar por lo menos uno del propulsor de la embarcación, el controlador de empuje de la embarcación, los aparatos de la dirección del componente de la extensión y las maquinillas de cables de la embarcación.

Cada uno de los comandos de control preferentemente es utilizado para controlar por lo menos uno de la posición, velocidad y orientación para uno o más componentes de la extensión. Los componentes de la extensión generalmente incluyen una o más embarcaciones marinas y una pluralidad de componentes remolcados con al menos una de las embarcaciones. Los componentes remolcados generalmente incluyen cables, fuentes, sensores, tales como hidrófonos, aparatos de dirección, tales como desviadores de extremo frontal que se pueden dirigir (SFEDs) y aparatos de dirección del capturador (SSDs). Los componentes de la extensión pueden incluir además uno o más vehículos que no se juntan con una o más embarcaciones, tales como un vehículo submarino autónomo (AUV) o un vehículo de superficie autónomo (ASV). Los elementos de control de la extensión incluyen por lo menos dos de un timón, un propulsor, un controlador de empuje, uno o más aparatos para dirigir los cables remolcados y las instrucciones y uno o más aparatos de flotación que se pueden dirigir. Los sensores asociados con los elementos de control con la extensión para producir las condiciones de operación recolectada entre los datos de entrada, incluyen uno o más tipos de sensor de tensión, el rango del flujo de agua, inclinación, orientación, aceleración, velocidad y posición. Los datos ambientales recolectados entre los datos de entrada incluyen uno o más tipos de datos de corriente, salinidad, temperatura, presión, velocidad del sonido, altura de la ola, frecuencia de la ola, velocidad del aire y dirección del aire. Los datos del diseño de investigación recolados entre los datos de entrada, incluyen uno o más tipos de datos del área, profundidad, rotación del área u orientación del disparo, coordenadas de línea, posiciones de la fuente y el receptor, cobertura requerida, restricciones locales, factores de optimización y datos históricos. Los datos de diseño de la investigación incluyen además especificaciones de funcionamiento para los elementos de control de la extensión, tales como características de arrastre y maniobra para la embarcación, aparatos de cables que se pueden dirigir, aparatos de fuente que se pueden dirigir y desviadores, características de arrastre de los cables remolcados, fuentes y aparatos de flotación y características de operación de la maquinilla. Los datos de diseño de la investigación también se pueden caracterizar por recorridos de la extensión, especificaciones de funcionamiento y objetivos de la investigación. El conjunto de datos de entrada recolectado se puede caracterizar también como que incluye uno o más tipos de datos anteriores a la investigación, entradas del operador, investigación actual, investigación de tiempo real o cercano al real e investigación simulada. Los datos previos a la investigación pueden incluir datos del sensor ambiental o datos de la investigación histórica. Los datos de entrada del operador pueden incluir ajustes de parámetros de la extensión y datos ambientales.

Los datos de investigación de tiempo real pueden incluir uno o más tipos de datos de tensión del cable, rango de flujo del agua, inclinación, orientación, aceleración, velocidad, colocación, ajuste del elemento de control de la extensión, datos ambientales, datos de señal y ruido sísmico y entradas del operador. Los datos de colocación recolectados pueden incluir datos de uno o más sensores del grupo consistente de receptores GPS, amplificadores de eco, sensores de profundidad, sistemas de rangos acústicos, compases magnéticos, girocompases, sistemas de radio-localización, acelerómetros y sistemas de inercia. Los datos de ajuste del elemento de control de la extensión pueden incluir una o más entradas del grupo consistente de ajustes del controlador de empuje, paso del propulsor, velocidad de rotación del propulsor, ángulo del timón, tensión del cable de remolque, posición de la maquinilla, orientación del desviador, ángulo de ataque del desviador, velocidad en el agua del desviador, orientación del aparato de dirección del capturador y el ángulo de ataque del ala del aparato de dirección del capturador. Los datos de la investigación simulados pueden incluir uno o más tipos de datos de una investigación anterior simulada, entrada del operador simulada, investigación actual simulada, datos de tiempo cercano al real simulados, investigación de tiempo real y datos ambientales simulados. Los datos del sensor sísmico sin modificaciones recolectados durante la investigación sísmica también se pueden caracterizar como datos de entrada. Por consiguiente, en una modalidad, el método de la presente invención incluye además los pasos de utilizar los datos del sensor sísmico sin modificar, para producir indicadores de calidad para las posiciones calculadas. Los indicadores de calidad pueden incluir conjuntos de datos de almacenamiento, datos de ruido absoluto, proporciones de señal a ruido, contenido de frecuencia de señal sísmica. Los indicadores de calidad pueden ser utilizados para validar los datos de la investigación de tiempo real, las condiciones de operación del control de la extensión y comandos de operación. En otro aspecto, la presente invención proporciona un sistema para controlar una extensión de investigación sísmica mientras se realiza una investigación sísmica, teniendo la extensión una embarcación, una pluralidad de elementos de control de la extensión, una pluralidad de nodos de navegación y una pluralidad de fuentes y receptores. El sistema incluye una base de datos para recibir los datos de entrada incluyendo los datos de navegación para los nodos de navegación, condiciones de operación de los sensores asociados con los elementos de control de la extensión, datos ambientales para la investigación y datos de diseño de la investigación. Un sistema adicional incluye: un medio legible por computadora que tiene instrucciones ejecutables por computadora para calcular las posiciones de las fuentes y los receptores utilizando los datos de navegación, las condiciones de operación y los datos ambientales; un medio legible por computadora que tiene instrucciones ejecutables por computadora para determinar los recorridos óptimos para las fuentes y receptores utilizando las posiciones calculadas y una porción de los datos de entrada que incluyen por lo menos los datos de diseño de la investigación ; y un medio legible por computadora que tiene instrucciones ejecutables por computadora para calcular los comandos de operación para por lo menos dos elementos de control de la extensión utilizando al menos los recorridos óptimos determinados. En una modalidad del sistema de la presente invención , las instrucciones de cálculo de posición, las instrucciones de determinación del recorrido óptimo y las instrucciones de cálculo de comandos de operación están contenidas en un medio legible por computadora común. En una modalidad particular, el sistema de la presente invención incluye además, un medio legible por computadora que tiene instrucciones ejecutables por computadora para validar los comandos de operación calculados y una red para entregar los comandos de operación validados para los elementos de control de la extensión por medio de los cuales puede ser logrado el objetivo deseable de la investigación. El sistema de la presente invención contempla por otra parte e incluye características del método de la presente invención resumidas anteriormente. Breve Descripción de los Dibujos De modo que las características y ventajas anteriormente mencionadas de la presente invención pueden ser entendidas en detalle, pueden haberse referido a una descripción más particular de la invención, el breve resumen de la invención anterior haciendo referencia a las modalidades de las mismas que están ¡lustradas en los dibujos adjuntos. Sin embargo, deberá entenderse que los dibujos adjuntos ilustran solamente modalidades típicas de la presente invención y por lo tanto, no deberán ser considerados como que limitan su alcance, ya que la invención puede admitir otras modalidades igualmente efectivas. La figura 1A es un diseño de planta de una extensión de investigación sísmica para realizar una investigación sísmica marina.

La figura 1 B es una vista en elevación de la extensión mostrada en la figura 1 A. La figura 2 es un diagrama de flujo de un método para el control de la extensión de acuerdo con un aspecto de la presente invención. La figura 3 es una representación esquemática de un capturador remolcado que presenta un pluma constante. La figura 4 es una representación esquemática de una pluralidad de capturadores que exhiben un modo de separación constante. La figura 5 es una representación esquemática de la forma de diseño óptimo del capturador estando definidos los ángulos de pluma locales por segmentos a lo largo del capturador para lograr la mejor adaptación para una forma de investigación del capturador anterior. La figura 6 es una representación esquemática de la línea recta de mejor adaptación de acuerdo con una proyección mirando hacia el frente de cuatro puntos de disparo, en donde las proyecciones residuales se vuelven a calcular basadas en las ubicaciones después de cada punto de disparo. La figura 7 es una representación esquemática de una combinación de líneas rectas de mejor adaptación sucesivas que miran hacia delante similares a las de la figura 6. Las figuras 8A y 8B son representaciones esquemáticas que ilustran la forma en que se puede expresar un cambio de línea cruzada de la fuente inducida por la corriente en términos del ángulo de pluma de la corriente y las resoluciones del vector de velocidad de la embarcación y la corriente. La figura 9 es una representación esquemática en una corrección o cambio del extremo frontal del capturador que da como resultado que sea compensado el extremo frontal del capturador en un ángulo con respecto al mejor curso, con el objeto de superar el ángulo de deriva ? inducido por la corriente. La figura 1 0 muestra esquemáticamente el extremo frontal del capturador siendo adaptados los centros a un recorrido de la dirección deseada. Las figuras 1 1 y 12 ¡lustran esquemáticamente la forma de las líneas "de mejor adaptación" para los capturadores de investigación base que tienen inclinaciones comunes que pueden ser calculadas y convertidas en un ángulo pluma común para todos los capturadores en cada disparo. La figura 13 ilustra esquemáticamente los puntos principales de las figuras 1 1 y 12 que están siendo aplicados al cálculo de la inclinación óptima de los capturadores individuales. Descripción Detallada de la Invención Las figuras 1 A y 1 B ilustran una extensión de investigación de adquisición de datos sísmicos típica (también conocida simplemente como "extensión") 10 para realizar investigaciones 3-D. La extensión 10 se caracteriza por una pluralidad de componentes, algunos de los cuales se pueden controlar y son conocidos como los componentes de control de la extensión. Los componentes de la extensión generalmente incluirán una o más embarcaciones marinas 1 1 , tales como la embarcación descrita en la Patente Norteamericana No. 6,216,627 y una pluralidad de componentes remolcados por al menos una de las embarcaciones. Los componentes remolcados incluyen cables, tales como cables principales 20, líneas de la extensión 26, capturadores 18 y cables de remolque de fuentes y líneas de presión (ambos representados con el número 15), así como fuentes 16, sensores de hidrófono 21 dentro de los capturadores y un aparato de dirección, tal como desviadores 22, aves de dirección del capturador 38 y aparatos de dirección de la fuente 17. Los componentes de la extensión también pueden incluir uno o más vehículos (no mostrados) que no están unidos a una o más embarcaciones, tales como embarcaciones con energía no manipulada que se describen en la Patente Norteamericana No. 6,028,817, el vehículo submarino autónomo descrito en la Patente Norteamericana No. 6,474,254 o el tractor del lecho marino descrito en la Solicitud Internacional No. PCT/GB01 /01930 (WO 01/84184). Los elementos de control de la extensión generalmente incluyen por lo menos dos de un timón R, un propulsor P, un controlador de empuje (no mostrado) uno o más aparatos 17, 22, 38 para dirigir los cables e instrumentos remolcados y uno o más aparatos de flotación que se pueden dirigir 46, 52. Más particularmente, en el caso de una embarcación Q™ que es propiedad y está operada por el cesionario de la presente invención, la embarcación 1 1 está provista con un receptor GPS 12 conectado a un (TRINAV™) de navegación sísmica basado en computadora integrado, un controlador de fuente (TRISOR™ ) y sistema de grabación (TRIACQ™) 14 colectivamente, TRILOGY™) y remolca una pluralidad de fuentes sísmicas 16, generalmente una fuente de pistola de aire múltiple controlada por TRISOR™ del tipo descrito en nuestra Patente Norteamericana No. 4,757,482 y una adaptación 19 de cuatro capturadores substancialmente idénticos 18. Sin embargo, deberá apreciarse que en la práctica, pueden ser remolcados, tanto como veinte capturadores, por ejemplo, utilizando las técnicas descritas en la Solicitud Internacional No. PCT/IB98/01435 (WO 99/15913) otorgada al cesionario de la presente invención. Los capturadores 18 son remolcados por medio de los cables principales respectivos 20 (es decir, cables de acero de alta resistencia o reforzados con fibra, los cuales transportan la energía eléctrica, las señales de control y datos entre la embarcación 1 1 y los capturadores 18). La distancia de los capturadores más al exterior 18 es controlada por dos desviadores de extremo frontal que se pueden dirigir (SFEDs) denominados desviadores MONOWI NG™ , indicados con el número 22, conectados a los extremos delanteros respectivos 24 de los dos o más capturadores exteriores. Los SFEDs 22, los cuales se describen con detalle en la Patente Norteamericana No. 5,357,892 concedida al cesionario de la presente invención, actúan en comparación con las líneas de la extensión respectivas 26 conectadas entre el extremo delantero 24 de cada capturador exterior 18 y el extremo delantero 24 de su capturador adyacente para ayudar a mantener una separación substancialmente uniforme entre los capturadores 18. Cada capturador 18 incluye una pluralidad (hasta de 4000) sensores de hidrófono 21 distribuidos en intervalos separados a lo largo de la longitud del capturador. Cada uno de los hidrófonos 21 tiene sus cables separados, de modo que sus señales de salida pueden ser digitalizadas y filtradas por separado, permitiendo de este modo el procesamiento sofisticado denominado formación de grupo digital, tal y como se describe Solicitud Internacional No. PCT/GB99/01544 (WO 99/60421 ) concedida al cesionario de la presente invención. Cada capturador 18 está formado de un número grande de secciones del capturador substancialmente idénticas conectadas juntas de extremo a extremo. Cada sección de capturador comprende una piel externa de plástico que tiene varios elementos de esfuerzo alargados, por ejemplo, hechos de Kevlar y los hidrófonos 21 que están separados por un material separador de espuma plástica, de queroseno, como se describen en la Patente Norteamericana No. 6,477, 1 1 1 concedida al cesionario de la presente invención. Alternativamente, cada sección del capturador puede emplear una construcción "sólida", tal como las ofertas comerciales de Sercel y Thales Underwater Systems. Cada capturador 18 tiene además una pluralidad de aparatos de dirección del capturador en línea (SSDs) 38, también conocidos como "aves", preferentemente aves Q-FI N™ del tipo descrito en la Solicitud de Patente Norteamericana No. 20020126575, distribuidos en intervalos de 200 metros a lo largo para controlar la profundidad del capturador y dirigirlo de manera lateral. Adicionalmente, cada capturador 18 tiene emisores acústicos en línea o "zumbadores" 40 distribuidos de manera uniforme en su longitud, siendo los zumbadores intercalados entre las aves 38. Los zumbadores 40 son parte de un sistema de colocación y navegación que se describe con mayor detalle más adelante. Los extremos traseros 42 de los capturadores 28, es decir los extremos remotos a la embarcación 1 1 , están conectados por medio de las secciones de estiramiento respectivas 44 similares a las secciones de estiramiento 36 a las boyas traseras 46. Las boyas traseras cola están provistas con los zumbadores 48 respectivos, similares a los zumbadores 40 y los receptores GPS 50, respectivos. La adaptación 16 está provista además en la región frontal 24 con boyas o flotadores adicionales 52. Más específicamente, los flotadores adicionales 52 conectados respectivamente a los capturadores, con frecuencia a los 4 que se encuentran más al exterior 18 en conectores "T" electro-ópticos herméticos al agua 54 respectivos colocados entre dos secciones de estiramiento 36 en los extremos delanteros 24 de los capturadores más exteriores, para que puedan ser remolcados por los capturadores. Las boyas 52, pueden ser substancialmente idénticas a las boyas traseras 46, están provistas con los zumbadores respectivos 56 y receptores GPS 58, y están conectados a sus conectores respectivos 54 por medio de las secciones de estiramiento respectivo 60. Aunque las boyas 52 se muestran en la figura 1 A como compensación con respecto a sus capturadores por razones de claridad, en la práctica están substancíalmente en línea con los capturadores 18. También se proporcionan las fuentes sísmicas 16 con un receptor GPS, indicado con el número 62 y un receptor acústico, tal como los hidrófonos 21. Las fuentes 16 se pueden dirigir por medio de los aparatos de dirección 17, tales como los aparatos descritos en la Solicitud de Patente Británica NO. GB 0307018.2 concedida al cesionario de la presente invención. Durante el uso, las fuentes sísmicas 16 y las adaptaciones de capturador sísmico 19 son desplegadas desde la embarcación 1 1 y remolcados aproximadamente 5 nudos substancialmente en la configuración mostrada en la figura 1 A y 1 B. Las fuentes sísmicas 16 son disparadas periódicamente, por ejemplo, cada 10 segundos más o menos y las señales de datos sísmicos reflejadas resultantes son detectadas por los hidrófonos 21 en los capturadores 18, luego digitalizadas y transmitidas al sistema 14 de la embarcación 11 por medio de los cables principales 20. Aunque las fuentes 16 y los capturadores 18 se muestran en la figura 1 A como que se extienden en líneas rectas perfectamente detrás de la embarcación 1 1 , en la práctica frecuentemente están sujetos al desplazamiento lateral, debido por ejemplo, a la acción y las corrientes de aire y las olas (como se describe adicionalmente más adelante). Por lo tanto, con el objeto de acumular una representación de posición exacta de los estratos de tierra en el área de subsuperficie que está siendo investigada, es esencial determinar de manera exacta las posiciones absolutas respectivas (es decir, en latitud y longitud) de las fuentes 16 y los hidrófonos 21 por cada disparo producido por las fuentes. Esto generalmente lo hacen las fuentes 16 utilizando el receptor GPS 62. Las colocaciones respectivas de los hidrófonos 21 son determinadas con respecto a uno o más receptores GPS 50, 58 y 62 por medio de la triangulación, utilizando el sistema de colocación y rangos acústicos en los zumbdores 40, 48 y 56 que operan en conjunto con los hidrófonos 21 , como se describe en las Patentes Norteamericanas Nos. 4,992,990 y 5,668,775, ambas concedidas al cesionario de la presente invención. Por lo tanto, los resultados completos de la investigación sísmica resultan no solamente en una basta cantidad de datos sísmicos, sino también en una basta cantidad de datos de posición que definen las posiciones respectivas de las fuentes 16 y los hidrófonos 21 por cada disparo producido por las fuentes. De los datos de posición (datos de navegación), puede ser determinada la forma de la trayectoria o recorrido seguido por cada capturador 18 en toda la investigación. Haciendo referencia ahora a la figura 2, el método de la presente invención incluye el paso 1 10 de recolectar los datos de entrada, incluyendo datos de navegación 1 12 para los nodos de navegación, las condiciones de operación 1 16 de los sensores asociados con los elementos de control de la extensión, los datos ambientales 1 18 para la investigación y los datos de diseño de la investigación 120. El conjunto de datos de entrada recolectados puede ser adquirido de una información anterior a la investigación, una entrada del operador, la investigación actual (tiempo cercano al real o tiempo real) y de información de investigación simulada. Datos de Navegación Los datos de navegación 1 12 están disponibles de la extensión 10, como se describió anteriormente, a través de la determinación de los tres vectores de posición, velocidad y aceleración para una pluralidad de puntos (nodos de navegación). Los subconjuntos de hidrófonos sísmicos a lo largo de los capturadores son designados como receptores de colocación acústica. Estos reciben una señal acústica única de los transmisores en línea generalmente cada 400 metros a los largo del capturador. Combinados, los transmisores y receptores proporcionan, puntos de referencia acústica generalmente menores de 100 metros cada uno a lo largo de cualquier capturador, tal como se describe en la Patente Norteamericana No. 5,668,775. Los puntos del extremo de los capturadores son controlados por los puntos de referencia GPS que unen los nodos de navegación acústica al sistema de coordenadas fijo en la Tierra y Fijo en el Centro. La conexión entre las referencias GPS y los nodos acústicos se hace a través de una combinación de distancias conocidas, distancias medidas acústicamente y direcciones medidas por compases. La totalidad de estos movimientos es utilizada para proporcionar los cálculos de coordenadas para cada uno de los nodos de navegación en ajustes de mínimos cuadrados calculados en cada punto de disparo a bordo de la embarcación. La densidad de estos nodos de navegación y la precisión de los cálculos de colocación son suficientes para proporcionar un panorama adecuado de los componentes locales y generales de la extensión. Estos datos de navegación son medidos de las respuestas de posición de las extensiones 10. Los tres vectores basados en navegación también pueden ser utilizados para calibrar los aparatos de navegación de inercia. Estos aparatos locales pueden dar cálculos precisos de la posición, velocidad y aceleración a los sistemas de control de la extensión, permitiendo que el sistema se calibre el mismo, en una frecuencia más alta que las actualizaciones de posición acústica disponibles en este momento. Las actualizaciones de navegación son útiles para calibrar los aparatos de inercia mismos, los cuales generalmente sufren de un error de acumulación, generalmente denominados de arrastre. La calibración se explica generalmente con mayor detalle más adelante. Condiciones de Operación Los sensores asociados con los elementos de control de la extensión para producir las condiciones de operación 1 16 recolectadas entre los datos de entrada incluyen uno o más tipos de sensor de tensión, rango de flujo de agua, inclinación vertical, orientación del cuerpo, aceleración, velocidad y posición. Estos sensores o aparatos de medición proporcionarán en una modalidad de la presente invención (descrita más adelante), la entrada para el modelo de la extensión hidrodinámica que es utilizada para describir la dinámica de la extensión 10. Un conjunto de condiciones de operación pertenece a la embarcación 1 1. Estos incluyen, el cabeceo de la embarcación, velocidad, ángulo del timón, paso del propulsor y movimiento (por ejemplo, movimiento de las olas, cabeceo de la embarcación y oleaje). Los cambios en estos resultarán en cambios de las coordenadas de línea cruzada y en línea en las ubicaciones de los puntos de remolque en la parte trasera de la embarcación 11. Otro conjunto de condiciones de operación se relaciona con los aparatos de dirección 17, 22, y 38 y describe la velocidad del agua sobre un cuerpo de elevación, tal como un ala desviadora. Los sensores proporcionan la orientación del aparato 22, por ejemplo, en relación con el buen curso y la velocidad del agua en los cuerpos de elevación. Los sensores indican además los ángulos del ala y los cambios en los ángulos del ala en relación con el flujo de agua. Estas condiciones de operación pueden ser traducidas en fuerzas ejercidas por los aparatos de dirección. La suma de estos factores, distribuida en la longitud de un capturador 18 o conectada a los puntos en la adaptación de fuente y opuestos a las fuerzas inducidas por el agua contra el área de superficie del cuerpo remolcado, (por ejemplo, flotadores de la adaptación de pistola también denominados salchichas), proporcionan: 1 . la forma del capturador iniciando desde el punto de remolque (origen); 2. centro de la fuente; y 3. posiciones de la adaptación de fuente individual en relación con los puntos de remolque de la embarcación. La tensión de los cables de remolque es otra condición de operación importante que es ingresada - en una modalidad - a un modelo hidrodinámico. Ésta es predominantemente una función de la velocidad del agua en relación con los cuerpos adheridos a los medidores de tensión y arrastre. Además, la tensión es utilizada para determinar si las líneas de remolque se están aproximando a sus límites, restringiendo la capacidad de las fuerzas de dirección que van a ser ejercida por los aparatos de dirección. Los contadores de la maquinilla reportan la longitud del cable de remolque desplegado, la cual, cuando son combinada con las fuerzas SFED, determina la orientación del extremo frontal del capturador. Estas y otras varias condiciones de operación, pueden ser combinadas en el modelo de fuerza para producir vectores de fuerza que determinan la forma de los componentes de la extensión que se encuentra bajo remolque. Esto se describe más adelante con referencia a los modelos de la extensión, tales como el modelo de fuerza. Datos Ambientales Los datos ambientales 1 18 recolectados entre los datos de salida incluyen uno o más datos de corriente, salinidad, temperatura, presión, velocidad del sonido, altura de la ola, frecuencia de la ola, velocidad del aire y dirección del aire. Los datos recolectados incluyen datos previos a la investigación y de la investigación actual. Las corrientes de la marea en el área pueden ser pronosticadas utilizando las tablas de corriente de mareas de una investigación previa publicada por varias fuentes. Estas fuentes incluyen, the British Admiralty, the National Oceanographic and Atmospheric Administration (NOAA), the Service Hidrographique et Océanographíque de la Marine (SHOM). Para las áreas en donde se considera que existe un régimen fuerte de corriente de la marea, las líneas de investigación serán programadas para que coincidan con los períodos de corriente baja. Los períodos de corriente alta serán utilizados, hasta el grado posible, para otras maniobras de la investigación, tales como los giros y aceleraciones.

Además, la historia de la investigación del área puede ser revisada para identificar el grado de pluma histórico experimentado en el área de investigación. Las estadísticas de pluma pueden ser archivadas en una base de datos para el uso posterior. La pluma es una medida de corriente directa en el área de investigación. Esta medida puede ser utilizada para indicar la magnitud, dirección e índice de cambios temporales y espaciales en el área. La frecuencia espacial está relacionada con la longitud del capturador. La pluma puede dar una indicación de la frecuencia espacial relacionando la velocidad bien efectuada de la cola del capturador para calcular el cambio en la pluma. Los rangos de cambio en la pluma proporcionarán planeadores de la investigación del tiempo de respuesta requerido para el sistema de control de la extensión que se esté especificando. Las unidades de tiempo en el proceso de adquisición de datos sísmicos generalmente son puntos de disparo. Entonces se puede definir un período largo como algún número de puntos de disparo dentro del futuro correspondiente a la extensión de tiempo en que persistirán las condiciones ambientales actuales. Como un ejemplo, en el disparo en la marea, los tiempos del ciclo de corriente de la marea son bien conocidos. Las líneas sísmicas tienen por lo menos 1 5 años que han sido planeadas para obtener el mismo gradiente de la misma corriente o una corriente temporal en líneas adyacentes con el objeto de reducir el sobrellenado. Los proveedores del software de exploración de varias exploraciones sísmicas ofrecen un software de planeación de la línea de investigación para anticipar los cambios de corrientes espacial y temporal durante la adquisición sísmica. Además, se pueden revisar cualesquiera datos históricos de corriente disponibles para identificar la dirección de las corrientes más fuertes. Sí los objetivos geofísicos lo permiten, las direcciones de la línea son preferentemente planeadas paralelas a la dirección de la corriente predominante. Esto proporcionará por lo menos la pluma y capturadores más rectos. Dichos datos están disponibles en las áreas de producción de petróleo maduro, debido a la necesidad del conocimiento de la corriente para las maniobras de descarga y almacenamiento de protección de la plataforma flotante (FPSO). Varias fuentes de medición de los datos de corriente están disponibles para la medición durante una investigación. Montados en el casco de la embarcación, los Perfiladores Acústicos de Corriente Doppler (ADCPs) miden la corriente varios cientos de metros antes de que la adaptación de la fuente y el extremo frontal de la extensión. Los medidores de corriente montados en estructuras fijas o semi-permanentes en el área de investigación, (por ejemplo, plataformas y FPSOs montados en el fondo) pueden reportar la corriente local en tiempo real por medio del enlace de telemetría a la embarcación 1 1. Las embarcaciones de trabajo y caza o cualquier plataforma móvil que incluye vehículos que se operan a control remoto (ROVs), que tienen aparatos de medición a bordo pueden preceder a la extensión 10 a lo largo del recorrido de la investigación y telemedir el régimen de corriente que se encontrará la extensión en el futuro. La imaginaria de satélite proporciona el conocimiento de corrientes de circuito de macro escala y ediciones de masa de corriente caliente. Todas las fuentes de la corriente son almacenadas en la base de datos del Sistema de Información Geográfica (GIS), con una marca de tiempo. Este tipo de sistema generalmente es utilizado para administrar los datos distribuidos espacialmente. Un ejemplo es el tipo del sistema de administración utilizado por Horizon Marine. Para períodos cortos, los datos pueden ser considerados válidos (por ejemplo, una hora o menos). Los períodos más grandes tienden a poder ser calculados basados en los cambios históricos observados en el curso de la adquisición y utilizados para anticipar las condiciones de las líneas. Además, los componentes operados por la marea de la corriente que fue pronosticada como se describió anteriormente, pueden ser calibrados basados en mediciones en el sitio. El contenido de frecuencia de la señal de marea que está siendo conocido, la amplitud, los cambios de fase pronosticados pueden ser ajustados para adaptarlos para la localización exacta de la investigación. Los datos de medidor de aire en el sitio obtenidos de los medidores o sensores localizados en las mismas plataformas mencionadas anteriormente para la corriente, pueden ser tratados exactamente como datos de medición. El uso de estos datos, es por supuesto, para diseñar las fuerzas esperadas en objetos en la superficie del mar. Además, el agua de la capa de superficie puede ser movida por la fricción del aire y ocasionar la corriente ocasionada por el aire de la superficie. Los efectos de las corrientes de la superficie ocasionadas por el aire alcanzan varios metros, los cuales actualmente se encuentran en la zona de los capturadores de remolque. Los modelos oceanógraficos dinámicos de los cubos del océano, tales como los ofrecidos por Horizon Marine, pueden ser utilizados para pronosticar varios fenómenos del océano. Estos modelos son simplemente equivalentes a los modelos de predicción del clima y son análogos en su exactitud de precisión como una función del tiempo. Estos modelos requieren entradas tales como medidas de corriente y aire para su calibración y condiciones de límites. Dos de los generadores principales de estos modelos son las diferencias de densidad del agua y el movimiento de la tierra (es decir, la fuerza Coriolis). La diferencias de densidad son inferidas de la temperatura, presión (profundidad) y datos de salinidad recolectados horizontalmente el área de investigación y verticalmente a través de la columna de agua por muestra que son, ya sea desechables o recuperables. Estos datos mapean las interfases de densidad que junto con la rotación de la tierra, el aire y otras fuerzas ocasionan que cuerpos de agua de diferentes densidades se muevan en relación entre ellos. El gradiente de densidad vertical es la más grande de las capas superiores debido al calentamiento solar y la tierra cercana en donde el agua que se origina en la tierra entra en el mar y en donde las masas de tierra verticales ocasionan que el agua de densidades diferentes cambien la profundidad (por ejemplo, flujo del mar en las costa). Los modelos oceanógraficos dinámicos son bien conocidos, pero con frecuencia son de macroescala (es decir, áreas muchas veces más grandes que el área de investigación). Los avances recientes en el poder de la computación han conducido al desarrollo de modelos adecuados para el pronóstico significativo del movimiento de cuerpo de agua en las áreas en la escala del área de investigación. Los modelos numéricos típicos se describen en el libro "Oceanografía Dinámica de Introducción" (Introductory Dvnamical Oceanoqraphy) de Pickard y Pond. El uso del diseño para pronosticar las corrientes que serán encontradas por la extensión que adquiere una investigación sísmica puede ser aplicado en el sitio para anticipar la corriente. La corriente en el sitio y las mediciones del aire también serán utilizadas para calibrar las predicciones del modelo oceanógrafico. Las frecuencias mayores y la expansión horizontal de las mediciones de densidad dan como resultado una mejor resolución de los límites de la masa de agua y un diseño y calibración mejorados. Cualquier subconjunto de metodologías de determinación de corriente descritas anteriormente, con cualquier grado de diseño calibrado o diseño sin calibrar, así como la medición directa, son valiosos para la adquisición, ya que pueden reducir el tiempo de adquisición aumentando el tiempo de producción. A datos más antiguos, menos valiosa su información. La información obtenida actualmente (tiempo cercano al real y/o tiempo real) será utilizada para calcular las fuerzas que se encontrarán a lo largo de la línea de adquisición. La recolección de los datos de densidad del agua como se describió últimamente, es actualmente y continuará siendo utilizada para calcular la propagación frontal o la acústica, entre los puntos de la fuente y el receptor definidos como los nodos de navegación en toda la extensión. La medición de altura de la ola puede ser obtenida de las imágenes de satélite, así como en el sitio y de los metros de movimiento de las olas y los cálculos de velocidad GPS vertical de alta frecuencia. Los cambios en la posición de la columna de agua tienen un impacto en la grabación sísmica y este hecho es responsable del requerimiento de mantenerse en la profundidad impuesta en los SSDs. Los cambios del ángulo del ala para propósitos de profundidad de control, impactarán en la capacidad del aparato de dirección para dirigir lateralmente. Actualmente, el controlador SSD Q-FI N™ combina la colocación vertical y horizontal. El conocimiento de la altura de la marea ayuda a determinar la capacidad de dirección lateral disponible mientras se maniobra el capturador. La altura de la ola proporciona una medida del movimiento de partículas de agua en tres dimensiones a través de la columna de agua. Ésta es, en efecto una corriente de escala pequeña. La amplitud de la altura de las olas indicará si la corriente es una fuerza importante en la profundidad del capturador. Recolección de Datos de Entrada Los datos recolectados previos a la investigación entre los datos de entrada, preferentemente incluyen los datos del sensor ambiental. La porción de los datos de entrada 1 1 0 que es recolectada como los datos de investigación de tiempo real puede incluir uno o más tipos de datos de la tensión del cable, el rango de flujo del agua, inclinación, orientación , aceleración , velocidad, colocación, ajuste del elemento de control de la extensión, datos ambientales, señales sísmicas y datos de ruido y entradas del operador. Los datos de colocación recolectados pueden incluir datos de uno o más sensores del grupo consistente de receptores GPS, elaboradores de eco, sensores de profundidad, sistema de rango acústico, compases magnéticos, girocompases, sistemas de radiolocalización, acelerómetros y sistemas de inercia. Los datos de ajuste del elemento de control de la extensión pueden incluir una o más entradas del grupo consistente de ajustes del controlador de empuje, paso del propulsor, velocidad de rotación del propulsor, ángulo del timón , tensión del cable de remolque, posición de la maquinilla, orientación del desviador, ángulo del desviador, velocidad de agua del desviador, orientación del aparato de dirección del capturador y ángulo del ala del aparato de dirección del capturador. Los datos de entrada del operador pueden incluir ajustes del parámetro de la extensión y los datos ambientales. Los datos de investigación simulados pueden incluir uno o más tipos de datos de investigaciones previas simuladas, entradas del operador simuladas, investigación actual simulada, datos cercanos al tiempo real simulados, investigación de tiempo real simulada y datos ambientales simulados. Los datos del sensor sísmico sin modificación recolectados durante la investigación sísmica, también pueden caracterizarse como datos de entrada. Por consiguiente, en una modalidad, el método de la presente invención incluye el paso de utilizar los datos sin modificación del sensor sísmico para producir indicadores de calidad para el flujo de agua local calculado en la superficie del capturador. Los datos sin modificación del sensor sísmico son útiles para verificar el modelo de fuerza y las expectativas de corriente. El ruido del ambiente medido es comparado con el ruido del ambiente pronosticado, debido al flujo de agua esperado en la superficie del capturador. Las diferencias grandes entre el ruidos esperado y registrado indican, ya sea que existe error en el sistema de grabación o una corriente diferente a la anticipada. Los cambios en el ruido del ambiente a lo largo de la longitud del capturador proporcionan el gradiente de corriente espacial. Los indicadores de calidad pueden incluir, conjuntos de datos de almacenamiento, datos de ruido absoluto, proporciones de señal a ruido y contenido de frecuencia de la señal sísmica. Los indicadores de calidad pueden ser utilizados para validar los datos de la investigación de tiempo real.

Diseño de la Investigación Los datos de diseño de la investigación 1 20 recolectados entre los datos de entrada incluyen uno o más tipos de datos del área, profundidad , orientación del disparo, coordenadas de línea, posiciones de la fuente y el receptor, cobertura requerida, restricciones, factores de optimización y datos históricos. Los expertos en la técnica apreciarán que los datos de diseño de la investigación incluyen además especificaciones de funcionamiento de la extensión 1 14, tal y como se describe más adelante. Los datos de diseño de la investigación también pueden ser caracterizados medíante los objetivos y restricciones de la investigación y pueden ser definidos substancialmente por la información previa a la investigación. El diseño de investigación es importante, debido a que los objetivos geofísicos son restricciones dentro de las cuales deben de trabajar todos los investigadores sísmicos. El diseño general de la investigación comprenderá todos los aspectos del objetivo de la investigación. Ciertos objetivos geofísicos impactarán la adquisición. Estos incluyen: 1 . número y longitud de los capturadores; 2. separación del capturador; 3. dimensiones de la adaptación de fuentes; 4. separación del punto de disparo; y 5. dirección de la línea. Una vez que los objetivos geofísicos para el diseño de la investigación han sido determinados, resulta importante identificar los factores que harán difícil la adquisición de los datos sísmicos y tratar de mitigarlos. Si, por ejemplo, un objetivo de la investigación es el lapso de tiempo (4-D), un factor que hace difícil la adquisición es la trayectoria que no es recta anterior o de la investigación básica. El conocimiento de la trayectoria es ganado, leyendo los datos "P190" producidos de la investigación anterior. Estas trayectorias pueden ser comparadas con una trayectoria que pueda probablemente ser adquirida considerando un hardware de adquisición seleccionado. Sin embargo, un objetivo principal es la cobertura convencional, las líneas antes del trazado determinarán los recorridos de la investigación. Sin embargo, para cualesquiera objetivos geofísicos, las obstrucciones locales y la batimetría serán restricciones a los recorridos planeados. La descripción anterior del uso de los datos de diseño de la investigación, las especificaciones del elemento de control de la extensión, los datos ambientales y las condiciones de operación aplican particularmente (pero no están limitadas a) mediciones tomadas durante la investigación actual. Estos datos son ingresados a una función de transformación general 121 que proporciona un conjunto de salida deseado, como se muestra en la figura 2 y se describe con mayor detalle más adelante. Los elementos de control de la extensión seleccionados para el diseño de la investigación serán elegidos para que cubran los requerimientos anticipados de la adquisición de datos sísmicos.

Además, el recorrido de la embarcación será restringido por los objetivos de la investigación. Además, las obstrucciones en el área de la investigación y los datos batimétricos serán monitoreados por la proximidad a la extensión durante la operación de la investigación. Especificaciones de Funcionamiento Las especificaciones de funcionamiento 1 14 recolectadas entre los datos de diseño de la investigación 120 generalmente son hidrodinámicas y puede incluir el perfil y características de la embarcación, limitaciones de maniobra de la embarcación, arrastre del cable remolcado y otras características físicas, características del dispositivo del cable que se puede dirigir, arrastre de la fuente y otras características físicas, características del dispositivo de la fuente que se puede dirigir, características del desviador, arrastre del aparato de flotación y otras características físicas y características de la operación de la maquinilla. Debido a que los datos de la especificación del aparato individual generalmente están disponibles del fabricante y/o de los datos históricos. Estas entradas pueden, entre otros usos, ser combinadas con las restricciones geofísicas del objetivo de la investigación para realizar una investigación simulada que es útil para el diseño de la investigación y puede proporcionar la especificación del comportamiento del sistema de remolque combinado provisional. Por lo tanto, por ejemplo, los diferentes requerimientos y especificaciones de la extensión pueden ser definidos antes de que tenga lugar la investigación, tales como la frecuencia espacial de los aparatos de dirección del capturador a lo largo del capturador, el número a desplegar de desviadores de extremo frontal que se pueden dirigir, el número a desplegar de desviadores de dirección de fuente y el cálculo de la energía requerida para los tiempos de ciclo esperados (relacionados con el gradiente de corriente). Además, se pueden utilizar simulaciones de este tipo para diseñar los componentes de la extensión para un funcionamiento mejorado del control. Los ejemplos de los parámetros que podrían ser variados en las simulaciones son, el diámetro del cable, densidad del cable, formas del cuerpo hidrodinámico del cable y aparatos de dirección. Cálculo de la Colocación Habiendo recolectado los datos de entrada, las posiciones de las fuentes y receptores son calculadas utilizando los datos de navegación 1 12, las condiciones de operación 1 16 y los datos ambientales 118. Más particularmente, las posiciones son calculadas de acuerdo con un modelo de extensión 123 dentro de la función de transformación 121 . El modelo de extensión calcula un primer conjunto de posiciones calculadas utilizando la entrada que incluye por lo menos las condiciones de operación 1 16 y los datos ambientales 1 18. Los datos ambientales son utilizados como se describen en la figura 9 para proporcionar la pluma natural. Agregada a la pluma natural se encuentra alguna cantidad de pluma dirigida, demandada de los SSDs 38. Un ejemplo de la condición de operación que contribuye al cálculo de la posición es una entrada de dirección/corrección para lograr un ángulo de pluma deseado. La pluma dirigida es obtenida ejerciendo fuerza de los SSDs en la dirección de línea cruzada a lo largo del capturador 18. La ecuación que rige las fuerzas ejercidas está basada en la ecuación de elevación del ala: V2 L = C, * A * p * — Ecuación 1 2 en donde: Cí = coeficiente de elevación; A = área de superficie del ala; V = velocidad del agua con respecto al ángulo de ataque del ala; y P = densidad del agua. El ángulo de ataque es ajustable y por lo tanto, es otra condición de operación. Los cambios en el ángulo de ataque crean una aceleración o cambian la fuerza ejercida por los SSDs integrados o acoplados a los capturadores. Los datos de navegación recolectados 1 12 incluyen un segundo conjunto de posiciones calculadas. Un subconjunto de hidrófonos sísmicos 21 a lo largo del capturador son designados como receptores de colocación acústica. Estos reciben una señal acústica única de los transmisores en línea, generalmente cada 400 metros a lo largo del capturador. Combinados, los transmisores y receptores proporcionan los puntos de referencia acústica (es decir, nodos de navegación) generalmente en distancias menores de 100 metros cada uno a lo largo de cualquier capturador, como se describe en la Patente Norteamericana No. 5,668,775. Los puntos finales de los capturadores son controlados por los puntos de referencia GPS que unen los nodos de navegación acústica a los sistemas de coordenadas Fijos en Tierra y Centrados en Tierra. La conexión entre la referencia GPS y los nodos acústicos se hace a través de una combinación de distancias conocidas, distancias medidas acústicamente y las direcciones medidas por compás. La totalidad de estas mediciones es utilizada para proporcionar el cálculo de las coordenadas (el segundo conjunto del cálculo de posición) a cada uno de los nodos de navegación en un ajuste de mínimos cuadrados calculado para cada punto de disparo a bordo de la embarcación. El primer y segundo conjunto de posiciones calculadas son combinados (ver nodo 122) dentro de la función de transformación para producir las posiciones calculadas de la fuente y el receptor (combinadas) y los residuales pronosticados (ver cuadro 122a). Los residuales pronosticados representan la diferencia entre el primer y segundo conjuntos de posiciones calculadas y son utilizadas para calcular un conjunto de parámetros que caracterizan el modelo de la extensión 123. Los parámetros del modelo de la extensión son utilizados para calibrar el modelo de la extensión. Los residuales pronosticados pueden ser utilizados además para calcular condiciones de error de los sensores utilizados para recolectar los datos ambientales. Determinación del Recorrido Óptimo. Los recorridos óptimos son determinados en el punto 124 de acuerdo con una función de ponderación 125 dentro de la función de transformación 121 . La función de ponderación recibe como entradas los datos de diseño de la investigación 120 y las posiciones calculadas más recientemente de las fuentes y receptores (ver cuadro 122a). La entrada de los datos de diseño de la investigación puede incluir especificaciones de funcionamiento para los elementos de control de la extensión, tales como restricciones de dirección. Otros criterios de diseño de la investigación incluyen requerimientos geofísicos y de operación. Los requerimientos geofísicos pueden incluir, por ejemplo, el logro de la cobertura deseada del área de subsuperficie o duplicar las trayectorias de rayo de señal sísmica de una investigación anterior y controlar el ruido del sensor sísmico. Los requerimientos de operación pueden, por ejemplo, incluir la definición de uno o más pasos seguros para la extensión a través de áreas peligrosas, determinando un tiempo de funcionamiento óptimo de una o más líneas de la investigación y reduciendo el tiempo que no es de producción. La función de ponderación 125 es utilizada para aplicar coeficientes relativos de ponderación a las entradas para el cálculo de los recorridos óptimos para la extensión por la función de transformación. La determinación del "Recorrido óptimo" incluye la determinación de la forma del cuerpo o la forma óptima del cuerpo de la extensión y el cambio de forma correspondiente a lo largo de un recorrido. Con el objeto de lograr los objetivos de una investigación sísmica, debe de ser ocupado algún conjunto de coordenadas (es decir, un "recorrido"). El primer cálculo de un recorrido de investigación "óptimo" o deseable, se hace en la fase de diseño de la investigación descrita anteriormente. En el sitio, este recorrido se volverá a calcular con alguna frecuencia, dependiendo de ia fuerza presente y la frecuencia de las actualizaciones de navegación. Aún en el caso de que el nuevo cálculo del recorrido óptimo ocurra en una alta frecuencia, el tiempo de respuesta del sistema será considerado cuando se emiten los comandos de operación para realizar de manera óptima los recorridos óptimos. En las áreas de poca corriente, el recorrido del diseño de la investigación o el recorrido previo a la investigación se pueden lograr con poco o ningún esfuerzo por parte del sistema de control de la extensión. En otras áreas, puede ser requerido el nuevo cálculo de alta frecuencia del recorrido de mejor costo. El nuevo cálculo puede ser logrado solamente si existe una actualización de navegación que revele el éxito de la predicción operada por el modelo de la extensión. El nuevo cálculo solamente es necesario sí las actualizaciones de navegación muestran que la trayectoria pronosticada se ha desviado del recorrido por más de un conjunto de límites de error probables (a los que también nos referimos como un corredor sin cambios). En la práctica, las restricciones físicas impuestas por la naturaleza combinada con los límites del sistema de dirección, probablemente evitarán que el recorrido pretendido previo a la investigación sea seguido hasta cierto grado. La determinación de la trayectoria se hace tomando en consideración las coordenadas objetivo y la capacidad para alcanzar las coordenadas debido a un potencial del control de la extensión. En una modalidad el cálculo del recorrido óptimo 124, es empleado un método de mapa de mejor costo como se describe en la Patente Norteamericana No. 6,629,037, concedida al cesionario de la presente invención . Las células candidatos sucesivas (segmentos del recorrido) son ponderadas mediante una función que incorpora una combinación de factores que pueden estar caracterizados generalmente como las restricciones de dirección . Estos factores incluyen: 1 . recorrido previo a la investigación de todos los componentes de la investigación ; 2. una separación de importancia de los componentes de la extensión, análoga a la ponderación de compensación en Nyland; 3. el potencial de dirección disponible; 4. el tiempo de respuesta del sistema; 5. la estabilidad del sistema, y 6. los límites físicos del sistema. El recorrido óptimo es realizado primero por el potencial de colisión, tanto con los elementos de la extensión como con las obstrucciones externas, antes de ser enviado al modelo de la extensión que va a ser transformado en los comandos de operación que realizarán el recorrido óptimo. Los criterios de seguridad de optimización del recorrido incluye la verificación (ver cuadro 127) de que la trayectoria de cualquier elemento de la extensión no tiene peligro de colisión. Un resultado "no" ocasionará una retroalimentación a través del GUI al usuario de que, ya sea los parámetros de la restricción de dirección no son ajustados correctamente o que ha fallado el algoritmo de optimización. El usuario entonces tiene la opción de tomar el control manual del sistema de dirección o modificar las restricciones de dirección. La modificación de la restricción de dirección es por ejemplo, si los límites de separación del capturador son excedidos, el usuario puede optar por permitir que los capturadores pasen más cerca entre ellos. Para otro ejemplo, si un elemento de la extensión (por ejemplo, la boya trasera) pasará demasiado cerca de una obstrucción, tal como una Producción de Flotación SO, el usuario puede optar por hacer cambiar la posición de FPSO e ingresar esto en el flujo de datos de diseño de la investigación, de modo de que el recorrido óptimo se pueda realizar de manera segura. Un "si" tiene como resultado que la revisión de la seguridad conducirá a la presentación de los recorridos óptimos determinados para el modelo de la extensión 123 para utilizarlos para calcular las nuevas condiciones de operación (por ejemplo, los comandos de operación) para los elementos de control de la extensión. El cálculo de optimización del comando de operación da como resultado un conjunto de comandos de operación - principalmente comandos de dirección - que tomarán en cuenta los cambios en la posición de los componentes de la extensión como parte de la función de transformación 121 . Las optimizaciones del comando de operación estarán restringidas por las condiciones ambientales proyectadas y los dispositivos de dirección disponibles para hacer posible la dirección. La definición de la optimización será determinada por el recorrido óptimo. Cálculo de Comandos de Operación Los comandos de operación (a los que también nos referimos en la presente descripción como nuevas condiciones de operación que son el resultado de la determinación del recorrido óptimo) son calculados en el modelo de la extensión 123 para por lo menos dos de los elementos de control de la extensión utilizando el recorrido óptimo determinado (del cuadro 124) que ha sido validado (en el 127). Los tiempos de respuesta de la extensión son calculados por el modelo de la extensión y tomados en cuenta cuando se calculan los comandos de operación. Los comandos de operación también son regulados para mantener la estabilidad de la extensión y validados (en el paso 128) antes de ser entregados a los elementos de control de la extensión. Cada uno de los comandos de operación calculado con el método de la presente invención puede ser utilizado para controlar por lo menos una de la posición, velocidad y orientación para uno o más componentes de la extensión. Generalmente, los comandos de control incluirán comandos para controlar por lo menos un propulsor de la embarcación, controlador de empuje de la embarcación, dispositivos de dirección del componente de la extensión y las maquinillas de cables de la embarcación. Las maquinillas de cables de la embarcación, en particular, pueden ser controladas dinámicamente. El cálculo de la optimización da como resultado un conjunto de comandos de operación - principalmente comandos de dirección -que tomarán en cuenta los cambios en las posiciones de los componentes de la extensión como parte de la función de transformación 121 . Las optimizaciones del comando de operación estarán restringidas por las condiciones ambientales proyectadas y los dispositivos de dirección disponibles para hacer posible la dirección. La definición de optimización será determinada por el(Ios) objetivo(s) de los comandos de operación. Los criterios de optimización incluyen la verificación (ver cuadro 127) de que ningún conjunto de comandos de operación inducidos mecánicamente o cambios de fuerza que son requeridos para lograr un recorrido óptimo determinado, se encuentren dentro de los requerimientos de seguridad de la investigación. Generalmente, los requerimientos de seguridad se encontrarán en un equipo de restricciones de seguridad y restricciones de seguridad humana. Un resultado "si" a la revisión de seguridad conducirá a la presentación del recorrido óptimo determinado para que el modelo de la extensión 123 los utilice en el cálculo de las nuevas condiciones de operación (es decir, los comandos de control) para los elementos de control de la extensión. Por lo tanto, por ejemplo, al momento de la detección de que han fallado ciertos componentes del control de la extensión (tales como el propulsor o timón de la embarcación, desviadores, dispositivos de dirección de la fuente o capturador), el sistema supondrá una modalidad de "seguridad máxima" que restringe los comandos de operación en el interés del equipo y la conservación del personal. Determinación del Potencial El potencial del control de la extensión es medido por el modelo de la extensión 123, el cual en una modalidad actualmente preferida es un modelo de fuerza hidrodinámica que determina la cantidad de fuerza disponible después de restar la fuerza, ya consumida en el presente ciclo de disparo de la fuerza potencial total. Potencial de dirección, aunque esté calculado de la fuerza disponible, puede ser expresado en unidades de ángulo de pluma (por ejemplo, grados o cualquier medida angular). Dependiendo del diseño de la investigación, incluyendo los objetivos de adquisición, se hace un análisis para determinar si los cambios en el comando de operación son necesarios y de ser así, cuales cambios son apropiados. La fuerza por definición tiene un componente de aceleración. La capacidad de funcionamiento del sistema, incluyendo el potencial de dirección disponible, es pronosticada por el modelo teórico operado por fuerza y los comandos de operación del elemento de control de la extensión deberían proporcionar las aceleraciones necesarias. Respuesta del Sistema, Demora y Relaciones Históricas de Posición y Condiciones de Error Como se mencionó anteriormente, las historias de posición (primero los ajustes de posición calculados) pronosticados por el modelo de la extensión 123 son comparados con los estimados de la historia de posición resultantes de la solución de navegación (segundos conjuntos de posición calculados), formando los residuales pronosticados. Entonces los residuales pronosticados son relacionados con las condiciones de error definidas dentro de las entradas del modelo de fuerza, los parámetros del modelo de fuerza y las especificaciones de funcionamiento del elemento de control de la extensión. En un modelo libre de error, las respuestas pronosticadas ocurrirán dentro del programa, o en otras palabras, tomarán en cuenta las demoras del sistema para la respuesta pronosticada. Antes de que el modelo aprenda de la solución de navegación lo que son las respuestas del sistema, a través de calibraciones, pronósticos del modelo se tendrá algún grado de error, dependiendo las magnitudes de los errores de la calidad del modelo y las entradas. Antes de que se encuentre disponible una historia de comparaciones, las historias basadas en la solución de navegación (segundos conjuntos de posición calculados) serán de un peso infinitamente más alto, comparadas con las historias de posición basadas en el modelo-fuerza. Prácticamente, esto significa que los cálculos de navegación combinados y la posición del modelo pronosticadas son iguales al cálculo de navegación siendo atribuidos casi todos los residuales pronosticados al modelo de la extensión.

Después de que es calibrado el modelo, las expectativas del modelo de fuerza de la historia de posición concordarán de manera consistente con la historia medida basada en la navegación para que se encuentre dentro de las expectativas de error en los cálculos de posición, la solución de navegación o los cálculos medidos. Cálculos del Comando de Operación Los comandos de operación (a los que también nos referimos en la presente descripción como nuevas condiciones de operación que resulten de la determinación del recorrido óptimo) son calculados en el modelo de la extensión 123 para al menos dos de los elementos de control de la extensión utilizando los recorridos óptimos determinados (del cuadro 124) que han sido validados (en el 127). Los tiempos de respuesta de la extensión son calculados por el modelo de la extensión y tomados en cuenta cuando se calculan los comandos de operación. Los comandos de operación también son regulados para que mantengan la estabilidad de la extensión y validados (en el paso 128) antes de ser entregados a los elementos de control de la extensión. Cada uno de los comandos de operación calculado con el método de la presente invención puede ser utilizado para controlar por lo menos una de la posición, velocidad y orientación de uno o más componentes de la extensión. Generalmente, los comandos de operación incluirán comandos para controlar por lo menos uno del propulsor de la embarcación, el timón de la embarcación, los dispositivos de dirección del componente de la extensión y las maquinillas de cables de la embarcación. Las maquínillas de cables de la embarcación, en particular, pueden ser controladas dinámicamente. Los comandos de operación generalmente son determinados de acuerdo con los requerimientos geofísicos y de operación. Los requerimientos geofísicos pueden, por ejemplo, incluir lograr la cobertura deseada de un área de superficie o duplicar las trayectorias del rayo de señal sísmica de una investigación anterior, y controlar el ruido del sensor sísmico. Los requerimientos de operación pueden, por ejemplo, incluir la definición de uno o más pasos seguros para la extensión a través de áreas peligrosas, determinando un tiempo óptimo para realizar una o más líneas de la investigación y reduciendo el tiempo que no es de producción. Por consiguiente, pueden ser calculados comandos de operación alternativos para efectuar un paso seguro entre dos o más ubicaciones que se pueden definir. Aplicaciones de la Invención Diferentes a las Investigaciones de Tiempo Real Un papel adicional de la presente invención es proporcionar al operador una planeación o escenario de "acabado inteligente". El operador expresa las intenciones básicas a la función de transformación 121 para una ruta entre dos o más puntos y el módulo evalúa los pasos alternativos seguros posibles para la extensión completa, los cuales se encuentran dentro de las capacidades de dirección de la extensión y los presenta al operador para su selección. Esto podría ser utilizado cuando se requiere la llegada a un punto particular en un momento particular. Otro uso podría ser cuando se requiere un paso cerrado seguro para una estructura o característica permanente o semi-permanente en el área de investigación por razones de operación. El acabado inteligente utiliza la misma extrapolación en el futuro, pero los límites impuestos en las soluciones son diferentes a los utilizados en el ambiente de la investigación. En este caso, el énfasis es en la seguridad y tiempo de viaje, en vez de serlo en asegurar que cada elemento individual de la extensión siga una trayectoria exacta previamente definida. Podría ser que las zonas de exclusión definen áreas en las que los elementos individuales no pueden entrar. El tiempo de extrapolación generalmente será más largo y las incertidumbres dentro del sistema, las cuales pueden ser aceptadas o mayores. En este caso, el operador selecciona cual escenario aceptar. Todavía otra aplicación de la presente invención, aplica la simulación de desarrollo. Los datos de entrada reales son ejecutados a través de la función de transformación 121 con los dispositivos de dirección en desarrollo. Las mejoras proyectadas en el funcionamiento son utilizadas para calibrar el valor del desarrollo de las mejoras del dispositivo de dirección. Basados en el objetivo del sistema de dirección, se puede calcular un recorrido de la embarcación, un recorrido de extremo frontal del capturador, un recorrido de la fuente y una pluma del capturador para proporcionar la mejor colocación de la extensión operada por los elementos de control de la extensión. Esto se describirá con mayor detalle más adelante, utilizando un modelo de fuerza como un modelo de extensión de ejemplo 123. Vista General de las Aplicaciones La tabla siguiente presenta ejemplos digitales de los criterios de optimización de acuerdo con períodos de investigación ampliamente definidos: Tabla 1 : Criterios de Optímización Por consiguiente, se pueden calcular comandos de operación alternativos para efectuar varias trayectorias de la extensión. Función de Transformación Como se mencionó anteriormente, la función de transformación 121 ejecuta los cálculos de posición, determinando el recorrido óptimo y los pasos 122, 124, 126 del cálculo del comando de operación del método de la presente invención. El modelo de la extensión 123, basado en las entradas también mencionadas anteriormente, genera un primer conjunto de cálculos de posición pronosticados y/o las formas del cuerpo de la extensión hacia delante hasta la siguiente actualización de navegación. Este conjunto de pronósticos es combinado con los cálculos de posición del sistema de navegación (un segundo conjunto) para obtener la posición combinada de la fuente y el receptor y/o los cálculos de la forma. Los residuales pronosticados (diferencia entre el primero y segundo conjunto) son utilizados para calcular ciertos parámetros clave del modelo de la extensión y cualesquiera condiciones de error asociadas con las medidas ambientales, tales como la corriente o el aire. Los cálculos de la posición combinados son entregados al algoritmo de cálculo del recorrido óptimo 124 y la función de ponderación 125. Los parámetros del modelo de la extensión resultantes se vuelven a alimentar al algoritmo de modelo de la extensión 123. Además, los cálculos de las condiciones de error de la medición del ambiente se vuelven a alimentar como valores de calibración a los aparatos de medición del ambiente (ver cuadro 1 18). Los recorridos óptimos preferentemente son determinados en el paso 124 de acuerdo con la función de ponderación 125 dentro de la función de transformación. En una modalidad particular, la función de ponderación recibe como entradas los datos de diseño de la investigación 120 (incluyendo las especificaciones de funcionamiento), así como los cálculos de posición combinados. La función de ponderación asigna la importancia relativa o pesos, a cada uno de los cálculos de posición combinados y los datos de diseño de la investigación 1 20 (incluyendo, en particular, las restricciones de dirección) para calcular un recorrido o forma óptima para la extensión. "Óptimo" en este sentido significa satisfacer tan cercanamente como sea posible, tanto las restricciones de dirección como los objetivos de la investigación debido a los cálculos de posición actuales de la extensión. Además del modelo de fuerza anteriormente mencionado, el modelo de la extensión puede ser operado por un modelo estocástico puro de los componentes de la extensión y puede ser un sistema de control de circuito cerrado como se describe en la Solicitud de Patente Internacional No. WO 00/20895 (controlador PI D basado en un modelo de fuerza), un red neural o puede emplear uno de los criterios de adaptación L-norm para calcular el comportamiento de la extensión . Esencialmente, cualquier método de teoría de cálculo adecuado para la coordinación optimizada de una serie de elementos de control de la extensión, puede ser aplicada para lograr un recorrido deseado para toda o parte de la extensión. Para el caso de una red neural, el modelo de la extensión tiene un patrón en las enseñanzas de la Patente Norteamericana No. 6,41 8,378 (el modelo de entrenamiento utilizando coordenadas de la extensión "de disparo instantáneo"). Si la función de transformación determina (cuadro 124) que se requiere o se desea una forma o recorrido diferente de la extensión, esta alteración de la extensión, es revisada o validada por una revisión de seguridad interna (ver cuadro 127). Si la revisión de seguridad determina que es seguro un nuevo recorrido o forma ("si"), el conjunto de coordenadas o la descripción de la forma de los elementos de control de la extensión que comprende el recorrido óptimo calculado recientemente son alimentados al modelo de la extensión 123 para obtener las correcciones apropiadas del comando de operación. Como un ejemplo de un nuevo paso optimizado, se toma la determinación de cuales de los aparatos o dispositivos que se pueden controlar deben de ser comandados. Se hace una búsqueda inicial utilizando el principio de que el dispositivo que va a ser comandado es el más bajo en la cadena que puede afectar todas las condiciones fuera de límite o no deseables. Por lo tanto, si la adaptación del capturador 19 y la adaptación de la fuente 16 se encuentran fuera de posición en la misma dirección, el cambio de posición de la embarcación 1 1 , el dispositivo de remolque "de origen", es más probable que sea la estrategia óptima. Si las adaptaciones del capturador y la fuente se encuentran fuera de posición en direcciones opuestas, el cambio de los controles individuales en cada sub-sistema podría ser óptimo. El cálculo óptimo se realiza utilizando las relaciones establecidas anteriormente, por ejemplo, un cambio del timón de un grado podría cambiar el movimiento lateral de la embarcación por 0.1 metros en promedio en un período de cinco segundos.

Para la validación, este cambio es extrapolado entonces hacia delante en el tiempo para revisar los efectos de la extensión completa en un período de tiempo que corresponde por lo menos al siguiente ciclo de actualización . Si los efectos no son deseables, se establece otra combinación de cambios de control y se repite el proceso de extrapolación. Sin importar las limitaciones de la dirección disponible para los elementos de control de la extensión que se puede definir, existe un conjunto óptimo de comandos de dirección. Podría ser que no sea posible lograr cambio alguno que logre una definición inicial de los resultados óptimos o deseables en el período de extrapolación directa. En este caso, la definición de óptimo es modificada, de modo que se buscan los cambios que logran los resultados deseados por el período de tiempo más largo. Si la revisión de seguridad interna 127 determina que no es seguro el recorrido óptimo calculado, esta respuesta "no" se vuelve a alimentar en línea al operador a través de la I nterfase Gráfica del Usuario (GUI ). El operador es notificado de esta manera de los componentes del recorrido que exceden los límites de revisión de seguridad y es avisado para que modifique el diseño de la investigación para mitigar la violación a la seguridad . Esto puede comprender la nueva ponderación de ciertos puntos objetivo a lo largo de la investigación base. El operador tiene la opción de tomar control del sistema y dirigir manualmente por el período de dirección fallada, para asegurar que no ocurran accidentes. En general, cuando se necesita una corrección, siempre existen dos tipos de correcciones que pueden ser hechas: una la cual elimina el error de la fuente haciendo un cambio de control en o delante (hacia arriba) de un área de problema; y otra, la cual elimina la propagación de un error o problema haciendo los cambios de control detrás (hacia abajo) del área de problema. Cuando son seleccionados los comandos de operación por el modelo de la extensión 123 para que realice el recorrido óptimo seguro validado, los comandos de operación mismos son validados en el paso 128. Este es un mecanismo seguro contra fallas para el algoritmo de selección del comando de operación. Si los comandos de operación son validados ("si"), son entregados a los elementos de control de la extensión para que se lleven a cabo (ver 130). Si los comandos de control fallan en el paso de validación ("no"), el operador es alertado nuevamente de una falla algorítmica y se le proporciona la opción de tomar el control manual o modificar uno de los parámetros que forman las restricciones de dirección. El ciclo de la función de transformación puede ocurrir tan frecuentemente como estén disponibles los datos de navegación y lo permita la energía de cómputo. Alternativamente, el ciclo se puede llevar a cabo de una manera menos frecuente y el modelo de la extensión vuelve a emitir constantemente comandos de operación que ocasionarán que la extensión se restrinja a la forma o recorrido óptimo determinado más recientemente. Con el paso del tiempo, se desarrolla el modelo de extensión óptima a través de la calibración, esencialmente un proceso de aprendizaje, comparando la historia de posición medida con los resultados del modelo esperados. Este modelo variará de acuerdo con el equipo dentro de la extensión y las condiciones del mar y del clima prevalentes. El modelo de la extensión 123 es preparado con un conjunto de coordenadas para que los componentes de la extensión determinen el punto de partida en el modelo. Esto acumula entonces una vista de modelo dinámico de los componentes de la extensión basada en las condiciones de las corrientes y las olas prevalecientes en el mar y los efectos de los elementos de control de la extensión entre otras de las cosas aquí mencionados y calibra o entrena de otra manera el modelo de la extensión. La calibración del sistema es lograda estableciendo la relación entre los parámetros del sistema y los residuales pronosticados. La causa de los cambios en las coordenadas del componente de la extensión pronosticado siempre se deberá por lo menos a uno de los cambios de la condición de operación del elemento de control, la corriente del mar y el aire de la superficie cercana. Las fuerzas naturales pueden ser conocidas por mediciones directas con medidores de corriente y aire, inferidas por los cambios del elemento de la extensión medidos con la solución de navegación, o por el pronóstico del modelo en un modelo de océano y/o predicción del clima, tal como los modelos disponibles a través de Horizon Marine. Planeación de Largo Plazo En áreas en donde las influencias más importantes son generadas por fenómenos que se pueden pronosticar y altamente determinantes, tales como corrientes de la marea, estas entradas pueden ser utilizadas para generar un conjunto óptimo de comandos de dirección hasta unos meses antes del tiempo de la investigación actual. El modelo de la extensión 123 entonces se puede extrapolar hacía delante utilizando los parámetros calibrados del modelo de la extensión. Ajustes de Tiempo Real al Recorrido Óptimo Planeado Durante la ejecución de la investigación, el recorrido óptimo, basado en la marea y otras corrientes, puede ser ajustado basado en las posiciones reales que se realizan a lo largo de la línea de investigación. Ocurre un escenario sin cambios cuando la trayectoria actual realizada se encuentra dentro de los límites establecidos para el recorrido planeado. Los límites de corredor sin cambios serán calculados, tanto para los cálculos de error asociados con los cálculos de posición del receptor y fuente combinados, así como las restricciones de navegación que se considera que proporcionarán un resultado óptimo. Esta revisión puede ocurrir por cada ciclo de la función de transformación. Si la trayectoria falla fuera del corredor sin cambios, entonces se requiere una corrección y el proceso cambia a la siguiente etapa. Esta siguiente etapa es para volver a ocupar el corredor sin cambios o algún otro corredor, tal vez más estrecho, pero centrado dentro del corredor sin cambios. Un ejemplo de una metodología para mantenerse dentro del corredor sin cambios es a través del control PI D de los elementos del control de la extensión. Si se logra un escenario sin cambios, se hace este análisis de modo que el escenario esté cambiando hacia los límites para descubrir si la corrección entonces sería deseable. La solución ideal es un escenario que permanezca en el término medio entre los límites de tolerancia aceptables. Resumen de la Función de Transformación Manifestado de una manera simple, el papel principal de la función de transformación 121 es tomar todos los datos de entrada 1 10 disponibles y transformarlos en comandos de operación necesarios para que todos los elementos de control de la extensión logren un objetivo de investigación seleccionado. Aunque pueden existir varias soluciones posibles para lograr el ajuste casi instantáneo a los requerimientos, la función de transformación calculará el conjunto de solución como está proyectado en el futuro para asegurar que los comandos de dirección hechos en este momento, no ocasionarán efectos no deseados por un tiempo en el futuro. Este tiempo puede, por ejemplo, ser la duración de tiempo para que la extensión completa pase por una localización determinada. Durante cada ciclo, las entradas se colocan en la función de transformación 121 la cual vuelve a evaluar las condiciones de operación actuales y cualquier necesidad de un conjunto óptimo nuevo de condiciones de operación, incluyendo pero sin limitarse a, los comandos de dirección y calcula los ajustes que sean necesarios.

Calibración Como se mencionó anteriormente, el modelo de la extensión 123 preferentemente es calibrado utilizando los cálculos del parámetro de modelo de la extensión basados en los residuales pronosticados y/o comportamiento medido, los cuales están basados en los datos de navegación 1 12. Por lo tanto, la calibración aprovecha los resultados medidos disponibles, tales como las posiciones obtenidas o calculadas utilizando otro método, tal como las redes acústicas o GPS, para entrenar el modelo de la extensión antes y después de cualquier secuencia del ciclo de función de transformación sin calibrar o individual. El paso de calibración preferentemente incluye minimizar la diferencia entre los residuales pronosticados, calculando los parámetros del modelo de la extensión que resulten de acuerdo con el cálculo de posición. De esta manera, es posible retroalimentar la colocación de la información de calidad, de modo que la exactitud de los componentes del control de la extensión que contribuye al proceso de predicción de la posición puedan ser mejorados. Los parámetros del modelo de control de la extensión que podrían ser calibrados incluyen, los coeficientes de arrastre del cuerpo remolcado, coeficientes de elevación, error del medidor de corriente, errores del medidor del aire, inclinaciones de las condiciones de operación. La calibración de estos parámetros estrechará la diferencia entre las coordenadas del recorrido (previamente designados) y la trayectoria (real).

La minímización se puede lograr relacionando matemáticamente los parámetros de otro tipo de modelo o el hidrodinámico con las observaciones que operan el modelo. La fuerza de corriente en la fuerza del mar y el aire en la superficie del mar, son el ambiente o régimen de fuerza natural, mientras que las fuerzas contra-mecánicas generadas por los elementos de control de la extensión son utilizadas para colocar de manera óptima la extensión. Un ejemplo de la calibración del comportamiento de la extensión a través del funcionamiento medido es la pluma dirigida lograda. Debido al rango de fuerzas laterales demandadas de los SSDs 38, un rango de ángulos de pluma dirigidos puede ser medido como un resultado. Este resultado será único para el régimen de corriente local y la extensión que se está remolcando. Varios ángulos de pluma dirigidos al capturador pueden ser pronosticados y logrados, si se encontraran en el pasado reciente y por lo tanto, la respuesta del SSD es calibrada. De un modo similar, el tiempo tomado para lograr varias plumas dirigidas puede ser medido y utilizado para diagnosticar el cambio de pluma requerido para lograr las formas objetivo del capturador óptimo. El rango posible de fuerzas laterales demandadas de cualquiera de los elementos de control de la extensión está limitado, especialmente en el marco de la adquisición normal de datos (casi un remolque recto). Por esta razón, solamente es necesario un subconjunto pequeño de la función total que describe la respuesta temporal y espacial del sistema total para la predicción de los cambios increméntales pequeños demandados bajo la operación normal. Alternativamente, la adaptación del modelo matemático puede emplear un modelo estocástico puro de los componentes de la extensión. Otros ejemplos de los pasos de adaptación del modelo matemático pueden incluir uno de los criterios de adaptación L-norm, el controlador PID, filtro Kalman o una red neural o cualquier combinación de los mismos. Sistema En otro aspecto, la presente invención proporciona un sistema para controlar la extensión de investigación sísmica 10. El sistema está localizado preferentemente a bordo de la embarcación 1 1 , pero los expertos en la técnica apreciarán que uno o más componentes pueden estar localizados en alguna otra parte, tal como otra embarcación o en una playa, como en un monitoreo remoto de una investigación desde una oficina con base en la playa, que incluye algunos o todos los cálculos de la función de transformación, dependiendo del índice de transferencia de datos disponibles. El sistema incluye una base de datos para recibir los datos de entrada 1 10 y un conjunto de medios legibles por computadora que tienen instrucciones ejecutables por computadora que realizan colectivamente la función de transformación 121 , tal y como aquí se describe. Por lo tanto, un primer medio legible por computadora tiene instrucciones ejecutables por computadora para calcular las posiciones de las fuentes 16 y los receptores 21 utilizando los datos de navegación 1 12, las condiciones de operación 1 1 6 y los datos ambientales 1 1 8. U n segundo medio legible por computadora tiene instrucciones ejecutables por computadora para determinar los recorridos óptimos para las fuentes 16 y los receptores 21 utilizando una porción de los datos de entrada 1 1 0, que incluye por lo menos los datos de diseño de la investigación 120. Un tercer medio legible por computadora tiene instrucciones legibles por computadora para calcular los comandos de operación para por lo menos dos de los elementos de control de la extensión utilizando por lo menos uno de los recorridos óptimos determinados. Estos medios legibles por computadora pueden ser combinados o consolidados de una manera que es bien conocida en la técnica, tal como colocando las instrucciones ejecutables por computadora respectivas en un solo disco compacto. Los comandos de operación preferentemente toman en cuenta las demoras de tiempo de respuesta de la extensión 1 0, tal como se describió anteriormente. Validación Un componente importante del sistema de control de la extensión de la presente invención , es la validación independíente (pasos 127, 128) de los recorridos óptimos calculados en el paso 124 y los comandos de operación calculados en el paso 126. La validación es importante por varias razones, incluyendo: 1 . para asegurar la seguridad de la embarcación 1 1 y otras embarcaciones cercanas; para asegurar que los elementos de control de la extensión son operados dentro de las tolerancias del fabricante; y para asegurar que se evita que se propaguen las fallas individuales en pérdidas o daños costosos del equipo. lidación ocurre en varios niveles y modos de operación. es niveles de validación incluyen: consistencia interna de recorrido óptimo para todos los elementos de la extensión dentro de la extensión 1 0; a. ¿se encuentran los cambios de posición pronosticados dentro del límite de proximidad relativa de la extensión? b. ¿se encuentran los cambios de velocidad pronosticados dentro del límite de velocidad relativa de la extensión? c. ¿se encuentran los cambios de posición pronosticados dentro del límite de proximidad de obstrucción? d. ¿se encuentran los cambios de velocidad dentro del límite de obstrucción de velocidad relativo? e. ¿se encuentra la tensión resultante pronosticada dentro de los límites de tensión permitidos? parámetros que se encuentran en los parámetros de comando de operación dentro de los límites apropiados para los modos de operación particular; a. ¿se encuentra la tensión resultante pronosticada dentro de los límites de tensión permitida? b. ¿están todos los ángulos de ataque del desviador dentro de los límites para que no se atore? c. ¿están todos los ángulos de ataque de las alas dentro de los límites para que no se atoren? d. ¿se encuentran todos los aparatos de control de la embarcación dentro de los límites para restringir el cambio de orientación? 3. comandos de operación enviados a los dispositivos con un alto grado de acoplamiento para ser revisados por el antagonismo (por ejemplo, capturadores adyacentes a la dirección orientados hacía ellos cuando ya están demasiado cerca). os modos de operación tomados en cuenta incluyen: 1 . producción de línea recta - caracterizada por índices de cambio bajos de los parámetros del comando de operación; 2. producción de línea no recta - caracterizada por índices de cambio medio; 3. vuelta durante la no producción - caracterizada por índices de cambio más altos; 4. despliegue - caracterizado por índices de cambio altos y algunos límites que no están siendo observados; y 5. emergencia - caracterizada por menos controles en los parámetros de comandos de operación. La validación incluye además la revisión de los límites del sistema, tales como: 1. que no se excedan los límites de control del elemento de control de la extensión - por ejemplo, topes del extremo en el timón; 2. que no se excedan los límites del sensor del ambiente - por ejemplo, la tensión de remolque, la inmersión del capturador en un área plana; 3. cambios en el índice de respuesta al ajuste del control de elemento de control de la extensión - por ejemplo, un cambio de dirección puede tener poco efecto en una embarcación si el aire está soplando en dirección opuesta, pero un efecto grande si el aire lo está ayudando; y 4. la posición del componente de la extensión no se encuentra fuera del área aceptable (o dentro de un área inaceptable). En la operación normal, la validación permitirá que procedan los ajustes de control revisados para el controlador del elemento de control de la extensión respectiva después de la validación positiva.

Si la solicitud es rechazada, se envía un mensaje de advertencia al Operador y la solicitud es bloqueada. Entonces el Operador tomará la acción de comando que sea necesaria para controlar y corregir la situación.

Ejemplo del Modelo de Acoplamiento Mínimo En una modalidad particular de la presente invención que emplea un modelo hidrodinámico dentro de la función de transformación , ahora se describirá haciendo referencia a las figuras de la 3 a la 1 3. Los elementos de control de la extensión serán controlados tan independientemente como sea posible, o pueden ser coordinados manualmente por un operador. Dentro del marco de referencia de la embarcación, los elementos de control de la extensión son tratados tan independientemente como es posible. En otra modalidad de la presente invención , todos los elementos de control de la extensión son controlados por un sistema de control justamente integrado con un modelo acoplado de manera extensa. Dirección de la Embarcación En la dirección de la embarcación , el papel que juega la embarcación en el control de la extensión es colocar los puntos de remolque para los cuerpos de la extensión remolcados, de modo que se pueda maniobrar dentro de una posición óptima para cada disparo sísmico. Las características reactivas de una embarcación de investigación (es decir, sus especificaciones de funcionamiento) deben de ser parte del algoritmo que planea la dirección de la embarcación. Cuando se calcula la distancia en el futuro para proyectar el recorrido de la embarcación, deberá ser considerado el conocimiento de las fuerzas que serán encontradas por la embarcación 1 1 junto con la trayectoria futura. La cantidad de dirección necesaria para controlar las posiciones de la fuente y receptor puede ser influenciada por la investigación base. Si la investigación base fue realizada para optimizar la cobertura, pueden haber ocurrido fuentes de corriente con componentes de línea transversal y hacer que la extensión oscilara a lo largo de la línea de disparo. Especialmente, en las configuraciones de investigación convencionales, la dirección de la embarcación es el método más usual para reducir el sobrellenado. Sin embargo, si la investigación base fue realizada para optimizar la probabilidad de repetir exitosamente las mismas trayectorias del rayo de energía sísmica en investigaciones futuras, la embarcación podría haberse dirigido recta a lo largo de una línea previamente trazada. Dependiendo del objetivo de la investigación, uno o más componentes de la extensión deben ocupar el espacio objetivo a lo largo de la línea de investigación. La trayectoria de la embarcación permitirá que esto se pueda calcular utilizando un método de mapeo de mejor costo, tal y como se describe en la Patente Norteamericana No. 6,629,037. Desacoplamiento de los Elementos de Control de la Extensión Entre Ellos Como se manifestó anteriormente, dentro del marco de referencia de la embarcación, pueden ser ejercidas líneas de fuerza cruzada por los elementos de control de la extensión que están siendo remolcados. Por lo tanto, la embarcación se debe ver como si estuvieran acopladas a la extensión remolcada, pero los elementos de control de la extensión se pueden ver como si ellos fueran independientes dentro del marco de referencia de la embarcación . El acoplamiento a la embarcación será ponderado por uno o más elementos de la extensión remolcada, dependiendo del objetivo del sistema. Actualmente se considera que el desacoplamiento de los elementos de control de la extensión dentro del modelo de control de la extensión proporciona la mejor solución (aunque existan otras) para determinar la forma en que interactúan los elementos e influyen en la trayectoria de la embarcación. Si los elementos de control de la extensión pueden controlar adecuadamente la extensión 1 0 para cubrir los objetivos de colocación sin contribución de línea cruzada de la embarcación 1 1 , los elementos de control de la extensión son, hasta un alto grado prácticamente y conceptualmente desacoplados de la embarcación. La Adaptación de Fuentes El movimiento en línea de las adaptaciones de fuentes 1 6 es determinado por la embarcación 1 1 . La distancia de línea cruzada que pueden viajar las adaptaciones de fuentes están restringidas por la configuración de remolque (por ejemplo, cuerdas o cables 20). Si las adaptaciones de fuentes pueden ser dirigidas dentro del corredor de restricción de línea cruzada y el objetivo se encuentra dentro de este corredor, se puede lograr la colocación óptima de las fuentes. Son posibles varios mecanismos para la colocación dentro de este corredor. Estos incluyen: 1 . cadenas de pistolas extra-paralelas que pueden ser combinadas dinámicamente para proporcionar la adaptación de fuentes de acuerdo con su proximidad a la posición de línea cruzada deseada; 2. sistemas de maquinilla que controlan la configuración de remolque en relación con las cuerdas de remolque del capturador externo; y 3. los desviadores de la adaptación de fuentes con ángulos de ataque controlables. Por medio de estos mecanismos, la posición de la fuente puede ser dirigida en línea cruzada para obtener la mejor posición posible, dependiendo del mecanismo que se está utilizando, sin ninguna preocupación por cualquier otro elemento de control de la extensión. Esto supone que la embarcación 1 1 no se ha desviado de la línea cruzada del trazo previo por más de lo que puedan corregirla los dispositivos de dirección de la fuente 1 7 (por ejemplo, está desacoplada) y las fuerzas de línea cruzada sobre las adaptaciones de fuentes 16 puede estar contenida en el dispositivo de dirección 17 durante el uso. Desviador de Extremo Frontal del Capturador que se Puede Dirigir (SFED) El SFED 22 desarrollado por las aplicaciones de lapso de tiempo puede conducir la línea cruzada del extremo frontal de los capturadores 1 8. Dependiendo de la longitud del cable principal 20, el movimiento de línea cruzada cambiará el componente en línea de los capturadores individuales dando un salto al extremo frontal colectivo, generalmente denominado el salto del extremo frontal del capturador. En este caso, existe un acoplamiento entre la línea cruzada y en línea, pero es ligero. Existen varias razones para dirigir el extremo frontal de los capturadores 18. Una es evitar que giren los extremos frontales del capturador exterior, (salto del extremo frontal). Una de las causas más evidentes del salto del extremo frontal es la dirección de la embarcación. También, se puede utilizar la dirección de SFED para cambiar el frente de la línea cruzada de los capturadores. Finalmente, la separación del capturador de control de los SFEDs. Todos estos objetivos de dirección contribuyen a colocar el extremo frontal del capturador, el cual es el punto de referencia para el algoritmo de dirección del capturador que se describe más adelante. Dispositivos de Dirección del Capturador (SSDs) El controlador global SSD tiene varios modos de operación con el objetivo para presentar una forma del capturador demandada individual o colectiva. La pluma constante y la separación constante son dos ejemplos: Modalidad de Pluma En la modalidad de pluma, el controlador global SSD utiliza el extremo frontal del capturador en un punto de referencia (srp), efectivamente un origen, desde el cual es calculada la forma ideal del capturador en relación con alguna dirección de referencia, por ejemplo, la dirección de la línea del trazo previo. Un caso de esta forma es un capturador 18 con una pluma constante, es decir, que substancialmente el capturador completo tiene la misma pluma que se puede observar en la figura 3. Por lo tanto, se obtiene una pluma deseada de cero grados dirigiéndose hacia un capturador virtual calculado que se extiende directamente hacia atrás del punto de referencia frontal del capturador y paralelo a alguna dirección de referencia como la dirección de línea del trazo previo. Aquí existe un acoplamiento o cooperación entre el SFED y el controlador global SSD. Tal y como se manifestó anteriormente, dirigirlo para obtener el punto de referencia correcto del extremo frontal del capturador, es otro objetivo de la dirección del SFED. Modo de Separación Constante Esta modalidad, mostrada en la figura 4, funciona comparando la distancia desde el SSD en el capturador adyacente a la separación deseada. Las funciones de los SSDs son mantener todos los capturadores separados a alguna distancia ingresada por el usuario. Durante los períodos de salto, el componente de línea cruzada de la distancia es solucionado por comparación. Límites para la Dirección La anticipación de las fuerzas hacia delante, particularmente las fuerzas de línea cruzada ocasionadas por las corrientes, dictará a que comandos de operación (por ejemplo, dirección) proporcionarán el mejor resultado. Sin embargo, la dirección de los elementos de control de la extensión puede no superar todas las fuerzas de línea cruzada que podría encontrar la extensión. Cuando es alcanzado el límite de dirección de la extensión, la función de transformación 121 optimiza la forma de la extensión 10 para que se adapte al objetivo de la investigación. La forma óptima del capturador podría ser recta con un ángulo de pluma deseado (ver por ejemplo, figura 3), y podría tener ángulos de pluma locales definidos por segmentos a lo largo del capturador para lograr la mejor adaptación para una forma de investigación del capturador anterior (ver por ejemplo, figura 5) o los capturadores podrían ser separados de manera uniforme (ver por ejemplo, figura 4) para permitir una mejor interpolación del trazo en el paso de procesamiento de los datos sísmicos. Modelo de Corriente dentro de la Función de Transformación El mismo modelo de corriente simple descrito para la pluma de la adaptación de fuentes e ilustrado en la figura 9, se aplica también a los capturadores 1 8. Siempre que la corriente sea constante hasta cierto grado en la longitud del capturador, es válido el mismo modelo y la capacidad que lo acompaña para pronosticar ángulos de pluma naturales futuros. La capacidad del modelo de la extensión calibrada para lograr la pluma dirigida puede ser agregada a la pluma natural para obtener una forma deseada del capturador. Modelo de Fuerza dentro de la Función de Transformación Los modelos de fuerza hidrodinámicos deseables pueden ser calculados mediante las enseñanzas del libro de: P. P. Krail y H . Brys, "La Forma de un Capturador Marino en una Corriente Cruzada" (The Shape of a Marine Streamer ¡n a Cross-Current), Vol. 54, No. 3 del Journal of the Society of Exploitation Geophysicísts; Ann P Dowling , en las publicaciones de "The Dynamics of Towed Flexible Cylinders", Parte 1 : Neutrally Buoyant Elements, y Parte 2: Negatively Buoyant Elements, 187 Journal of Fluid Mechanics, páginas 507 a 532, y 533 a 571 , respectivamente (1988); la publicación de C.M. Ablow y S. Schechter, en "Numerical Simulation of Undersea Cable Dynamics", Ocean Engineering, 10: páginas 443 a 457 (1983). Los algoritmos utilizados para pronosticar el funcionamiento del capturador dentro de la función de transformación están basados en estas enseñanzas y proporcionan una mejora importante a la predicción del comportamiento del capturador cuando es combinado con modelos de elementos de control de la extensión acoplados con el capturador. Un ejemplo de una implementación comercial de las formas del cable del capturador resultante de la teoría del modelo de fuerza de la referencia anterior, incluyendo los SSDs, es el software de diseño de cable OrcaFlex™ de Orcina. Fórmulas de Optimización del Recorrido Estas fórmulas están basadas en la optimización de las diferencias entre las posiciones deseadas y reales y/o las formas a lo largo de una línea de disparo para los cuerpos individuales de la extensión y suponen el desacoplamiento, tal y como se describió anteriormente. Una restricción silenciosa es el tiempo de reacción de los diferentes dispositivos de dirección. Los tiempos de reacción pueden ser medidos con cualquier frecuencia, dependiendo del índice de solución de navegación. Los tiempos de reacción son prácticamente del orden de los disparos, es decir, generalmente de diez segundos. Por lo tanto el control de dirección planeará varios disparos hacia delante y es probable que sean dependientes de la embarcación y la extensión. Además, en los cálculos de calibración, los tiempos de reacción de los elementos de control de la extensión serán calculados basados en la historia reciente de los tiempos de reacción, aprendidos de la entrada de datos de navegación 1 12. Estos cálculos del tiempo de reacción para los diferentes elementos de control de la extensión, serán utilizados entonces en el cálculo de la trayectoria óptima 124 para facilitar el cálculo de comandos de operación realistas (en el paso 126). Trayectoria de la Embarcación El recorrido de la embarcación puede ser planeado para que mantenga el punto de remolque de los elementos de control de la extensión remolcados dentro del corredor de restricción que permite que se logre la dirección disponible en la extensión para la forma y recorrido objetivo. Por lo tanto, debido a la forma particular deseada que puede ser lograda por los elementos de control de la extensión remolcados, se calcula una trayectoria óptima para los puntos de remolque, de modo que proporcione un componente de línea cruzada adecuado en relación con el recorrido óptimo de la extensión remolcada. El recorrido óptimo de la extensión remolcada es calculado del objetivo de la fase presente de la operación. Puede ser una investigación con el lapso del tiempo y el objetivo podría ser para que cierto grupo de compensación vuelva a ocupar el mismo recorrido que en la investigación base. Podría ser el paso cerrado de una plataforma de producción y el objetivo es para el objeto remolcado más cercano, por ejemplo, el extremo del capturador, para que mantenga la distancia de 50 metros de la plataforma. Con este recorrido realizado, la extensión remolcada es desacoplada en el sentido que se puede maniobrar de manera adecuada dentro del marco de referencia de la embarcación. El algoritmo que permite este recorrido del punto de remolque es un método de mapa de mejor costo como se describió en la Patente Norteamericana No. 6,629,037. En este caso por ejemplo, a un elemento particular de la extensión, un grupo de compensación de los capturadores o el centro de la adaptación de fuente, se le proporciona un peso mayor en la búsqueda del mejor recorrido para la embarcación. El modelo de acoplamiento puede ser, por ejemplo, una línea recta entre el punto de remolque de la embarcación y el elemento de la extensión con peso alto y será tan exacto como la capacidad del sistema de control de la extensión para realizar esa forma. La meta del estimado del recorrido del punto de remolque de la embarcación será dar un cambio de línea cruzada entre el punto de remolque y el elemento crítico de la extensión. El recorrido se puede volver a calcular con tanta frecuencia como lo permita la potencia de computación. El nuevo cálculo del recorrido puede no ser requerido en una alta frecuencia, ya que el punto de remolque de la embarcación en el marco de referencia relativo al área y el elemento de extensión remolcado en relación con el punto de remolque de la embarcación, cambian de manera lenta en la dirección de línea cruzada durante una investigación típica. Este estimado del recorrido puede ser calculado en la etapa de planeación con un estimado previo a la investigación de la pluma dirigida del cuerpo de la extensión, y el conjunto objetivo de la extensión de la investigación objetivo. Este recorrido planeado puede ser utilizado en el algoritmo siguiente para anticipar la cantidad de dirección que podría ser requerida para una investigación particular.

Una vez que es calculado el recorrido, como un punto de partida en la posición del punto de remolque de la embarcación actual, se calcula un plan para realizar este recorrido. Aquí, el tiempo de respuesta de la embarcación es el factor de limitación. El recorrido calculado del mejor costo se puede llevar a cabo de una manera estable que minimice la sobredirección. Un recorrido suave de la embarcación para ocupar el recorrido óptimo puede ser calculado con el algoritmo siguiente. La estructura de coordenadas relativa al área es utilizada para este desarrollo. En este marco de referencia, y es el eje en línea y x es el eje de línea cruzada. Por lo tanto: ?Vesx = XSp¡ — XSpi+n Ecuación 2 ?VeSy = Ysp¡ - Yspi+n Ecuación 3 en donde: sp/ es el número /' del punto de disparo. sp,- + „ es el número / del punto más n disparos en el futuro.

? Ves* es la diferencia entre la coordenada de línea cruzada de la embarcación actual y la coordenada de línea cruzada de n disparos hacia delante de la investigación anterior. ? Vesv es la distancia del punto de disparo. El modelo de dirección como se muestra en la figura 6, es una línea recta: (?Vesx) d¡rigid0= m(2Í Vesy) c¡mfdo+ ß Ecuación 4 en donde: m es la inclinación estimada o el cambio de línea cruzada para dirigirla embarcación con el movimiento en línea, ß es la coordenada de línea cruzada actual. El plan de dirección está basado en la línea de mejor adaptación para estimar el recorrido del mejor costo descrito anteriormente. Las ecuaciones de observación se escriben en la anotación de la matriz: A, = b + v Ecuación 5 en donde: A Ecuación 6 x = m, el estimado de inclinación b = (? Ves*/? Vesy) medido v el residual de la adaptación. La solución de mínimos cuadrados en esta ecuación puede ser escrita: x = (AlA)" b Ecuación 7 Una matriz simple A mostrada anteriormente tendrá más importancia en la solución ponderada. El ejemplo mostrado proyecta cuatro puntos de disparo hacia delante, como son representados por las cuatro ecuaciones de observación indicadas en la matriz A. Con el objeto de restringir la cantidad de dirección ocasionada por uno o más puntos de disparo futuros que fueron el resultado de una dirección deficiente y que no son indicadores de la tendencia, podemos introducir la ponderación dinámica. La solución L2 ponderada se escribe: x = (AlPA) - i ' A . t'tPé Ecuación 8 en donde: P«0 0 0 P = O O PÍ/ 0 Ecuación 9 0 0 0 P« una repetición (/'/' = 1 ).

Los residuales son calculados de la repetición (// = 1 ) con: V(« =1) = x — O Ecuación 10 Cada residual individual es comparado con la desviación estándar de todos los residuales. El residual más grande es también mayor que el límite que ocasionaría cambios de orientación excesivos: Por ejemplo, | v|/7 > 2 s ,-,- puede ser ponderado de manera descendente como alguna función del residual y nuevamente la línea de adaptación con: P(ü + 1 ) = f( | v| ) if I v¡ ¡¡>2 s j¡ Ecuación 11 y -a _ tj JÍ- U ^ Ecuación 12 P(ü + i)= Pi¡ ?f ¡v| ,i<2s ¡j Las nuevas ponderaciones continúan hasta que es aceptable el cambio de orientación al conjunto de objetivos para los objetos de control de la extensión remolcados. Alternativamente, puede ser aumentado el valor „ hasta que una tendencia de largo plazo proporciona un cambio de orientación que es aceptable. Se utiliza un número mínimo, dependiendo de la respuesta posible de la embarcación. Si el cambio de orientación resultante es más grande que el límite, la línea se puede volver a calcular basada en la mejor adaptación para „ + 1 y así sucesivamente, hasta que el cambio de orientación se encuentra debajo del límite.

Este cálculo del recorrido de la embarcación es repetido por cada ciclo de disparo basado en la posición real ocupada en el momento del disparo. En una aplicación de investigación previa, la posición de cada disparo es tomada como que es la posición que se habría alcanzado después de viajar a lo largo de la línea recta hasta que se alcanza la siguiente ubicación de disparo. En cada disparo, se sigue una nueva línea, proporcionando una nueva orientación. El estudio de la mejor investigación previa de estrategia de dirección en la etapa de planeación, permitirá un mejor entendimiento de lo lejos que se extiende la línea de adaptación a través del ensayo y el error. Además, se proporcionará al navegador una idea de la dirección aproximada que podrían encontrar. Entonces se puede volver a calcular en línea para proporcionar la dirección requerida en el sitio, pero con períodos de restricciones y difíciles identificados en la fase de diseño de la investigación . El cambio de orientación máxima será determinado por un número de consideraciones que incluyen: 1 . la capacidad de la embarcación 1 1 para mover los puntos de remolque de la línea cruzada de los elementos de extensión; 2. la capacidad de la extensión remolcada para moverse en línea cruzada en un disparo (un elemento de control de la extensión limitará el resto); 3. la ponderación basada en cuantos disparos estarán fuera de la especificación (es decir, se desviarán de la trayectoria óptima), con proyecciones más largas que se ven hacia delante; 4. el valor de la zona de la investigación, en donde unas áreas o zonas del área de investigación total podrían ser de menos interés que otras debido a los objetivos de la subsuperficie que se considera que existen ahí; y 5. la ponderación del elemento de la extensión, el nuevo cálculo del recorrido del mejor costo. La velocidad de disparo normal de la embarcación proporciona un flujo de agua relativo al dispositivo adecuado para operar los dispositivos de dirección pasivos, tales como los SFEDs. La fuerza resultante de los cambios en los elementos de control de la extensión remolcados no deberán tener un impacto importante en la orientación de la embarcación. Como un ejemplo, considerar una tensión diferente que cambia de manera rápida y significativa del puerto hasta los puntos de remolque a bordo que ocasionaría que la embarcación quedara a la deriva. Por lo tanto, la tensión debe ser monitoreada en los puntos de remolque para asegurar que no es excesiva y también deberá estar en equilibrio en relación con la embarcación. La figura 6 ilustra una línea recta de mejor adaptación de acuerdo con una proyección que mira al futuro de cuatro puntos de disparo, en donde las proyecciones residuales son calculadas de nuevo basadas en la ubicación después de cada punto de disparo. El número de disparos en el futuro que definen la línea determinan lo drástica que será la dirección, siendo un punto de disparo el más drástico. La figura 7 muestra una combinación de líneas rectas de mejor adaptación hacia el frente como las de la figura 6. El recorrido que se mira hacia delante segmentado resultante es más suave y más realista la trayectoria de la embarcación comparada con la línea de investigación anterior. Aquellos expertos en la técnica apreciarán que el recorrido de línea recta descrito anteriormente es solamente un modelo que puede ser utilizado para aprovecharlo de acuerdo con la presente invención. La Fuente El comportamiento de las adaptaciones de fuentes puede ser medido con una función de un cambio de orientación. Las adaptaciones de fuentes siguen en un alto grado el recorrido de la embarcación, pero también pueden ser una línea cruzada cambiada por la corriente y, en un grado menor, el aire. Un dispositivo de dirección de la fuente 17 puede compensarse solamente por una cantidad limitada de cambios de línea cruzada. Una vez que se excede el límite de dirección, la dirección de la embarcación es la única herramienta que queda para colocar la fuente en la posición deseada. Calibración de Fuentes para la Dirección Con el modelo calibrado del comportamiento de la adaptación de fuentes en relación con la embarcación 1 1 , la posición de la adaptación de fuentes puede ser pronosticada en relación con la embarcación a lo largo de la línea de investigación. Los factores que pueden ser agregados al modelo de predicción son las corrientes y el aire esperado a lo largo de la línea. Las medidas del cambio en línea y de línea cruzada son proporcionadas por los receptores GPS en los flotadores de la adaptación de fuentes. La localización de los receptores GPS en la adaptación de fuentes proporciona la cantidad de cambio en las coordenadas de adaptación de la cadena de pistolas con respecto a los cambios de orientación. Para cada nueva orientación de la embarcación, el tiempo y trayectoria tomados por la adaptación de fuentes 16 antes de que se estabilice detrás de la embarcación 1 1 es la medida de la reacción del sistema. Efecto de la Corriente en la Adaptación de Fuentes y la Calibración de la Corriente Además del efecto de los cambios de orientación de la embarcación, puede ser medido el comportamiento de la fuente debido a otras fuerzas relevantes, tales como el aire. El cambio de línea cruzada de la fuente inducida por la corriente puede ser expresada en términos de otro ángulo de pluma y descrita mediante la comparación simple ilustrada en las figuras 8A y 8B. El resultado del movimiento de la embarcación y los vectores de corriente de agua en el marco de referencia en relación con el área proporciona el ángulo de pluma de la fuente. Por lo tanto, debido a que el valor de R (la distancia del punto de remolque de las fuentes en la embarcación o cualquier punto en la cadena de pistola) y el ángulo de pluma, pueden ser pronosticadas las coordenadas de la adaptación de fuentes. Debido a que la relación entre el ángulo de pluma y la corriente es conocida, en ausencia de un aire de línea cruzada importante, el ángulo de pluma medido proporciona la dirección de la corriente y puede ser utilizado para calibrar cualquier fuente por la información de corriente. La figura 8B muestra una representación esquemática de la resolución del vector de velocidad de la corriente y embarcación. Las corrientes de aire con componentes de línea cruzada, el aire contra los flotadores de superficie de la adaptación de pistolas cambiará la línea cruzada de la adaptación de fuentes si la fuerza ejercida es lo suficientemente grande. Con el objeto de calcular el desplazamiento de línea cruzada, debe ser utilizado un modelo aerodinámico del área de superficie del flotador. SFEDs Los SFEDs pueden reaccionar a los cálculos de posición de los puntos de referencia de la cabeza del capturador como se utilizan en el momento para operar la modalidad de pluma SSD en el controlador global. La proximidad esperada de los SFEDs a las coordenadas de la investigación base o el trazo previo basada en la posición del punto de remolque de la embarcación estimado será la base para el cálculo de los comandos de operación (dirección) de los SFED. El objetivo de los SFEDs será operar la cabeza de los capturadores dentro de la posición óptima para permitir que los SSDs localicen de manera óptima la longitud del capturador. Además, los SFEDs deben estabilizar el extremo frontal de los capturadores, el cual es especialmente importante para los SSDs en la modalidad de pluma, ya que la pluma es calculada desde el punto de referencia del extremo frontal. Igual que los comandos de dirección, la dirección de la embarcación está basada en el tiempo de reacción de los SFEDs. El tiempo de reacción del SFED será medido de manera continua durante la investigación y retroalimentado a la función de transformación para calibrar el período hacia el frente. El mismo modelo que se describió anteriormente para la dirección de la embarcación - la adaptación de línea recta de algún número de los puntos de disparo al frente - como un ejemplo de la forma en que pueden ser calculados los comandos de operación para los SFEDs. Por ejemplo, una orientación nominal perpendicular al trazo previo, podría ser la orientación deseada de la extensión durante la investigación base. Una grabación de la orientación de la investigación base que contiene cada disparo de la investigación base se vuelve a reproducir durante la investigación de repetición para proporcionar la orientación objetivo al SFED. Además de la orientación, la colocación de la línea cruzada puede ser lograda por el SFED. Las posiciones de la investigación base de los extremos frontales del capturador serán utilizadas para determinar lo que da la orientación del extremo frontal del capturador para las posiciones de repetición óptimas. Las extensiones de investigación de largo plazo o de repetición pueden tener el mismo número o más capturadores que la investigación base. Las extensiones de largo tiempo pueden tener las mismas distancias de separación del capturador o más densas también. En todos los casos, el objetivo sería acoplar las coordenadas del extremo frontal del capturador en las posiciones de la línea cruzada y en línea. La figura 9 muestra una corrección o cambio en el extremo frontal del capturador mediante la ejecución de los comandos de operación entregados a los SFEDs. La corrección da como resultado que sea compensado el extremo frontal del capturador en un ángulo para hacer bueno el curso, superando el ángulo de deriva ? inducido por la corriente. Además de la orientación , un medio de coordenada de línea cruzada en el marco de coordenadas en relación con la embarcación puede ser calculado para propósitos de dirección. Este medio del extremo frontal del capturador puede ser utilizado como un objetivo. Por consiguiente, la figura 1 0 muestra los centros del extremo frontal del capturador siendo adaptados a un recorrido de dirección deseado. El comportamiento del extremo frontal de la extensión con respecto a la orientación de la embarcación puede ser calculado de un modo similar al que se describió anteriormente para la adaptación de fuentes. La rotación de los puntos de remolque pueden ser, ya sea medidos directamente mediante la localización de antenas GPS en los mismos o indirectamente a través del cambio en el cálculo de coordenadas de extremo frontal del capturador como una función de los cambios de orientación de la embarcación. Como en el caso de la adaptación de fuentes, una corriente mayor que la capacidad del SFED para la dirección conducirá el extremo frontal fuera de equilibrio. Además, los SSDs pueden ayudar a los SFEDs anticipando el cambio en la orientación de la embarcación y el estimado del impacto ocasionado por el cambio de orientación en el extremo frontal del capturador. Boyas Traseras que se pueden Dirigir Debido que los capturadores no son controlados después que el último SSD, las boyas traseras serán útiles para traer los extremos de la cola a su lugar. La colocación en la modalidad de pluma será la continuación de la línea de pluma recta hecha por los SSDs, paralela a la longitud completa del capturador. Para obtener compensaciones largas, serán útiles las boyas traseras que se pueden dirigir para lograr que el extremo de cola del capturador se encuentre sobre el objetivo. Cálculo Óptimo del Ángulo de Pluma Desacoplando el recorrido de la adaptación fuentes y suponiendo un capturador recto, adaptar una línea al conjunto de coordenadas ocupadas por los receptores anteriores a lo largo de un capturador es una solución que desacopla el control de la fuente del control del capturador. La embarcación y los SFEDs cooperarán para hacer que el extremo frontal del capturador, llamado el punto de referencia del capturador (srp), quede en posición. Tanto la planeación de la investigación previa como la de tiempo real, la predicción de las coordenadas de los srps serán utilizada por el controlador global como un punto de partida del capturador. A partir de este punto de partida del capturador pronosticado, puede ser calculada una adaptación de mínimos cuadrados de línea recta a los objetivos a lo largo de los capturadores de la investigación base por cada disparo. Esta adaptación proporcionará un acoplamiento óptimo del ángulo de pluma del capturador. Se puede calcular un ángulo de pluma individual o global para los capturadores. El controlador global dará instrucciones a los SSDs para que asuman este ángulo de pluma para la dirección. Los ángulos de pluma demandados no deben de cambiar más rápidamente que el tiempo especificado de un disparo al siguiente. Esto puede ser limitado como en la adaptación de línea recta para la trayectoria de la embarcación aislando el objetivo responsable de cualquier demanda de un cambio rápido en el ángulo de pluma. Este cálculo se puede hacer previo a la investigación y la velocidad del ángulo de pluma limitada o en otras palabras, que se encuentra fuera de los disparos ponderados de manera baja. Ángulo Óptimo de Pluma para todos los Capturadores El ángulo óptimo de pluma puede ser calculado basado en las coordenadas de la investigación base. Nuevamente las cantidades de los cambios de conducción del ángulo de pluma óptimo demandados por la función de transformación, son los residuales formados mediante la diferenciación de las coordenadas del receptor real y deseadas. Por cada disparo, debido a las coordenadas pronosticadas del srp, existe la línea que inicia en srp(x.y) y es proyectada de manera firme a una distancia del Rstr igual a la longitud del capturador, en algún ángulo de pluma con respecto a la dirección de referencia tal como la dirección de disparo, que se adapta mejor en algún sentido, (tal como los mínimos cuadrados) el ajuste de las coordenadas del receptor que van a ser ocupadas de nuevo durante una investigación de largo tiempo. El eje vertical es perpendicular a las direcciones de referencia, y los srps se encuentran en esta línea. El eje horizontal por razones de conveniencia, pasa a través del punto de referencia de la embarcación , localizado a mitad de la embarcación y no está relacionado con la orientación de la embarcación , excepto cuando la embarcación está perfectamente paralela con la dirección de referencia, por ejemplo, en la dirección de disparo. El origen se encuentra en el cruce de los dos ejes. Todos los srps pueden ser normalizados al origen del sistema para formar una ecuación de observación que proporciona una inclinación común . Como se ilustra en las figuras 1 1 y 12, la inclinación común de las líneas "de mejor adaptación" BF de todos los capturadores de la investigación base 18 puede ser estimada y convertida a un ángulo de pluma común F para todos los capturadores en cada disparo. Los srps darán los cruces y para estas líneas. La conversión de la inclinación al ángulo de pluma es la conversión de las coordenadas Cartesianas a polares. Si para algún par de Rec (x,y) en las líneas de mejor adaptación, x/y=m, entonces: Arctan(m) = ángulo de pluma Ec 13 Para cualquier receptor / (Rec¡(x,y)) en cualquier capturador j, que se le ha proporcionado una distancia a lo largo, relativa con algún origen común, un valor de línea cruzada normalizado por el componente de línea cruzada del srp para ese capturador, se puede formar una observación para producir una inclinación. Estas observaciones pueden ser formuladas para proporcionar las ecuaciones de observación, como se muestran en la Ecuación 5, (es decir, Ax = b+v) donde el número de ecuaciones de observación es igual al número de receptores en todos los capturadores, n = (j*i).

La solución simple a la Ecuación 6 también es la Ecuación 8, y la solución de mínimos cuadrados ponderada es la Ecuación 9. Nuevamente, como en la Ecuación 9, la inclinación y por lo tanto, el cambio de ángulo de pluma puede ser restringido ponderando de manera descendente los valores de observación muy grandes. Además, el cálculo de inclinación puede ser restringido para favorecer cualquier grupo de compensación proporcionando al grupo un peso más alto en relación con los grupos de compensación menos importantes. La aplicación de este cálculo es provechosa para reducir el llenado en la situación de tiempo cercana a tiempo real a lo largo de las líneas de trazo rectas anteriores en donde las corrientes están presentes, pero tal vez es más útil para volver a ocupar los disparos de posiciones del receptor en una investigación anterior en donde fue difícil obtener la cobertura siguiendo la línea recta de trazo previo. Aunque no es una práctica común actualmente que los srps sigan una línea de trazo previo no recta en favor de un recorrido que proporciona las posiciones de mejor repetición, (es decir, investigación de largo tiempo), este proceso de cálculo hará más fácil repetir las posiciones del receptor. Ángulo de Pluma Óptima para Capturadores Individuales La figura 13 ilustra que el cálculo anteriormente descrito para la inclinación óptima y por lo tanto, la pluma de todos los capturadores es aplicable para calcular una inclinación óptima para los capturadores individuales 18 (ver las líneas de mejor adaptación BFi y BF2 para los capturadores Si y S2). La optimización de la inclinación con una línea de "mejor adaptación" por cada capturador individual, tiene la ventaja de proporcionar una mejor adaptación a las coordenadas del receptor de la investigación base. Esta ventaja viene con algún nivel de complicación, debido a que el ángulo de pluma de capturador a capturador puede no ser demasiado diferente antes de que ocurra un riesgo de colisión. Debido a que los capturadores no deben de hacerse no paralelos de manera peligrosa, aún sin la ayuda de los aparatos de dirección en una extensión convencional, es razonable pronosticar que el riesgo no será frecuente. El modo más simple de resolver el riesgo es simplemente utilizando el cambio estimado en la pluma de los capturadores individuales para proporcionar la proximidad relativa y la velocidad que darán esos cambios. Si los límites previamente definidos son excedidos, se necesitan algunos criterios de ponderación para coordinar las plumas individuales. Debido a que las coordenadas de la investigación base se pueden poner a disposición antes de que se encuentre el peligro de tiempo real, probablemente las situaciones que se acercan al límite para evitar el riesgo pueden ser manejadas antes de que se encuentre el riesgo. Además, se utilizan las revisiones del software en tiempo real para eliminar el riesgo de colisión del capturador, debida a los ángulos de pluma en conflicto para los capturadores individuales.

Corriente y Aire En esta explicación, el uso del término "pluma natural" es para caracterizar el efecto combinado de la corriente y el aire en los objetos de superficie para moverlos en la línea cruzada. La orientación de la embarcación, la pluma de la adaptación de fuentes y la pluma de la boya trasera en la ausencia de la dirección de línea cruzada, ocurren debido a la corriente y el aire de la superficie (inflación también). Cuando son observados estos movimientos en un período largo, en los cálculos de posición se identifica una tendencia. Si la tendencia es espacialmente corta en relación con la longitud de la extensión, una tendencia local es identificada y puede ser anticipada por los siguientes elementos de control de la extensión. Si la tendencia es persistente en el tiempo, puede ser recordada por el sistema en el espacio y que se espera que vuelva a ocurrir cuando la extensión pasa por esta área de fuerza de línea cruzada. Calibración Muchas medidas de una cantidad pueden ser combinadas para obtener un cálculo que sea mejor que cualquier cantidad medida sola. Este principio será aplicado en el sistema de control de la extensión aquí descrito. El hecho de que la extensión cubre un espacio horizontal grande y puede se equipada con aparatos de medición a través de su extensión vertical, es una oportunidad para medir las cantidades importantes para controlar la extensión en porciones importantes de tiempo y espacio. Además, pueden ser calculadas las condiciones de error de un aparato de medición basadas en las mediciones adicionales de otras fuentes independientes. Fuentes de Error del Medidor de Corriente La calibración de las medidas que contribuyen a la velocidad y dirección de la corriente serán realizadas en tiempo real. Los medidores de corriente montados en el casco, con frecuencia proporcionan mediciones inexactas de la corriente dependiendo de su ubicación en relación con el lavado del propulsor y otra interferencia. Además, ellas reportan corrientes en la profundidad que están localizadas y esta corriente puede no se aplicable a cualquier superficie o profundidad del capturador. Calibración del Medidor de Corriente con un Modelo de Adaptación de Mínimos Cuadrados Tal y como se describió anteriormente, la dirección resultante de la corriente en la adaptación de fuente remolcada puede ser medida por la respuesta del equipo en el mar. Los datos de los aparatos medidores de corriente localizados en la profundidad de este equipo dentro del mar pueden ser comparados con los valores calculados del modelo de fuerza, encontrados a través de los ángulos de pluma calculados basados en los cálculos de coordenadas, T, y la diferencia entre las lecturas del medidor de corriente observadas y la corriente calculada puede ser adaptada a un modelo de error dentro de la función de transformación. El mejor modelo para utilizarse para esta relación, dependerá de las características de error del instrumento y otras fuentes de error presentes. Aunque existen casi un número infinito de funciones matemáticas que podrían ser mejores, podemos utilizar como ejemplo un modelo lineal simple. El modelo de línea tiene un componente constante que es análogo a una inclinación y un componente de escala que puede describir un cambio con respecto a alguna variable conforme al tiempo de respuesta de la magnitud o equipo en el mar. Los residuales en la corriente medida y calculada son adaptados al modelo de línea. Las medidas de la corriente que afectan los aparatos de superficie, tales como la embarcación, las adaptaciones de fuentes, los SFEDs, y las boyas traseras pueden ser combinadas para obtener el mejor cálculo de la corriente de superficie. Además de los medidores de corriente, la orientación de la embarcación y las adaptaciones de fuentes, corregidas por los aires y olas en un modelo de fuerza, pueden proporcionar información acerca de las corrientes de la superficie. Las tendencias en el movimiento de línea cruzada no explicados, ya sea por el movimiento de la embarcación o el aparato de dirección, también pueden ser utilizadas como medidas de la corriente de línea cruzada en la superficie. En la profundidad del capturador, los aparatos de medición de corriente a lo largo del capturador proporcionan una indicación de la corriente ahí. En un remolque recto sin ayuda, conforme pasa la extensión a través de una zona de corriente, cada medidor de corriente montado en el capturador deberá dar la misma medida de corriente en cualquier punto determinado a lo largo de su trayectoria que el medidor anterior, excepto por cualquier cambio variable en el tiempo que ocurra entre los pasos subsecuentes. Nuevamente, la adaptación de una función para describir una tendencia de cambio, (suponiendo que la variación en el tiempo de la extensión espacial de la corriente es mayor que la desviación vertical y horizontal de los aparatos montados en el capturador siguiente), mostrarán una inclinación causada por cualquier medidor de corriente, comparada con todas las otras. En casos en donde la extensión espacial de corriente es menor que el tamaño de la extensión, se pueden calcular las tendencias locales de corriente. Calibración de Velocidad de Línea Cruzada En el tiempo real, puede ser calculada la respuesta de línea cruzada de los aparatos de dirección. El tiempo tomado para alcanzar la pluma objetivo, proporcionado al comando de cambio de pluma, revela el tiempo de respuesta de los elementos de control de la extensión individuales a los comandos de dirección ocurren en el ambiente de tiempo real. Esta información será retroalimentada a los cálculos de comandos de operación óptimos. Por ejemplo, la medición del componente de línea cruzada de la velocidad de la embarcación contra el cambio de orientación puede ser adaptada a una función que describe la relación. La descripción matemática de los cambios pequeños esperados en la dirección a lo largo de una línea de investigación de largo tiempo, es probable que no sea complicada, debido a un rango pequeño sobre el cual es relevante la función. La fórmula de cálculo de la secuencia puede ser aplicada para obtener una actualización del tiempo de respuesta del aparato de dirección tan frecuentemente como estén disponibles las actualizaciones de posición. Calibración de Tensión Las mediciones de tensión pueden ser calibradas contra mediciones de velocidad del agua en línea, las cuales están relacionadas. Cuando se espera que la tensión del modelo de arrastre hidrodinámico no estén de acuerdo con la tensión medida, ya sea la medición de tensión o un parámetro en el modelo hidrodinámico son la causa del residual pronosticado. Los parámetros tales como la velocidad del agua y el coeficiente de arrastre del cuerpo, basados en el área de superficie efectiva del cuerpo que está siendo arrastrado, proporcionan la expectativa de tensión. Corrigiendo estos factores para proporcionar un acuerdo mejorado con medidores de tensión exactos dará un modelo hidrodinámico mejor afinado. Calibración del Cuerpo de Dirección La solución de navegación contribuye al diseño hidrodinámico mejorado. El conocimiento de la orientación de los cuerpos del SSD y el vector de corriente proporcionan la fuerza disponible para la dirección. Dicha orientación puede ser calculada basada en la solución de navegación. Con esta información , el ángulo de ataque del ala del SSD puede ser traducido a un vector de fuerza más exacto proporcionando el control mejorado de la extensión, como se describe en la Solicitud de Patente Internacional No. WO 00/20895. Validación Cuando un conjunto óptimo de coordenadas del objetivo de punto de disparo y/o cambios de forma del capturador son calculados, se hace una revisión de seguridad para determinar si es probable una colisión entre los elementos de la extensión. Si la revisión determina que la optimización calculada está arriba del límite de riesgo objetivo, esto es reportado al usuario en línea. Entonces al usuario se le ofrece un conjunto de selecciones de restricción de dirección alternativas para cambiar esa que le dará un resultado diferente al cálculo de optimización. Después de que se estiman aceptables las coordenadas del punto objetivo de disparo óptimo y/o los cambios de forma del capturador, son utilizadas en el modelo de la extensión para generar los comandos de operación óptimos del elemento de control de la extensión. Estos comandos entonces son simulados dentro del modelo de la extensión para proporcionar las condiciones de operación. Estas condiciones de operación también son revisadas contra los límites más allá de los cuales pueden ocurrir las fallas. Si se determina que cualquiera de los límites debe de ser excedidos para realizar las coordenadas objetivo del punto de disparo óptimo y/o los cambios de forma del capturador deseadas, la limitación del elemento de control de la extensión está restringida y es calculado un conjunto alternativo de comandos de operación. El número de alternativas que se pueden tratar, depende de la velocidad disponible de computación dentro del ciclo de actualización de operación. En paralelo, puede ser calculado un conjunto alternativo de coordenadas objetivo de punto de disparo óptimo y/o cambios de forma del capturador que requerirán menos del elemento de control de la extensión en problemas para proporcionar un conjunto aceptable de comandos de dirección. Si no está disponible un ajuste de seguridad de los comandos de operación, el operador en línea asume el control manual a través de un GUI inteligente con la guía basada en la información de la condición de operación del elemento de la extensión y la historia de movimiento del elemento de la extensión y la predicción claramente presentada. Revisión de Proximidad Relativa al Elemento de Control de la Extensión Las diferencias en el cálculo de posición mayores que los límites definidos para todos los cuerpos controlados por separado en todos los puntos del cuerpo en donde existe un cálculo de posición disponible, dará como resultado el cálculo de comandos de dirección diferentes. Los límites de la proximidad están basados en la calidad del cálculo de posición. Revisión de Velocidad Relativa al Elemento de Control de la Extensión Todos los cálculos de velocidad relativos al punto para todos los puntos en los cuerpos de la extensión controlados por separado debe de ser menores que el límite. El límite está basado en el tiempo para la siguiente revisión y la calidad del cálculo de velocidad. Si durante el tiempo para la siguiente revisión ocurriera una colisión o casi una colisión, se requieren los comandos de operación para evitar la colisión. El límite es una función del cálculo del error de la velocidad. Revisión de Proximidad de Obstrucción del Elemento del Control de la Extensión La distancia entre el estimado de la posición de cualquier punto de la extensión en relación con todas las obstrucciones debe de ser menor que algún límite. El límite es una función de la calidad del cálculo de posición. Revisión de Velocidad Relativa a la Obstrucción del Elemento de Control de la Extensión Los cálculos de velocidad pueden no resultar en una proximidad mayor que el límite con el transcurso del tiempo antes de calcular el siguiente ciclo de velocidad. Este límite es una función de la calidad del cálculo de velocidad. Revisión de Integridad Mecánica Entre las revisiones de integridad mecánica se encuentran: que las tensiones del cable no estén fuera de los límites; y que ninguno de los ángulos de ala del aparato de dirección se esté acercando al límite. Deberá quedar entendido por la descripción anterior que se pueden hacer varias modificaciones y cambios en las modalidades preferidas y alternativas de la presente invención, sin salirse de su espíritu real. Esta descripción se pretende para propósitos de ilustración solamente y no debe de ser considerada en el sentido de limitación.

El alcance de la presente invención deberá ser determinado solamente por el lenguaje de las reivindicaciones siguientes. El término "que comprende" dentro de las reivindicaciones pretende significar "que incluye por lo menos" de modo que la lista de elementos mencionada en una reivindicación son un grupo abierto.

Los términos "un", "uno" y otros términos singulares pretenden incluir todas las formas plurales de los mismos a menos que estén específicamente excluidos.

Claims

REIVINDICACIONES 1 . Un método para controlar una extensión de investigación sísmica mientras se conduce una investigación sísmica, conteniendo la extensión una embarcación , una pluralidad de elementos de control de la extensión , una pluralidad de nodos de navegación y una pluralidad de fuentes y receptores, comprendiendo el método los paso de: recolectar información de entrada que incluye: datos de navegación para los nodos de navegación , condiciones de operación de los sensores asociados con los elementos de control de la extensión, datos ambientales para la investigación, y datos de diseño de la investigación, calculando las posiciones de las fuentes y receptores utilizando los datos de navegación , las condiciones de operación y los datos ambientales; determinando los recorridos óptimos para las fuentes y receptores utilizando las posiciones estimadas y una porción de los datos de entrada que incluye por lo menos los datos de diseño de la investigación; y calcular los comandos de operación para por lo menos dos de los elementos de control de la extensión utilizando al menos los recorridos óptimos determinados. 2. El método tal y como se describe en la reivindicación 1 , caracterizado porque los pasos de estimación, determinación y cálculo son ejecutados por una función de transformación. 3. El método tal y como se describe en la reivindicación 2, caracterizado porque las posiciones son calculadas de acuerdo con un modelo de extensión dentro de la función de transformación. 4. El método tal y como se describe en la reivindicación 3, caracterizado porque el modelo de la extensión calcula un primer conjunto de posiciones calculadas utilizando la entrada que incluye por lo menos las condiciones de operación y los datos ambientales. 5. El método tal y como se describe en la reivindicación 4, caracterizado porque los datos de navegación incluyen un segundo conjunto de posiciones calculadas y el primer y el segundo conjuntos de posiciones calculadas son combinados con la función de transformación para producir las posiciones calculadas de la fuente y el receptor y los residuales pronosticados. 6. El método tal y como se describe en la reivindicación 5, caracterizado porque los residuales pronosticados son utilizados para calcular un conjunto de parámetros que caracterizan el modelo de la extensión. 7. El método tal y como se describe en la reivindicación 6, caracterizado porque los parámetros del modelo de la extensión son utilizados para calibrar el modelo de la extensión. 8. El método tal y como se describe en la reivindicación 5, caracterizado porque los residuales pronosticados son utilizados para calcular condiciones de error para los sensores utilizados para recolectar los datos ambientales. 9. El método tal y como se describe en la reivindicación 2, caracterizado porque los recorridos óptimos son determinados de acuerdo con una función de ponderación dentro de la función de transformación. 1 0. El método tal y como se describe en la reivindicación 9, caracterizado porque la función de ponderación recibe como entrada los datos de diseño de la investigación y las posiciones calculadas. 1 1 . El método tal y como se describe en la reivindicación 1 0, caracterizado porque la entrada de los datos del diseño de la investigación incluyen especificaciones de funcionamiento para los elementos de control de la extensión. 12. El método tal y como se describe en la reivindicación 8, caracterizado porque la función de ponderación aplica los coeficientes de ponderación relativos a las entradas para el cálculo de un recorrido óptimo de la extensión mediante la función de transformación. 13. El método tal y como se describe en la reivindicación 9, el cual comprende además el paso de validar los recorridos óptimos. 14. El método tal y como se describe en la reivindicación 13, caracterizado porque los recorridos óptimos son ingresados al modelo de la extensión para el cálculo de los comandos de operación . 1 5. El método tal y como se describe en la reivindicación 1 , el cual comprende además el paso de validar los comandos de operación calculados. 16. El método tal y como se describe en la reivindicación 15, el cual comprende además el paso de entregar los comandos de operación validados a los elementos de control de la extensión, por medio de lo cual puede ser logrado el objetivo de la investigación deseable. 17. El método tal y como se describe en la reivindicación 1 , caracterizado porque cada uno de los comandos de operación es utilizado para controlar por lo menos uno de la posición , velocidad y orientación de uno o más componentes de la extensión. 1 8. El método tal y como se describe en la reivindicación 1 , caracterizado porque los comandos de operación incluyen comandos para controlar por lo menos uno del propulsor de la embarcación, el controlador de empuje de la embarcación , los aparatos de dirección del componente de la extensión y las maquinillas de cables de la embarcación. 1 9. El método tal y como se describe en la reivindicación 17, caracterizado porque los componentes de la extensión incluyen: una o más embarcaciones marinas, y una pluralidad de componentes remolcados por al menos una de las embarcaciones, incluyendo los componentes remolcados, cables, fuentes, sensores y aparatos de dirección. 20. El método tal y como se describe en la reivindicación 1 9, caracterizado porque los sensores incluyen hidrófonos. 21 . El método tal y como se describe en la reivindicación 1 9, caracterizado porque los componentes de la extensión incluyen además uno o más vehículos que no están unidos a una o más embarcaciones. 22. El método tal y como se describe en la reivindicación 1 , caracterizado porque los sensores asociados con los elementos de control de la extensión incluyen uno o más tipos de sensores de tensión , índice de flujo de agua, inclinación, orientación, aceleración, velocidad y posición. 23. El método tal y como se describe en la reivindicación 1 , caracterizado porque los datos ambientales recolectados incluyen uno o más tipos de datos de corriente, salinidad, temperatura, presión, velocidad del sonido, alto de la ola, frecuencia de la ola, velocidad del aire y dirección del aire. 24. El método tal y como se describe en la reivindicación 1 , caracterizado porque los datos de diseño de la investigación incluyen recorridos de la extensión, especificaciones de funcionamiento y objetivos de la investigación . 25. El método tal y como se describe en la reivindicación 24, caracterizado porque las especificaciones de funcionamiento incluyen características de arrastre y maniobra para la embarcación, los aparatos de cable que se pueden dirigir, los aparatos de fuentes que se pueden dirigir y desviadores, características de arrastre de los cables, fuentes y aparatos de flotación remolcados y características de operación de la maquinilla. 26. El método tal y como se describe en la reivindicación 1 , caracterizado porque los datos de diseño de la investigación incluyen uno o más tipos de datos de área, profundidad, rotación del área o rotación de disparo, coordenadas de línea, posiciones de fuentes y receptores, cobertura requerida, restricciones locales, factores de optimización y datos históricos. 27. El método tal y como se describe en la reivindicación 1 , caracterizado porque los datos de entrada recolectados incluyen uno o más tipos de datos de investigación previa, entradas del operador, investigación actual, cercana al tiempo real, investigación de tiempo real e investigación simulada. 28. El método tal y como se describe en la reivindicación 27, caracterizado porque los datos de entrada del operador incluyen ajustes de parámetros de la extensión y datos ambientales. 29. El método tal y como se describe en la reivindicación 26, caracterizado porque los datos de investigación de tiempo real incluye uno o más tipos de datos de tensión del cable, índice de flujo de agua, inclinación, orientación , aceleración, velocidad, colocación, ajuste del elemento de control de la extensión, datos ambientales, datos de ruido y señal sísmica y entradas del operador. 30. El método tal y como se describe en la reivindicación 29, caracterizado porque los datos de colocación incluyen datos de uno o más sensores del grupo consistente de receptores GPS, bocinas de eco, sensores de profundidad, sistemas de rango acústico, compases magnéticos, girocompases, sistemas de radio-localízación, acelerómetros y sistemas de inercia. 31 . El método tal y como se describe en la reivindicación 29, caracterizado porque los datos de ajuste del elemento de control de la extensión incluyen una o más entradas del grupo consistente de ajustes del controlador de empuje, cabeceo del propulsor, velocidad de rotación del propulsor, ángulo del timón, tensión del cable de remolque, posición de la maquinilla, orientación del desviador, ángulo de ataque del desviador, velocidad del agua en relación con el desviador, orientación del aparato de dirección del capturador y ángulo de ataque del ala del aparato de dirección del capturador. 32. El método tal y como se describe en la reivindicación 26, caracterizado porque los datos de investigación previa incluyen los datos del sensor ambiental. 33. El método tal y como se describe en la reivindicación 26, caracterizado porque los datos de investigación simulada incluyen uno o más tipos de datos de una investigación previa simulada, entradas del operador simuladas, investigación actual simulada, investigación cercana al tiempo real simulada, investigación de tiempo real simulada y datos ambientales simulados. 34. El método tal y como se describe en la reivindicación 26, caracterizado porque los datos de entrada recolectados incluyen además datos del sensor sísmico sin modificación. 35. El método tal y como se describe en la reivindicación 34, el cual comprende además el paso de utilizar los datos del sensor sísmico sin modificación para producir indicadores de calidad de las posiciones calculadas. 36. El método tal y como se describe en la reivindicación 35, caracterizado porque los indicadores de calidad incluyen conjuntos de almacenamiento de datos, datos absolutos de ruido, proporciones de señal-a-ruido y contenido de frecuencia de la señal sísmica. 37. El método tal y como se describe en la reivindicación 35, caracterizado porque los indicadores de calidad son utilizados para validar los datos de la investigación de tiempo real, las condiciones de operación de control de la extensión y los comandos de operación. 38. El método tal y como se describe en la reivindicación 3, caracterizado porque el modelo de la extensión es un modelo de fuerza hidrodinámica de los componentes de la extensión. 39. El método tal y como se describe en la reivindicación 38, caracterizado porque el modelo de fuerza incluye datos de corriente marina. 40. El método tal y como se describe en la reivindicación 3, caracterizado porque el modelo de la extensión es un modelo estocástico puro de los componentes de la extensión. 41 . El método tal y como se describe en la reivindicación 3, caracterizado porque el modelo de la extensión emplea uno de los criterios de adaptación L-norm. 42. El método tal y como se describe en la reivindicación 3, caracterizado porque el modelo de la extensión es una red neural. 43. El método tal y como se describe en la reivindicación 15, caracterizado porque los comandos de operación son validados de acuerdo con requerimientos geofísicos y de operación. 44. El método tal y como se describe en la reivindicación 43, caracterizado porque los requerimientos geofísicos incluyen lograr el área de cobertura deseada de un área de subsuperficie. 45. El método tal y como se describe en la reivindicación 44, caracterizado porque los requerimientos geofísicos incluyen duplicar las trayectorias del rayo de señal sísmica de una investigación anterior y controlar el ruido del sensor sísmico. 46. El método tal y como se describe en la reivindicación 44, caracterizado porque el requerimiento de operación incluye definir uno o más pasos seguros para la extensión a través de áreas peligrosas, determinando un tiempo óptimo para realizar una o más líneas de la investigación y reduciendo el tiempo que no es de producción. 47. El método tal y como se describe en la reivindicación 1 , caracterizado porque se calculan comandos de operación alternativos para efectuar un paso seguro entre dos o más localizaciones que se pueden definir. 48. El método tal y como se describe en la reivindicación 1 , caracterizado porque los elementos de control de la extensión incluyen por lo menos dos de un timón, un propulsor, un controlador de empuje, uno o más aparatos para dirigir los cables e instrumentos remolcados y uno o más aparatos de flotación que se pueden dirigir. 49. Un sistema para controlar una extensión de investigación sísmica mientras se realiza una investigación sísmica, teniendo la extensión una embarcación, una pluralidad de elementos de control de la extensión, una pluralidad de nodos de navegación y una pluralidad de fuentes y receptores, comprendiendo el sistema: una base de datos para recibir datos de entrada que incluyen: datos de navegación para los nodos de navegación, condiciones de operación de los sensores asociados con los elementos de control de la extensión, datos ambientales para la investigación, y datos de diseño de la investigación; un medio legible por computadora que tiene instrucciones ejecutables por computadora para calcular las posiciones de las fuentes y receptores utilizando los datos de navegación, las condiciones de operación y los datos ambientales; un medio legible por computadora que tiene instrucciones ejecutables por computadora para determinar los recorridos óptimos para las fuentes y receptores utilizando las posiciones calculadas y una porción de los datos de entrada que incluyen por lo menos los datos de diseño de la investigación; y un medio legible por computadora que tiene instrucciones ejecutables por computadora para calcular los comandos de operación para al menos dos de los elementos de control de la extensión utilizando por lo menos los recorridos óptimos determinados. 50. El sistema tal y como se describe en la reivindicación 47, caracterizado porque las instrucciones de cálculo de posición, las instrucciones de determinación de recorrido óptimo y las instrucciones de cálculo de comandos de operación están contenidas en un medio legible por computadora común. 51 . El sistema tal y como se describe en la reivindicación 47, el cual comprende además un medio legible por computadora que tiene instrucciones ejecutables por computadora para validar los comandos de operación calculados. 52. El sistema tal y como se describe en la reivindicación 49, el cual comprende además una red para entregar los comandos de operación validados a los elementos de control de la extensión, por medio del cual puede ser logrado el objetivo de investigación deseable.