RU2408037C2 - System of active electromagnetic monitoring of earth crust seismically active zones - Google Patents
System of active electromagnetic monitoring of earth crust seismically active zones Download PDFInfo
- Publication number
- RU2408037C2 RU2408037C2 RU2008141122/28A RU2008141122A RU2408037C2 RU 2408037 C2 RU2408037 C2 RU 2408037C2 RU 2008141122/28 A RU2008141122/28 A RU 2008141122/28A RU 2008141122 A RU2008141122 A RU 2008141122A RU 2408037 C2 RU2408037 C2 RU 2408037C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- generator
- unit
- measuring
- control
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к системам сбора и обработки геофизической информации и предназначено для организации электромагнитного мониторинга сейсмоактивных зон земной коры методами активной электроразведки, в частности методом зондирования становлением поля (ЗС), с целью дальнейшего осуществления прогноза землетрясений.The invention relates to systems for collecting and processing geophysical information and is intended for the organization of electromagnetic monitoring of seismically active zones of the earth's crust by active electrical exploration methods, in particular by sensing the formation of the field (AP), with the aim of further forecasting earthquakes.
Известна цифровая радиотелеметрическая система сбора и обработки информации, разработанная для оснащения экспериментальных полигонов с магнитогидродинамическими установками или специальными электроимпульсными установками по предсказанию землетрясений на территории Средней Азии [Гройсман Ф.Е., Трапезников Ю.А. Аппаратурные разработки для геофизических исследований электромагнитными методами. - М.: ИФЗ АН СССР, 1986, с.86-98]. Данная радиотелеметрическая система сбора и обработки информации состоит из сети (порядка двадцати) автономных цифровых станций сбора геофизической информации (электроразведочных станций), генераторной установки и центра обработки данных, предназначенного для управления сетью базовых автономных станций и генераторной установкой, контроля их работы, обработки экспериментальных данных.Known digital radio telemetry system for collecting and processing information, designed to equip experimental polygons with magnetohydrodynamic installations or special electro-pulse installations for earthquake prediction in Central Asia [Groysman F.E., Trapeznikov Yu.A. Hardware developments for geophysical research using electromagnetic methods. - M .: IFZ AN SSSR, 1986, p.86-98]. This radio telemetry system for collecting and processing information consists of a network (about twenty) of autonomous digital stations for collecting geophysical information (electrical exploration stations), a generator set and a data center designed to manage a network of basic autonomous stations and a generator set, control their operation, and process experimental data .
Основными недостатками электроразведочной системы для прогноза землетрясений являются ограниченные возможности ее использования при организации геофизического мониторинга на больших площадях, особенно в условиях горной местности, когда радиолинии, связывающие автономные электроразведочные станции с центром обработки данных, работающие только в условиях прямой видимости, не позволяют располагать приемные измерительные станции на значительных расстояниях от центра обработки.The main disadvantages of the electrical prospecting system for earthquake prediction are the limited possibilities for its use in organizing geophysical monitoring over large areas, especially in mountainous areas, when the radio links connecting stand-alone electrical prospecting stations with a data center operating only in direct visibility do not allow receiving measurement stations at significant distances from the processing center.
Наиболее близкой к изобретению является геофизическая система сбора и обработки информации [Патент Российской Федерации на изобретение №2091820, кл. G01V 3/08, 1/22, 1997], разработанная в Научной станции Российской Академии наук и используемая на геодинамическом полигоне, расположенном в районе г.Бишкек Киргизской Республики для проведения научных исследований и экспериментов.Closest to the invention is a geophysical system for collecting and processing information [Patent of the Russian Federation for invention No. 2091820, cl. G01V 3/08, 1/22, 1997], developed at the Scientific Station of the Russian Academy of Sciences and used at a geodynamic test site located in the Bishkek region of the Kyrgyz Republic for scientific research and experiments.
Указанная геофизическая система сбора и обработки информации состоит из центра управления и сбора информации (ЦУСИ), генераторной установки (ГУ), ряда автоматических измерительных, промежуточных измерительных и ретрансляционных пунктов, соединенных с ЦУСИ по разветвленно-лучевой схеме с помощью приемопередающих устройств (радиомодемов), входящих в состав каждого из пунктов. В составе каждого пункта системы за исключением ретрансляционного помимо радиомодема предусмотрена цифровая измерительная станция (ЦИС), состоящая из блока обработки данных, совмещенного с блоком управления, и выполненных в виде микро-ЭВМ, к которому через внутрисистемную шину обмена подключены аналого-цифровой преобразователь (АЦП), генератор тестовых сигналов (ГТС) и блок измерительных усилителей (БИУ), в свою очередь соединенный с блоком геофизических датчиков (БД). Работа геофизической системы сбора и обработки информации осуществляется в автоматическом режиме в соответствии с заданной программой измерений по командам, передаваемым на измерительные пункты от ЦУСИ. На приемных измерительных пунктах получаемые по радиолиниям связи команды расшифровываются с помощью микро-ЭВМ и далее осуществляется последовательная автоматическая работа пункта под управлением микро-ЭВМ в следующих режимах:The specified geophysical information collection and processing system consists of a control and information collection center (CICI), a generator set (GU), a number of automatic measuring, intermediate measuring and relaying points connected to the CICM via a branched-beam scheme using transceiver devices (radio modems), included in each of the items. In addition to the radio modem, each point of the system includes a digital measuring station (CMS), consisting of a data processing unit combined with a control unit and made in the form of a microcomputer, to which an analog-to-digital converter (ADC) is connected via an internal system bus ), a test signal generator (GTS) and a block of measuring amplifiers (BIU), which in turn is connected to a block of geophysical sensors (DB). The geophysical system for collecting and processing information is carried out in automatic mode in accordance with a predetermined measurement program by commands transmitted to measuring points from TsUSI. At the receiving measuring points, the commands received via the radio communication lines are decrypted using a microcomputer, and then the sequential automatic operation of the point is carried out under the control of the microcomputer in the following modes:
1. Установка параметров (паспортных данных) и режимов работы измерительной станции, тестирование блоков и узлов измерительной аппаратуры с сохранением результатов тестирования в оперативной памяти микро-ЭВМ.1. Setting the parameters (passport data) and operating modes of the measuring station, testing the blocks and nodes of the measuring equipment with saving the test results in the main memory of the microcomputer.
2. Пуск измерительного сеанса, осуществляемый по команде от ЦУСИ на всех измерительных пунктах одновременно с началом работы генераторной установки. Регистрация и предварительная обработка сигналов, поступающих от геофизических датчиков.2. The start of the measurement session, carried out by command from the Center for the Measurement of Information Technologies at all measuring points simultaneously with the start of the generator set. Registration and pre-processing of signals from geophysical sensors.
3. Передача зарегистрированных и предварительно обработанных в измерительном пункте сигналов геофизических датчиков и результатов тестирования измерительной аппаратуры в ЦУСИ для дальнейшей их обработки и анализа.3. Transmission of the signals of geophysical sensors registered and previously processed at the measuring point and the results of testing of measuring equipment to the central control center for their further processing and analysis.
Одним из главных недостатков вышеуказанной системы является низкая точность синхронизации процесса измерения сигналов, поступающих с датчиков на приемных измерительных станциях, с работой зондирующей генераторной установки, обеспечивающей формирование последовательности токовых импульсов в земной коре с заданными параметрами (величина тока, полярность, длительность импульса, длительность паузы, период повторения). Низкая точность синхронизации измерений приемными измерительными станциями обусловлена сложностью учета временных задержек при передаче по радиоканалам связи команды пуска измерений, а также недостаточной стабильностью и разбросом частот генераторов тактовых импульсов, входящих в состав аппаратуры генераторной установки и приемных измерительных станций, которые определяют временные параметры излучаемой генераторной установкой импульсной последовательности (период повторения, длительность импульсов, длительность пауз между импульсами) и параметры обработки регистрируемых сигналов (период дискретизации, длительность регистрации, длительность накопленных сигналов). Низкая точность синхронизации приводит к высоким погрешностям измерения отсчетов накопленных сигналов при проведении электромагнитного мониторинга земной коры методом зондирования становлением поля, особенно на ранних временах становления поля в точках приема, когда наблюдаются максимальные скорости изменения регистрируемых сигналов.One of the main disadvantages of the above system is the low accuracy of the synchronization of the measurement process of signals from sensors at receiving measuring stations with the operation of the probe generator set, which ensures the formation of a sequence of current pulses in the earth's crust with specified parameters (current magnitude, polarity, pulse duration, pause time , repetition period). The low accuracy of measurement synchronization by receiving measuring stations is due to the complexity of taking into account time delays when transmitting a measurement start command via radio channels, as well as to the insufficient stability and frequency spread of clock generators included in the equipment of the generating set and receiving measuring stations that determine the time parameters of the emitted generating set pulse sequence (repetition period, pulse duration, pause duration between imp pulses) and processing parameters of the recorded signals (sampling period, duration of registration, duration of accumulated signals). Low accuracy of synchronization leads to high errors in measuring the samples of accumulated signals during electromagnetic monitoring of the earth's crust by sounding the formation of the field, especially in the early times of the formation of the field at the receiving points, when the maximum rate of change of the recorded signals is observed.
Технический результат изобретения - повышение точности измерения сигналов электромагнитного поля в системах активного электромагнитного мониторинга сейсмоактивных зон земной коры.The technical result of the invention is improving the accuracy of measuring electromagnetic field signals in systems of active electromagnetic monitoring of seismically active zones of the earth's crust.
Технический результат достигается тем, что в состав приемных цифровых измерительные станций и генераторной установки известной геофизической системы сбора и обработки информации, содержащей центр управления, сбора и обработки информации, соединенный по разветвленно-лучевой схеме с помощью радиолиний связи с генераторной установкой и сетью измерительных пунктов, введены приемник спутниковой навигационной системы, прецизионный термостабилизированный, управляемый напряжением кварцевый генератор тактовых импульсов (ГТИ) и блок формирования управляющего напряжения для точной подстройки частоты (БФНПЧ) генератора тактовых импульсов по сигналам приемника спутниковой навигационной системы. С помощью введенных устройств и блоков, входящих в состав генераторной установки и каждой измерительной станции, перед каждым измерительным сеансом под управлением микро-ЭВМ обеспечивается точная подстройка частоты генераторов тактовых импульсов, определяющих временные параметры токовых зондирующих импульсов и соответствующие параметры регистрации сигналов на приемной стороне. Эталоном времени при подстройке частоты генераторов тактовых импульсов служит период повторения синхроимпульсов длительностью 1 сек, вырабатываемых приемником спутниковой навигационной системы и обладающих высокой точностью и стабильностью параметров. Кроме того, наличие в составе аппаратуры генераторной установки и приемных цифровых измерительных станций приемника спутниковой навигационной системы обеспечивает высокую точность синхронизации во времени начала процессов регистрации сигналов в точках приема с началом зондирования земли токовыми импульсами.The technical result is achieved by the fact that the composition of the receiving digital measuring stations and generator set of the well-known geophysical system for collecting and processing information, containing a control center, collecting and processing information, connected via a branched-beam scheme using radio links to the generator set and a network of measuring points, A satellite navigation system receiver, a precision thermostabilized, voltage-controlled quartz clock generator (GTI) and a forming unit were introduced Hovhan control voltage for the fine adjustment frequency (BFNPCH) of the clock signals for satellite navigation system receiver. Using the introduced devices and units that are part of the generator set and each measuring station, before each measuring session under the control of a microcomputer, the frequency of the clock pulses generators is precisely tuned, which determine the time parameters of the current probing pulses and the corresponding parameters of signal reception at the receiving side. The time reference for adjusting the frequency of clock generators is the repetition period of 1-second clock pulses generated by the satellite navigation system receiver and having high accuracy and stability of parameters. In addition, the presence of a satellite navigation system receiver in the equipment of the generator set and the receiving digital measuring stations provides a high accuracy of synchronization in time of the beginning of the processes of signal registration at the receiving points with the beginning of the sounding of the earth by current pulses.
Синхронизация начала измерительного сеанса во времени на приемных измерительных пунктах с началом работы генераторной установки и точная подстройка частоты генераторов тактовых импульсов приемных измерительных станций и генераторной установки обеспечивают значительное повышение точности измерения отчетов сигналов приемными измерительными станциями.Synchronization of the beginning of the measurement session in time at the receiving measuring points with the start of the generating set and the fine tuning of the frequency of the clock generators of the receiving measuring stations and the generating set provide a significant increase in the accuracy of measuring signal reports by receiving measuring stations.
Погрешность начальной синхронизации определяется точностью выдачи во времени последовательности синхроимпульсов (СХ) приемником спутниковой навигационной системы. Абсолютная погрешность временной привязки импульсов СХ согласно паспортным данным на такие приемники не превышает ±1 мкс, что при максимально возможной скорости изменения уровня сигнала в измерительных каналах порядка 0,1 В/мс, определяемой минимальной длительностью фронта (0,024 сек) переходных характеристик этих каналов, приводит к абсолютной погрешности измерения отчетов регистрируемых сигналов не более 0,2 мВ, что составляет 0,004% от полной шкалы (1,25 В) используемых для измерения аналого-цифровых преобразователей. Такой уровень погрешности измерения удовлетворяет условиям измерения практически всех синхронных отсчетов регистрируемого сигнала.The error in the initial synchronization is determined by the accuracy in time of the generation of a sequence of clock pulses (CX) by the receiver of the satellite navigation system. The absolute error of the timing of the CX pulses according to the passport data for such receivers does not exceed ± 1 μs, which at the maximum possible rate of change of the signal level in the measuring channels is of the order of 0.1 V / ms, determined by the minimum front duration (0.024 sec) of the transition characteristics of these channels, leads to an absolute measurement error of the recorded signal reports of not more than 0.2 mV, which is 0.004% of the full scale (1.25 V) used for measuring analog-to-digital converters. This level of measurement error satisfies the measurement conditions of almost all synchronous samples of the recorded signal.
С целью улучшения соотношения сигнал/шум и устранения влияния медленных временных трендов при использовании метода ЗС регистрируемые приемными измерительными станциями сигналы подвергаются предварительной обработке в реальном времени с использованием известного алгоритма синхронного весового накопления [Волыхин А.М., Брагин В.Д., Зубович А.В., Трапезников Ю.А. и др. Проявление геодинамических процессов в геофизических полях. - М.: Наука, 1993, с.67-73], реализуемого с помощью микро-ЭВМ, входящих в состав приемных измерительных станций. Суть алгоритма весового синхронного накопления заключается в том, что на приемной стороне цифровые отчеты сигналов датчиков, предварительно отфильтрованных от помех аналоговыми фильтрами, подвергаются накоплению (суммированию) с периодом повторения, точно согласованным с периодом повторения зондирующих токовых импульсов, вырабатываемых генераторной установкой. При этом на каждом текущем полупериоде значения накапливаемых отчетов сигналов умножаются на соответствующий весовой коэффициент. Коэффициенты определяются весовой функцией (окном), рассчитанной из условия устранения постоянной составляющей и медленных временных трендов, присутствующих в регистрируемом сигнале. При этом используется математическая модель временных трендов в виде степенного полинома n-го порядка. На практике для аппроксимации трендов достаточно использования полиномов второго или третьего порядков. Результат накопления делится на число накапливаемых отсчетов и на сумму коэффициентов весовой функции, взятых по модулю. Таким образом, после выполнения процедуры синхронного весового накопления формируется сигнал, по длительности совпадающий с полупериодом зондирующих импульсов, в котором влияние временных трендов устранено, а высокочастотных шумов и помех сильно ослаблено.In order to improve the signal-to-noise ratio and eliminate the influence of slow time trends when using the ES method, the signals recorded by receiving measuring stations are pre-processed in real time using the well-known synchronous weight accumulation algorithm [Volykhin AM, Bragin VD, Zubovich A .V., Trapeznikov Yu.A. and others. The manifestation of geodynamic processes in geophysical fields. - M .: Nauka, 1993, p.67-73], implemented using micro-computers that are part of the receiving measuring stations. The essence of the synchronous weighted accumulation algorithm is that on the receiving side, digital reports of sensor signals pre-filtered from interference by analog filters are accumulated (summed) with a repetition period that is precisely matched to the repetition period of the probe current pulses generated by the generator set. At the same time, at each current half-cycle, the values of the accumulated signal reports are multiplied by the corresponding weight coefficient. The coefficients are determined by the weight function (window), calculated from the condition of eliminating the constant component and the slow time trends present in the recorded signal. The mathematical model of time trends is used in the form of a power polynomial of the nth order. In practice, to approximate trends, it is sufficient to use polynomials of the second or third order. The accumulation result is divided by the number of accumulated samples and the sum of the coefficients of the weight function taken modulo. Thus, after performing the synchronous weight accumulation procedure, a signal is generated that coincides with the half-period of the probe pulses, in which the influence of time trends is eliminated, and high-frequency noise and interference are greatly attenuated.
Число накоплений синхронных отчетов сигналов определяется допустимой погрешностью, вносимой в измерение шумами и помехами. При этом абсолютное значение погрешности многократного измерения постоянного (неменяющегося) уровня сигнала на фоне нормально распределенных помех, а это условие выполняется, т.к. производится многократное накопление синхронных отсчетов, измеряемых на фоне собственных шумов аппаратуры и естественных магнитотеллурических помех, имеющих нормальное распределение амплитуд, определяется формулами:The number of accumulations of synchronous signal reports is determined by the permissible error introduced into the measurement by noise and interference. In this case, the absolute value of the error of repeated measurement of a constant (unchanging) signal level against a background of normally distributed noise, and this condition is satisfied, because repeated accumulation of synchronous samples, measured against the background of the noise of the equipment and natural magnetotelluric noise having a normal distribution of amplitudes, is determined by the formulas:
где Δх - абсолютная погрешность измерения отсчета сигнала;where Δх is the absolute error of measuring the signal reference;
xi - i-й накапливаемый синхронный отсчет измеряемого сигнала;x i - i-th accumulated synchronous readout of the measured signal;
n - число накоплений измеряемого сигнала;n is the number of accumulations of the measured signal;
k - коэффициент, определяющий доверительную вероятность измерений (Р). При k=2 доверительная вероятность составит Р=0,95, а при k=3 Р=0,997. В технических расчетах принято выбирать Р=0,95.k is a coefficient determining the confidence probability of measurements (P). With k = 2, the confidence probability will be P = 0.95, and with k = 3 P = 0.997. In technical calculations, it is customary to choose P = 0.95.
За счет накопления синхронных отсчетов погрешность измерения отсчетов сигналов, вносимая влиянием шумов и помех, присутствующих в измерительных каналах, может быть снижена до заданного уровня. Например, при входном соотношении сигнал/шум 3 для снижения доли погрешности, вносимой нормальными шумами и помехами до уровня 0,1%, т.е. для улучшения соотношения сигнал/шум в 300 раз потребуется накопление не менее 300 синхронных отсчетов сигнала.Due to the accumulation of synchronous samples, the measurement error of the signal samples, introduced by the influence of noise and interference present in the measuring channels, can be reduced to a predetermined level. For example, with an input signal-to-noise ratio of 3 to reduce the share of error introduced by normal noise and interference to a level of 0.1%, i.e. to improve the signal-to-noise ratio by 300 times, the accumulation of at least 300 synchronous samples of the signal will be required.
С другой стороны, накопление синхронных отсчетов сигналов приводит к повышению погрешности, возникающей за счет временного рассогласования излучаемых сигналов с сигналами, регистрируемыми на приемной стороне. Чем больше число накапливаемых отсчетов, тем более точно во времени должны быть синхронизированы процессы излучения токовых импульсов генераторной установкой и процессы регистрации сигналов в приемных пунктах. Погрешность измерения отсчетов сигналов, связанная с неточностью установки частоты генераторов тактовых импульсов, с учетом применения алгоритма весового синхронного накопления и принятой упрощенной модели сигнала становления поля в точке приема в виде линейной функции времени с заданной максимальной скоростью изменения, определяется по формуле:On the other hand, the accumulation of synchronous samples of signals leads to an increase in the error arising due to the temporary mismatch of the emitted signals with the signals recorded on the receiving side. The larger the number of accumulated samples, the more precisely in time the processes of radiation of current pulses by the generator set and the processes of registering signals at receiving points should be synchronized. The measurement error of the signal samples associated with the inaccuracy in setting the frequency of the clock generators, taking into account the application of the synchronous weight accumulation algorithm and the adopted simplified model of the field formation signal at the receiving point in the form of a linear time function with a given maximum rate of change, is determined by the formula:
где δU - относительная погрешность измерения отсчетов сигналов;where δ U is the relative measurement error of the signal samples;
δf - относительная погрешность установки частоты генератора тактовых импульсов;δ f is the relative error in setting the frequency of the clock generator;
Т0 - точное значение периода повторения зондирующих токовых импульсов;T 0 - the exact value of the repetition period of the probe current pulses;
ΔtД - точное значение периода дискретизации сигналов;Δt D is the exact value of the signal sampling period;
N - количество накапливаемых синхронных отсчетов сигнала;N is the number of accumulated synchronous samples of the signal;
k - номер синхронного отсчета сигнала, отсчитываемый от начала периода повторения импульсов.k is the number of the synchronous reference signal counted from the beginning of the pulse repetition period.
Тогда необходимая относительная погрешность установки частоты генератора тактовых импульсов определяется формулой:Then the necessary relative error in setting the frequency of the clock generator is determined by the formula:
Для обеспечения заданного значения доверительной вероятности измерения 0,997 погрешность измерения отсчетов сигналов (δU) должна быть как минимум в три раза меньше задаваемой точности измерения отсчетов сигнала. Максимальная относительная погрешность измерения амплитуды синхронных отсчетов наблюдается при прочих равных условиях для первого синхронного отсчета (k=1). Для конкретных значений параметров накопления δU=0,0023; ΔtД=1,25·10-3 сек; Т0=5 сек; k=1; N=360 относительная погрешность установки частоты генератора тактовых импульсов составит δf=3,2·10-9.To ensure a given value of the confidence level of measurement of 0.997, the measurement error of the signal samples (δ U ) should be at least three times less than the specified accuracy of the measurement of signal samples. The maximum relative error in measuring the amplitude of synchronous samples is observed, ceteris paribus, for the first synchronous sample (k = 1). For specific values of the accumulation parameters, δ U = 0.0023; Δt D = 1.25 · 10 -3 sec; T 0 = 5 sec; k is 1; N = 360, the relative error in setting the frequency of the clock generator will be δ f = 3.2 · 10 -9 .
С учетом того, что на генераторной установке период повторения зондирующих сигналов (Т0) устанавливается также с погрешностью, то для достижения требуемой погрешности измерения необходимо рассчитанную относительную погрешность установки частоты генераторов тактовых импульсов, входящих в состав генераторной установки и приемных измерительных станций, уменьшить как минимум в два раза. Тогда требуемая абсолютная погрешность установки частоты генератора тактовых импульсов определится по формуле Δf=f0·δf/2, где f0 - абсолютное точное значение частоты генератора тактовых импульсов. Так, для генератора с частотой f0=16384000 Гц погрешность установки частоты должна составлять Δf=0,0262 Гц. Такую высокую точность установки и поддержания частоты можно обеспечить только путем применения термостабилизированных кварцевых генераторов при условии дополнительной их подстройки перед каждым измерительным сеансом.Taking into account the fact that the repetition period of the probing signals (T 0 ) is also set with an error on the generator set, in order to achieve the required measurement error, it is necessary to reduce the calculated relative error of the frequency setting of the clock generators included in the generator set and receiving measuring stations at least twice. Then the required absolute error in setting the frequency of the clock generator is determined by the formula Δf = f 0 · δ f / 2, where f 0 is the absolute exact value of the frequency of the clock generator. So, for a generator with a frequency f 0 = 16384000 Hz, the error in setting the frequency should be Δf = 0.0262 Hz. Such high accuracy of setting and maintaining the frequency can only be achieved by using thermostabilized crystal oscillators provided that they are further adjusted before each measurement session.
На фиг.1 приведена схема приемного измерительного пункта системы активного электромагнитного мониторинга сейсмоактивных зон земной коры; на фиг.2 - схема блока формирования управляющего напряжения для точной подстройки частоты генератора тактовых импульсов по сигналам приемника спутниковой навигационной системы.Figure 1 shows a diagram of a receiving measuring point of the system of active electromagnetic monitoring of seismically active zones of the earth's crust; figure 2 is a block diagram of the formation of the control voltage for fine tuning the frequency of the clock generator according to the signals of the receiver of the satellite navigation system.
Предлагаемая система активного электромагнитного мониторинга сейсмоактивных зон земной коры, как и в случае прототипа, состоит из центра управления и сбора информации, который связан двунаправленными радиолиниями по разветвленно-лучевой схеме с генераторной установкой и рядом автоматических измерительных, промежуточных измерительных и ретрансляционных пунктов. Радиосвязь осуществляется с помощью двунаправленных радиомодемов (12), подключенных к радиоантеннам (13), входящих в состав каждого измерительного, промежуточного измерительного и ретрансляционного пунктов, а также в состав генераторной установки при значительном ее удалении от ЦУСИ. Отличие от прототипа заключается в том, что в состав аппаратуры генераторной установки и приемных измерительных пунктов системы электромагнитного мониторинга вводятся дополнительные блоки и устройства. В частности, в схему цифровой измерительной станции (1) приемного измерительного пункта, состоящую из блока измерительных усилителей (2), входами связанного с блоком датчиков электромагнитного поля (3) приемного пункта, генератора тестовых сигналов (4), выход которого подключен к блоку датчиков (3), аналого-цифрового преобразователя (5), входы которого подключены к выходам блока измерительных усилителей (2), микро-ЭВМ (6), связанной с помощью двунаправленной внутрисистемной общей шины обмена (7) с блоками и устройствами измерительного пункта, вводится приемник спутниковой навигационной системы (8), прецизионный термостабилизированный управляемый напряжением генератор тактовых импульсов (9) и блок формирования напряжения подстройки частоты (10) для генератора тактовых импульсов. При этом приемник спутниковой навигационной системы (8) подключается к микро-ЭВМ (6) с помощью двунаправленных линий последовательного интерфейса (типа RS-232C), а сигналы с выхода синхронизации (СХ) этого приемника (8) поступают в блок формирования напряжения подстройки частоты (10), который в свою очередь связан с микро-ЭВМ (6) посредством двунаправленной внутрисистемной общей шины обмена (7). Выходной сигнал блока формирования напряжения подстройки частоты (10) в виде регулируемого напряжения постоянного тока поступает на вход управления генератора тактовых импульсов (9), выход которого подключен по цепи обратной связи к входу блока формирования напряжения подстройки частоты (10) и к входу аналого-цифрового преобразователя (5) для синхронизации его работы. Блок формирования напряжения подстройки частоты (10) состоит из двух устройств ввода-вывода (14, 15), двоичного счетчика импульсов (16), цифроаналогового преобразователя (17), синхронного D-триггера (18) и двух логических элементов И (19, 20). При этом вход устройства ввода-вывода (14) подключен к выходам двоичного счетчика (16), осуществляющего подсчет импульсов генератора тактовых импульсов (9), пропускаемых на его вход через двухвходовый логический элемент И (19), на один вход которого поступают импульсы с выхода генератора тактовых импульсов (9), а на другой - строб-сигнал с выхода синхронного D триггера 18, формируемый по сигналам управления, поступающим на его входы с выходов устройства ввода-вывода (14) и логического элемента И (20). При этом на входы R синхронного D-триггера (18) и двоичного счетчика импульсов (16) с выхода устройства ввода-вывода (14) подается импульс, обеспечивающий начальную установку выходов счетчика и синхронного триггера в нулевое состояние. На вход D синхронного триггера (18) подается логический сигнал DTGPS с выхода устройства ввода-вывода (14), формируемый под управлением микро-ЭВМ (6) в соответствии с алгоритмом подстройки частоты генератора тактовых импульсов, при этом на вход С поступают импульсы с выхода логического элемента И (20), обеспечивающего пропускание синхроимпульсов СХ с выхода GPS приемника при условии подачи на вход этого элемента разрешающего логического сигнала EGPS (уровнем логической единицы), формируемого на выходе устройства ввода-вывода (14) также под управлением микро-ЭВМ в соответствии с алгоритмом, обеспечивающим подстройку частоты генератора тактовых импульсов (9). Выходы второго устройства ввода-вывода (15) подключены к входам цифроаналогового преобразователя (17), на выходе которого формируется сигнал в виде напряжения постоянного тока, подаваемый на вход управления генератора тактовых импульсов (9). Устройства ввода-вывода (14, 15) связаны с микро-ЭВМ (6) посредством двунаправленной внутрисистемной шины обмена (7), обеспечивая тем самым программное управление работой схемы блока формирования напряжения подстройки частоты (10) по алгоритму, хранящемуся в памяти микро-ЭВМ.The proposed system of active electromagnetic monitoring of seismically active zones of the earth's crust, as in the case of the prototype, consists of a control and information collection center, which is connected by bidirectional radio links along a branched-beam circuit with a generator set and a number of automatic measuring, intermediate measuring and relay points. Radio communication is carried out using bidirectional radio modems (12) connected to the radio antennas (13), which are part of each measuring, intermediate measuring and relay points, as well as in the generating set when it is significantly removed from the center. The difference from the prototype is that additional units and devices are introduced into the equipment of the generator set and the receiving measuring points of the electromagnetic monitoring system. In particular, in the circuit of the digital measuring station (1) of the receiving measuring point, consisting of a block of measuring amplifiers (2), inputs of the electromagnetic unit (3) of the receiving point connected to the sensor block, a test signal generator (4), the output of which is connected to the sensor block (3), an analog-to-digital converter (5), the inputs of which are connected to the outputs of a block of measuring amplifiers (2), a microcomputer (6) connected by means of a bi-directional intrasystem common exchange bus (7) with the blocks and devices of the measuring point, input The receiver of the satellite navigation system (8), the precision thermally stabilized voltage-controlled clock generator (9) and the frequency tuning voltage generating unit (10) for the clock generator are running. In this case, the receiver of the satellite navigation system (8) is connected to the microcomputer (6) using bidirectional serial interface lines (type RS-232C), and the signals from the synchronization output (CX) of this receiver (8) are fed to the frequency adjustment voltage generating unit (10), which in turn is connected to a microcomputer (6) via a bidirectional intra-system common exchange bus (7). The output signal of the frequency adjustment voltage generating unit (10) in the form of an adjustable DC voltage is fed to the control input of a clock pulse generator (9), the output of which is connected via a feedback circuit to the input of the frequency adjustment voltage generating unit (10) and to the analog-digital input Converter (5) to synchronize its operation. The frequency tuning voltage generating unit (10) consists of two input-output devices (14, 15), a binary pulse counter (16), a digital-to-analog converter (17), a synchronous D-trigger (18), and two AND logic elements (19, 20 ) In this case, the input of the input-output device (14) is connected to the outputs of the binary counter (16), which counts the pulses of the clock pulse generator (9), passed to its input through the two-input logic element And (19), the one input of which receives pulses from the output a clock pulse generator (9), and on the other, a strobe signal from the output of synchronous D flip-
Аналогичные дополнительные блоки и устройства вводятся в состав аппаратуры зондирующей генераторной установки, состоящей из силовой части и системы управления и диагностики, в состав которой входит управляющая микро-ЭВМ (микропроцессорный блок). Отличие от приемных пунктов заключается только в том, что выходные импульсы генератора тактовых импульсов используются системой управления и диагностики для формирования сигналов управления работой силовой части генераторной установки (электроимпульсной системы).Similar additional blocks and devices are introduced into the equipment of the sounding generator set, which consists of a power unit and a control and diagnostic system, which includes a control microcomputer (microprocessor unit). The difference from the receiving points is only that the output pulses of the clock generator are used by the control and diagnostic system to generate control signals for the operation of the power part of the generator set (electro-pulse system).
Система активного электромагнитного мониторинга сейсмоактивных зон земной коры работает так же, как и в случае прототипа, за исключением процедур запуска процесса формирования токовых импульсов генераторной установкой синхронно с пуском измерений на приемных измерительных пунктах, которые осуществляются не по командам, поступающим от центра управления и сбора информации через радиоканалы связи, а по абсолютному времени, задаваемому в паспорте экспериментов и контролируемому с помощью данных и сигналов, поступающих от приемников спутниковой навигационной системы. Кроме того, каждый сеанс измерения предваряется процессом точной подстройки частоты генераторов тактовых импульсов, входящих в состав аппаратуры приемных измерительных пунктов и генераторной установки. Как и в случае прототипа, радиоканалы, связывающие центр управления и сбора информации с измерительными пунктами, обеспечивают передачу от ЦУСИ и установку на этих пунктах и генераторной установке перед каждым измерительным сеансом параметров и режимов их работы, а также по окончании измерительного сеанса по радиоканалам осуществляется передача зарегистрированных и предварительно обработанных данных с измерительных пунктов в ЦУСИ.The system of active electromagnetic monitoring of seismically active zones of the earth's crust works in the same way as in the case of the prototype, with the exception of the procedures for starting the process of generating current pulses by the generator set in synchronization with the start of measurements at receiving measuring points, which are not carried out according to commands from the control and information collection center through radio channels of communication, and according to the absolute time specified in the passport of experiments and controlled by data and signals from receivers tnikovoy navigation system. In addition, each measurement session is preceded by a process of fine-tuning the frequency of the clock pulse generators included in the equipment of the receiving measuring points and the generator set. As in the case of the prototype, the radio channels connecting the control and data collection center with the measuring points provide transmission from the central control center and installation of parameters and modes of operation at these points and the generator set before each measuring session, as well as the transmission of radio signals at the end of the measuring session registered and pre-processed data from measuring points in TsUSI.
Специально разработанное программное обеспечение, работающее в диалоговом режиме, позволяет оперативно задавать и корректировать структуру измерительной сети, представляемую в виде топологической схемы, и ее характеристики. Структура измерительной сети задается в виде списка измерительных пунктов, участвующих в экспериментах, и графика времен проведения измерительных сеансов. Процедура настройки сети на измерительный сеанс заключается в последовательном включении по командам, передаваемым по радиоканалам связи с ЦУСИ, соответствующих приемопередающих устройств на измерительных, промежуточных измерительных и ретрансляционных пунктах, подаче питания на измерительные станции этих пунктов и передаче на них команд управления, обеспечивающих настройку параметров измерительных каналов. На генераторной установке также проводится подготовка аппаратуры к работе. Включается питание системы управления ГУ и задаются параметры зондирующих импульсов. Кроме того, перед каждым измерительным сеансом на приемных измерительных пунктах и генераторной установке отводится дополнительное время, необходимое для выполнения процедур подстройки частоты генераторов тактовых импульсов.Specially developed software that works in interactive mode, allows you to quickly set and adjust the structure of the measuring network, presented in the form of a topological diagram, and its characteristics. The structure of the measuring network is set in the form of a list of measuring points participating in the experiments, and a graph of the times of the measurement sessions. The procedure for setting up the network for the measurement session consists in sequentially switching on, according to the commands transmitted over the radio communication channels with the central control center, the corresponding transceiver devices at the measuring, intermediate measuring and relay points, supplying power to the measuring stations of these points and transmitting control commands to them that provide the setting of the measurement parameters channels. At the generator set, equipment is also being prepared for work. The power of the control system of the control unit is turned on and the parameters of the probe pulses are set. In addition, before each measurement session, additional time is required at the receiving measurement points and the generator set to perform the frequency adjustment procedures for the clock generators.
Работа системы при выполнении процедуры подстройки частоты ГТИ осуществляется следующим образом. После включения питания измерительной станции (1) производится выдержка времени (порядка 5 минут) для того, чтобы система термостабилизации (термостат) кварцевого генератора тактовых импульсов (9) вышла на стационарный участок регулирования температуры. Далее по программе, хранящейся в памяти микро-ЭВМ (6), начинается процесс подстройки частоты ГТИ (9) под эталонное значение. В качестве эталонного интервала времени при подстройке частоты используется период повторения синхроимпульсов СХ (длительностью 1 сек) с выхода приемника спутниковой навигационной системы (8), высокая точность которого гарантируется при условии обнаружения этим приемником хотя бы одного спутника навигационной системы. Приемник спутниковой навигационной системы (8) с помощью подключенной к нему магнитной антенны (11) осуществляет поиск и обнаружение сигналов от спутников и постоянно по линиям связи передает в микро-ЭВМ (6) свое состояние. При обнаружении хотя бы одного спутника осуществляется передача точного времени в микро-ЭВМ (6). При этом передаваемое в микро-ЭВМ (6) абсолютное значение точного времени соответствует началу текущего периода импульсной последовательности СХ.The system when performing the procedure for adjusting the frequency of the GTI is as follows. After turning on the power of the measuring station (1), a time delay (of the order of 5 minutes) is made in order for the thermal stabilization system (thermostat) of the crystal clock pulse generator (9) to reach the stationary temperature control section. Further, according to the program stored in the memory of the microcomputer (6), the process of adjusting the frequency of the GTI (9) to the reference value begins. As a reference time interval for frequency adjustment, the repetition period of the CX clock pulses (1 second) from the output of the receiver of the satellite navigation system (8) is used, the high accuracy of which is guaranteed if this receiver detects at least one satellite of the navigation system. The receiver of the satellite navigation system (8), using the magnetic antenna (11) connected to it, searches for and detects signals from satellites and constantly transmits its status to the microcomputer (6) via communication lines. If at least one satellite is detected, the exact time is transmitted to the microcomputer (6). In this case, the absolute value of the exact time transmitted to the microcomputer (6) corresponds to the beginning of the current period of the pulse sequence CX.
При подстройке частоты генератора тактовых импульсов (9) применяется специальный пошаговый алгоритм поразрядного уравновешивания, обеспечивающий ускоренную подстройку частоты ГТИ (9) под эталонное значение. На каждом шаге этого алгоритма определяется знак отклонения частоты ГТИ (9) от идеального значения (16384000 Гц) и значение двоичного кода, подаваемого на цифровые входы управляющего цифроаналогового преобразователя (17), выходной сигнал которого используется в качестве источника напряжения, регулирующего в небольших пределах частоту ГТИ (9). Количество шагов подстройки (n) определяется разрядностью цифроаналогового преобразователя (17), используемого в схеме блока формирования напряжения подстройки частоты (10), которая в свою очередь зависит от требуемой абсолютной точности подстройки (Δf) и диапазона перестройки частоты используемого генератора (ΔF) и вычисляется по формуле:When adjusting the frequency of the clock generator (9), a special step-by-step algorithm of bitwise balancing is used, which provides accelerated tuning of the frequency of the GTI (9) to the reference value. At each step of this algorithm, the sign of the deviation of the GTI frequency (9) from the ideal value (16384000 Hz) and the value of the binary code supplied to the digital inputs of the control digital-analog converter (17), the output signal of which is used as a voltage source that regulates the frequency within small limits, are determined GTI (9). The number of tuning steps (n) is determined by the resolution of the digital-to-analog converter (17) used in the circuit of the frequency tuning voltage generating unit (10), which in turn depends on the required absolute tuning accuracy (Δf) and the frequency tuning range of the generator used (ΔF) and is calculated according to the formula:
n=Ceil[log2(ΔF/Δf)].n = Ceil [log 2 (ΔF / Δf)].
Так, для ΔF=16 Гц, Δf=0,0262 Гц получается n=10.So, for ΔF = 16 Hz, Δf = 0.0262 Hz, n = 10 is obtained.
После обнаружения приемником спутниковой навигационной системы одного или более спутников и получения точного времени микро-ЭВМ (6) начинает пошаговое выполнение алгоритма подстройки частоты генератора тактовых импульсов (9), заключающееся в определении значений двоичного кода, подаваемого на вход управляющего цифроаналогового преобразователя (17).After the receiver of the satellite navigation system detects one or more satellites and obtains the exact time of the microcomputer (6), it starts a step-by-step execution of the algorithm for adjusting the frequency of the clock generator (9), which consists in determining the values of the binary code supplied to the input of the control digital-to-analog converter (17).
Вначале через устройство ввода-вывода (14) микро-ЭВМ (6) формирует и передает импульс начальной установки, поступающий на входы R синхронного D-триггера (18) и двоичного счетчика импульсов (16), который обеспечивает сброс их в нулевое состояние. Далее микро-ЭВМ (6) приступает к выполнению первого шага алгоритма подстройки частоты ГТИ (9), при этом она переходит в режим обнаружения отрицательного перепада (с уровня логической единицы на уровень логического нуля) импульса СХ, контролируя его через устройство ввода-вывода (14). После обнаружения такого перепада микро-ЭВМ (6) вырабатывает на линии DTGPS сигнал уровнем логической 1, подаваемый на вход D синхронного триггера (18) и подготавливающий переключение его в состояние логической 1 по выходу. Далее на линии EGPS микро-ЭВМ (6) формирует сигнал EGPS уровнем логической 1, поступающий на вход логического элемента И (20), на другой вход которого подаются импульсы СХ от приемника спутниковой навигационной системы. Таким образом обеспечивается разрешение прохождения импульсов СХ на вход С синхронного D-триггера (18) и по положительному фронту следующего импульса СХ синхронный D-триггер (18) переводится в состояние логической единицы по выходу, обеспечивая подачу на вход двоичного счетчика (16) через логический элемент И (19) импульсов с выхода ГТИ (9). С этого момента микро-ЭВМ (6) переходит в режим подсчета числа поступивших импульсов СХ и через заданное время, определяемое количеством подсчитанных импульсов СХ, а именно на последней секунде отсчитываемого временного интервала, на линии EGPS микро-ЭВМ (6) формирует сигнал уровнем логического нуля. Далее при поступлении положительного фронта очередного импульса СХ синхронный D-триггер (18) переводится в состояние логического нуля по выходу, обеспечивая тем самым запрет прохождения на счетный вход двоичного счетчика импульсов от генератора тактовых импульсов. Таким образом, двоичный счетчик (16) обеспечивает подсчет импульсов генератора тактовых импульсов, поступающих на его вход в течение заданного эталонного интервала времени. Длительность эталонного интервала времени, необходимого для точной подстройки частоты генератора тактовых импульсов (9) на каждом шаге алгоритма, определяется минимально необходимой точностью настройки частоты генератора тактовых импульсов (Δf) и определяется исходя из неравенства ТЭ≥1/Δf. Так, для установки частоты генератора тактовых импульсов с точностью Δf=0,0262 Гц требуется интервал времени ТЭ≥39 сек. Разрядность двоичного счетчика, обеспечивающего подсчет импульсов генератора тактовых импульсов, должна быть не меньше разрядности используемого для формирования управляющего напряжения цифроаналогового преобразователя (17), причем старший разряд этого счетчика определяет знак отклонения частоты генератора тактовых импульсов от эталона на каждом шаге подстройки. По знаку отклонения частоты ГТИ (9) от эталона определяется значение двоичного кода, подаваемого на вход управляющего цифроаналогового преобразователя (17) на каждом шаге подстройки. Значение двоичного кода вычисляется согласно выражениям:First, through the input-output device (14), the microcomputer (6) generates and transmits the initial installation pulse to the R inputs of the synchronous D-trigger (18) and the binary pulse counter (16), which ensures their reset to the zero state. Next, the microcomputer (6) proceeds to the first step of the GTI frequency adjustment algorithm (9), while it goes into the detection mode of the negative difference (from the logical unit to the logical zero level) of the CX pulse, controlling it through the input-output device ( fourteen). After detecting such a difference, the microcomputer (6) generates a signal at logic 1 on the DTGPS line, supplied to the input D of the synchronous trigger (18) and prepares to switch it to the logical 1 state at the output. Next, on the EGPS line, the microcomputer (6) generates an EGPS signal of logic level 1, which is fed to the input of the logic element And (20), to the other input of which CX pulses from the receiver of the satellite navigation system are supplied. This ensures the resolution of the passage of the CX pulses to the input C of the synchronous D-flip-flop (18) and along the positive edge of the next CX pulse, the synchronous D-flip-flop (18) is transferred to the state of the logic unit by the output, providing the binary counter (16) to the input through the logical element And (19) pulses from the output of the GTI (9). From this moment, the microcomputer (6) enters the counting mode of the number of received CX pulses and after a specified time, determined by the number of counted CX pulses, namely, at the last second of the counted time interval, the microcomputer (6) generates a signal at the logical level on the EGPS line zero. Further, upon receipt of a positive edge of the next CX pulse, the synchronous D-flip-flop (18) is put into a logic zero state at the output, thereby prohibiting the passage of the binary pulse counter from the clock generator to the counting input. Thus, the binary counter (16) provides a count of the pulses of the clock generator arriving at its input during a given reference time interval. The duration of the reference time interval necessary for fine-tuning the frequency of the clock generator (9) at each step of the algorithm is determined by the minimum required accuracy of tuning the frequency of the clock generator (Δf) and is determined on the basis of the inequality T E ≥1 / Δf. So, to set the frequency of the clock generator with an accuracy of Δf = 0.0262 Hz, a time interval of T E ≥39 sec is required. The bit depth of the binary counter that provides the counting of the pulses of the clock pulse generator must be no less than the bit width of the digital-analog converter used to generate the control voltage (17), and the high-order bit of this counter determines the sign of the deviation of the frequency of the clock pulse from the reference at each tuning step. The sign of the deviation of the GTI frequency (9) from the standard determines the value of the binary code supplied to the input of the control digital-to-analog converter (17) at each tuning step. The value of the binary code is calculated according to the expressions:
где 
N - число разрядов управляющего ЦАП;N is the number of bits of the control DAC;
i - текущий шаг подстройки частоты ГТИ (i изменяется в интервале от 1 до N-1);i is the current step of adjusting the frequency of the GTI (i varies in the range from 1 to N-1);
fi - частота ГТИ на текущем шаге подстройки;f i - GTI frequency at the current tuning step;
f0 - эталонное значение частоты ГТИ.f 0 is the reference value of the frequency of the GTI.
При строгом совпадении частоты генератора тактовых импульсов (9) с эталонным значением все разряды счетчика импульсов (16) установятся в нулевое состояние. Если такая ситуация возникает на i-том шаге подстройки, то дальнейшие шаги не выполняются и на входе ЦАП (17) остается значение двоичного кода, установленного на предшествующем шаге подстройки.With a strict coincidence of the frequency of the clock generator (9) with the reference value, all the bits of the pulse counter (16) will be set to zero. If such a situation arises at the i-th tuning step, then the further steps are not performed and at the input of the DAC (17), the value of the binary code set at the previous tuning step remains.
Суммарное максимально возможное время (Т∑), необходимое для подстройки частоты ГТИ (9), определяется формулой:The total maximum possible time (T ∑ ) required to adjust the frequency of the GTI (9) is determined by the formula:
Т∑=ТЭ·n+Tп(N-1)=39·10+1·9=399 сек,T ∑ = T E · n + T p (N-1) = 39 · 10 + 1 · 9 = 399 sec.
где Тп=1 сек - длительность пауз между шагами при подстройке частоты ГТИ (9), необходимых для выполнения алгоритма подстройки.where T p = 1 sec - the duration of pauses between steps when adjusting the frequency of the GTI (9), necessary to perform the tuning algorithm.
После выполнения подстройки частоты ГТИ (9) под эталонное значение аппаратура приемной измерительной станции под управлением программы, хранящейся в памяти микро-ЭВМ (6), как и в случае прототипа, продолжает выполнять процедуру настройки и подготовки цифровой измерительной станции к измерениям, выполнение которой обеспечивает тестирование всех блоков и узлов ЦИС. В частности, проводится тестирование блока датчиков электромагнитного поля (3) и блока измерительных усилителей (2). При этом на контрольные входы блока датчиков электромагнитного поля (3) подаются градуировочные сигналы, формируемые под управлением микро-ЭВМ (6) генератором тестовых сигналов (4), и производится синхронная регистрация откликов измерительных каналов на подачу градуировочных сигналов с последующей их обработкой. Результаты тестирования сохраняются в памяти микро-ЭВМ (6) и передаются по радиоканалам связи в центр управления и сбора информации в конце измерительного сеанса вместе с данными регистрации и обработки сигналов датчиков электромагнитного поля.After adjusting the frequency of the GTI (9) to the reference value, the equipment of the receiving measuring station under the control of the program stored in the memory of the microcomputer (6), as in the case of the prototype, continues to perform the setup and preparation of the digital measuring station for measurements, the implementation of which ensures testing of all blocks and nodes of the CIS. In particular, the unit of sensors of the electromagnetic field (3) and the unit of measuring amplifiers (2) are tested. At the same time, calibration signals are generated at the control inputs of the electromagnetic field sensor block (3), which are generated under the control of a microcomputer (6) by the test signal generator (4), and the responses of the measuring channels to the supply of calibration signals are recorded simultaneously with their subsequent processing. The test results are stored in the memory of the microcomputer (6) and transmitted over the radio communication channels to the control and information collection center at the end of the measurement session along with data from the registration and processing of signals from electromagnetic field sensors.
После тестирования блоков и узлов ЦИС станция в отличие от прототипа переходит в режим ожидания времени начала регистрации, контролируемого по данным, поступающим от GPS приемника (8). При этом контролируется абсолютное время, соответствующее началу текущего периода импульсной последовательности СХ (положительный фронт импульсов СХ). Когда время начала текущего периода импульсов СХ совпадет с временем пуска процесса измерения за вычетом длительности одного периода СХ (1 сек) микро-ЭВМ (6) по положительному фронту следующего импульса, СХ обеспечивает запуск режима измерения сигналов, поступающих от блока датчиков 3. Сигналы, усиленные в блоке измерительных усилителей (2), поступают на входы аналого-цифрового преобразователя (5), где преобразуются в цифровую форму и далее, поступая в микро-ЭВМ (6), обрабатываются по алгоритму весового синхронного накопления в реальном масштабе времени. Результаты обработки накапливаются в оперативной памяти микро-ЭВМ и по окончании измерительного сеанса по запросу от ЦУСИ передаются в ЦУСИ совместно с результатами тестирования.After testing the blocks and nodes of the CIS, the station, unlike the prototype, goes into standby mode for the start time of registration, controlled by data received from the GPS receiver (8). In this case, the absolute time corresponding to the beginning of the current period of the impulse sequence CX (positive front of impulses CX) is controlled. When the start time of the current period of the CX pulses coincides with the start time of the measurement process minus the duration of one CX period (1 second) of the microcomputer (6) along the positive edge of the next pulse, the CX starts the measurement mode of signals received from the sensor unit 3. Signals, amplified in the block of measuring amplifiers (2), are fed to the inputs of an analog-to-digital converter (5), where they are converted to digital form and then, entering a microcomputer (6), they are processed according to the algorithm of weighted synchronous accumulation in real scale without time. The processing results are accumulated in the RAM of the microcomputer and, at the end of the measurement session, upon request from the TsUSI, are transmitted to the TsUSI together with the test results.
На основании вышеизложенного можно сделать вывод.Based on the foregoing, we can conclude.
При сохранении всех преимуществ прототипа новая система активного электромагнитного мониторинга сейсмоактивных зон земной коры позволяет ценой незначительных изменений (дополнений) в структуре и схеме приемных цифровых измерительных станций получить преимущества, позволяющие значительно повысить точность измерения сигналов электромагнитного поля. Тем самым обеспечивается измерение более слабых вариаций электрических параметров земной коры, в частности кажущегося электрического сопротивления горных пород, слагающих земную кору. С точки зрения прогноза катастрофических событий (землетрясений), повышение точности измерения вариаций электрического сопротивления горных пород позволяет контролировать более ранние стадии развития процессов подготовки землетрясений, происходящих в земной коре.While retaining all the advantages of the prototype, the new system of active electromagnetic monitoring of seismically active zones of the earth's crust allows, at the cost of minor changes (additions) in the structure and design of receiving digital measuring stations, to significantly improve the accuracy of measuring electromagnetic field signals. This ensures the measurement of weaker variations in the electrical parameters of the earth's crust, in particular the apparent electrical resistance of the rocks that make up the earth's crust. From the point of view of forecasting catastrophic events (earthquakes), increasing the accuracy of measuring variations in the electrical resistance of rocks allows you to control the earlier stages of the development of earthquake preparation processes that occur in the earth's crust.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008141122/28A RU2408037C2 (en) | 2008-10-17 | 2008-10-17 | System of active electromagnetic monitoring of earth crust seismically active zones |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008141122/28A RU2408037C2 (en) | 2008-10-17 | 2008-10-17 | System of active electromagnetic monitoring of earth crust seismically active zones |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008141122A RU2008141122A (en) | 2010-04-27 |
| RU2408037C2 true RU2408037C2 (en) | 2010-12-27 |
Family
ID=42671981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008141122/28A RU2408037C2 (en) | 2008-10-17 | 2008-10-17 | System of active electromagnetic monitoring of earth crust seismically active zones |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2408037C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2469358C1 (en) * | 2011-08-11 | 2012-12-10 | Лев Григорьевич Голубчиков | System for monitoring local surface earthquake precursors |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116953796B (en) * | 2023-09-21 | 2023-12-12 | 中石化经纬有限公司 | Deep-ground deep-sea sound wave far-detection underground transmitting and receiving compensation method, device and system |
-
2008
- 2008-10-17 RU RU2008141122/28A patent/RU2408037C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2469358C1 (en) * | 2011-08-11 | 2012-12-10 | Лев Григорьевич Голубчиков | System for monitoring local surface earthquake precursors |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008141122A (en) | 2010-04-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Abbasi et al. | Measurement of acoustic attenuation in South Pole ice | |
| JPH10319111A (en) | Distance measuring method and device using electromagnetic wave by pulse propagation time method | |
| RU96123845A (en) | METHOD AND DIAGRAM OF RECEIVING SIGNALS OF LOCATION BY SATELLITES WITH THE EXCLUSION OF MULTI-BEAM ERRORS | |
| US4590477A (en) | Automatic calibration system for distance measurement receivers | |
| CN109975834B (en) | Satellite-borne computer on-orbit clock drift accurate measurement system and measurement method | |
| RU2408037C2 (en) | System of active electromagnetic monitoring of earth crust seismically active zones | |
| Yu et al. | A distributed phase measurement method of frequency-domain electromagnetic detection | |
| RU2399062C1 (en) | Ionospheric probe-direction finder | |
| JPH0146034B2 (en) | ||
| US5220333A (en) | Method and apparatus for determining universal coordinated time from Loran-C transmissions | |
| CN106707252B (en) | Precise distance measurement simulator range accuracy calibration device and method | |
| KR101656705B1 (en) | Radar device which can determine the reflection distance using reference signal and Pulse signal | |
| RU2394371C1 (en) | Device for determining optimum working frequencies of ionospheric radio channel | |
| KR101768392B1 (en) | Microearthquake measuring system and method improved the accuracy of time synchronization | |
| RU2499275C2 (en) | Multifrequency method of measuring absolute propagation time of chirp radio signals | |
| Pardo et al. | Absolute energy measurement of heavy ion beams using a resonant time-of-flight system | |
| Chen et al. | Multifunction waveform generator for EM receiver testing | |
| RU2282881C1 (en) | Method for measuring absolute transmission time of short radio waves in ionosphere by means of radio signals with linear-frequency modulation | |
| Steinbeck et al. | Calibration concept for a GPR monitoring system and methods for arrival time picking | |
| RU2552530C2 (en) | Method of obtaining ionogram | |
| CN113721268A (en) | Antenna time delay calibration method | |
| Kwiatkowski et al. | Integrated Frequency Counter for Multidimensional Seismometric System | |
| RU2435175C1 (en) | Self-contained digital seismometer | |
| SU915041A1 (en) | Acoustic well-logging equipment | |
| Guo et al. | Formation of a real-time time scale with fiber-based frequency transfer network |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191018 |