控制托缆的方法和系统技术方案

一种控制在测量船（１０）后面拖曳的托缆布置的形状和间距的方法和系统。每个线缆通过沿其长度定位在特殊节点处的横向转向控制装置（１６）进行横向转向控制。每个线缆被其横向转向控制装置驱动以实现距相邻托缆的特殊间距。这些实际托缆中的一个被用作其他实际托缆的基准，被转向控制以实现从虚拟拖曳的假想或虚设托缆与实际托缆的特殊间距。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大致涉及海上地震勘探，并且更特别地，涉及用于控制拖曳型地震托缆的伸展的系统和方法。
技术介绍
如图1所示，在对海底下面的烃类沉积物进行的研究中，测量船10拖曳一个或多个地震源(图中未示出)和一根或多根被装备有水听器和其它传感器的托缆线缆S1-S415在多根托缆的系统中，托缆被在测量船后面以大致平行的布置拖曳到水下。每个托缆的尾端系在标记其位置的尾浮标11上。地震源周期性发射传播到海底中并且反射出地质学构造的地震波。反射的地震波被托缆中的水听器接收。水听器数据被收集起来并进行处理以产生测量区域中的地壳地图。其中，测量的质量取决于每个水听器的精确位置的认识。沿托缆长度布置的位置传感器，例如航向传感器和声测距装置12，被用于确定托缆的形状以及它们的相对间距。声测距装置典型地是声收发器，它们在一系列通道(a range of channel)上操作，从而在一个声测距装置与另一声测距装置之间发射和接收声测距信号，以产生托缆上的这两个声测距装置位置之间的准确测距通道14。许多测距通道-在图1中只示出了一些-以及从许多航向传感器得到的托缆航向数据被用于计算定义单个托缆的形状以及它们的相对位置的网络方案。当托缆阵列中的一点被连接到例如由GPS接收器提供的测量基准上时，可以确定每个水听器的绝对位置。沿托缆长度布置于节点处的定位装置例如保持深度的吊舱(cbpth-ke印ing birds)和横向转向控制装置16被用于控制托缆的深度和它们距离彼此的间距。定位装置可以被装备有声测距装置，以与如此装备的其他定位装置以及与专门的声测距装置一起测距。在线测量传递过程中精确定位托缆是很重要的，用于产生高质量地图。然而，横流交叉流导致托缆偏离平行于拖曳船航线的直线。相反，托缆可能从它们的拖曳点直接弯曲一角度或者与它们的偏离该直线的尾端一起呈现弯曲的形状。在线测量传递中通常不希望出现托缆的这种偏转。在在线测量操作之间的转弯过程中精确定位也是很重要的，用于在不缠绕托缆的情况下缩短转弯的时间。在传统的托缆定位系统中，其中一个托缆，在本示例中是最远的左舷托缆Si，被用作基准托缆。船载控制器18收集位置传感器数据并且计算表述托缆形状和它们距离彼此的间距的网络方案。根据网络方案和直接或间接以基准托缆上的点为基准的托缆上的对应转向控制装置节点的目标间距，船载控制器得出每个横向转向控制装置的转向控制命令。 转向控制命令被传输至转向控制装置，用于调整它们的控制平面，或鳍(fin)，从而横向驱动托缆，如箭头20所示，以保持目标间距。在当前系统中，人工操作者通过发送横向转向控制命令至横向位置控制器以驱动基准托缆调整偏转从而转向控制基准托缆。然后，其他托缆被朝向直接或间接以基准托缆为基准的选定间距自动转向控制。但人工定位基准托缆很费时，并且在转弯中可能还非常忙乱。
技术实现思路
本缺点以及其他缺点通过用于在测量船后面定位一根或多根托的体现本专利技术的特征的方法得到了解决。本方法包括拖曳第一实际托缆，沿所述托缆的长度在被间隔开的位置处装备有横向转向控制装置；定义在测量船后面具有形状和位置的假想托缆；确定所述第一实际托缆的形状和位置；定义所述假想托缆和所述第一实际托缆之间的目标横向间距；以及发送横向转向控制命令至横向转向控制装置，从而朝向距所述假想托缆的所述目标横向间距驱动所述第一实际托缆。本专利技术的另一方面提供了一种用于控制在测量船后面拖曳的多根托缆的伸展的系统。本系统包括具有彼此横向偏置的首端的多根实际托缆。每根实际托缆沿其长度布置有多个横向转向控制装置和位置传感器。控制器从位置传感器接收位置数据。控制器包括计算被测量船拖曳的假想托缆的形状和位置的自动转向控制装置。控制器还包括网络计算装置，其根据位置数据确定实际托缆的形状和位置，并且以从自动转向控制装置接收的假想托缆的形状和位置为基准计算每根实际托缆的横向间距。然后，所述控制器发送横向转向控制命令至与计算的横向间距对应的横向转向控制装置。在本专利技术的另一方面中，一种用于控制N根实际托缆S「SN的伸展的方法包括定义假想托缆4的形状和位置；确定实际托缆S1^n的形状和位置；调整实际基准托缆民距假想托缆4的间距；以及调整实际托缆&距另一实际托缆Si的间距，其中，每个η e {1， 2，…，N}并且η乒r并且其中i e {1，2，…，N}，i乒n，并且在至少一中情况下，i = r。附图说明本专利技术的这些特征和方面及其优势通过参照下面的描述、附加的权利要求以及附图将得到更好的理解，其中图1是测量船拖曳托缆网络的俯视平面图，示意出传统地使用基准托缆声交叉固定(cross-bracing)和横向转向控制托缆；图2是图1的俯视平面图，示意出根据本专利技术的被认为是基准托缆的虚拟托缆的用法；图3是可与图2的托缆网络一起使用的托缆定位控制系统的方框图；以及图4A-4C是用于图3的控制系统的控制顺序的流程图。具体实施例方式参考图2所示的示例性四托缆系统描述根据本专利技术的托缆转向控制系统的操作。 (托缆的布置与图1相同。)测量船10拖曳着尾端22被栓系在尾浮标11上的四根托缆 S1-S4 (通常，S1-Sn表示N根托缆的系统)。托缆的首端23被系在连接到船后甲板上的拖曳缆绳系统M上。扫雷器沈被用于保持所使用的托缆网络的充分伸展。横向转向控制装置 16-沿每根托缆的长度布置于被间隔开的位置，或转向控制节点，例如每300m —个-施加横向力20以驱动托缆转向右舷或转向左舷。通过通信连接装置，例如沿拖曳线缆延伸并且穿过托缆的硬线连接30，连接到位置传感器和横向转向控制装置以及托缆上的船载控制器观从位置传感器上接收定位和其它数据并且通过连接装置将转向控制命令传递至横向转向控制装置。正如图1的托缆系统，图2的系统指定一根托缆-在本示例中是最远的左舷托缆 S1-作为基准托缆民。最靠近的相邻托缆&被朝向距基准托缆S1选定的间距D转向。如图2中所示，托缆&上的首端横向转向控制装置16A的节点比所述选定的间距距离基准托缆S1的最近路程距离更远。因此，船载控制器对首端转向控制装置16A发出转向控制命令从而驱动托缆转向左舷，如箭头32所示。因为托缆&上的转向控制装置16B的尾端转向控制节点比所述选定的间距距离距基准托缆S1的最近路程距离更近，如图2中所示，所以船载控制器对&上的尾端横向转向控制装置16B发出转向控制命令迫使托缆转向右舷，如箭头33所示。转向控制命令包含例如控制数值，例如与间距误差有关的鳍角(fin angle) 值，所述间距误差根据理想目标间距和横向转向控制装置所在的托缆上的节点与作为基准的托缆上的最近点之间的实际间距计算得来。箭头32、33的长度与控制每个横向转向控制装置的控制表面方位角的鳍角设置的变化量成正比。在图2中，因为托缆S1和&在沿它们长度的大约中点处具有理想间距D，所以不必须改变横向转向控制装置16C的鳍角设置。正如托缆&直接以基准托缆S1的形状和位置为基准转向一样，S2的右舷邻居& 以&的位置和形状为基准转向。并且最远的右舷托缆、相对于&定位。这是优选的操作模式，因为从声测距装置(acoustic ranging devices)得出的最本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种在测量船后面定位一根或多根托缆的方法，所述方法包括：拖曳第一实际托缆，沿所述托缆的长度在间隔开的位置处装备有横向转向控制装置；定义在测量船后面具有形状和位置的假想托缆；确定所述第一实际托缆的形状和位置；定义所述假想托缆和所述第一实际托缆之间的目标横向间距；发送横向转向控制命令至横向转向控制装置，从而朝向距所述假想托缆的所述目标横向间距驱动所述第一实际托缆。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·B·西尔，
申请(专利权)人：离子地球物理公司，
类型：发明
国别省市：US