JPH0558514B2 - - Google Patents

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JPH0558514B2
JPH0558514B2 JP61201902A JP20190286A JPH0558514B2 JP H0558514 B2 JPH0558514 B2 JP H0558514B2 JP 61201902 A JP61201902 A JP 61201902A JP 20190286 A JP20190286 A JP 20190286A JP H0558514 B2 JPH0558514 B2 JP H0558514B2
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JP
Japan
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signal
input
output
detector
acoustic
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JP61201902A
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Burujowa Aran
Dobowa Jannkuroodo
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IFP Energies Nouvelles IFPEN
Original Assignee
IFP Energies Nouvelles IFPEN
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Publication date
Application filed by IFP Energies Nouvelles IFPEN filed Critical IFP Energies Nouvelles IFPEN
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Publication of JPH0558514B2 publication Critical patent/JPH0558514B2/ja
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/38—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for water-covered areas
    • G01V1/3808—Seismic data acquisition, e.g. survey design
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/28—Processing seismic data, e.g. for interpretation or for event detection
    • G01V1/30—Analysis
    • G01V1/306—Analysis for determining physical properties of the subsurface, e.g. impedance, porosity or attenuation profiles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S367/00—Communications, electrical: acoustic wave systems and devices
    • Y10S367/901—Noise or unwanted signal reduction in nonseismic receiving system

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Oceanography (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明の目的は水中物体表面の反射係数を測定
することにあり、特に海底の反射係数を測定する
ことである。
深い断面の地震探査が、深部の岩石層の組成を
明らかにするために開発されてきたのと同様の方
法で、表面層を研究する法方法も発見されてい
る。
海底の反射係数を測定することから成る、一つ
の方法により、下層の岩石組成を決定することが
出来るが、これは、ケーブル敷設や、パイプ敷
設、石油の設備、特に掘さく用プラツトフオーム
の定礎、更に港湾設備等のような多くの応用にと
つて非常に重要なものである。
音波探知機によつて発射された音波の振幅を、
海底によつて反射させられたエコーの振幅と比較
することによつて、海底の反射係数を決定する装
置がある。
海底の干渉による、音波の減衰度を表す、数学
的な関係式は、発射波と、受信される反射波の振
幅、探知機回路の特性、および信号伝播路の減衰
等に依存するが、対数増幅器を含む一連の回路に
よつて解析することが出来る。このような装置が
フランス国特許2009222号に記述されている。
しかし、定められた特別の回路構成を使用しな
ければならないことは、データの収集やそれに伴
う信号の修飾のために回路を適応させることが難
しいという欠点を有する。
データをサンプルするためのゲートの位置やサ
ンプル期間を変化させることや、受信された信号
の増幅度や、周波数特性等のパラメータを変更す
ることができれば、それは海底の反射係数をより
精度よく求める上で望ましいことである。又オペ
レータが海底の性質に基づいて、データのタイプ
を知つてこれに即応したり、更に可能ならばデー
タタイプの変化が起こつた時、それに応じてオペ
レーシヨンの条件を変更したりすることができる
ように受信された信号をリアルタイムに処理、変
化させることができれば、なお望ましいことであ
る。
本発明による方法は、船に曳航されている水中
の音波源によつて発射された水中音波を、検出器
で受信して、水中波の反射係数を決定するもの
で、上記の要求に答えるものである。
この装置は、音波源１の断続する発射時間をト
リガする時間を決めるために音波源１に接近した
１つの検知器６と、船に曳航され、音波源とは縦
方向に離れた所にある別の音波検出手段２とをも
つている。船はエコーサウダーを含み、この音波
源は制御パネルにリンクされている。
この装置は計算機をもつていて、計算機は音波
源に近い検知器、記録器および音源の制御ユニツ
トとの間の通信を可能にするためのインターフエ
イスカードと、メモリーとをもつている。又、こ
の装置は音波検出手段２で受信した信号に対する
可変減衰度および増幅度を与える手段７と９と、
データ入出力処理回路１０を含み、このデータ入
出力処理回路１０は計算機１８によつて制御され
るものであつて、Ｄ／Ａ変換器とリンクして計算
機からの信号によつて、減衰器とフイルタ特性を
制御し、更に、オペレーターと計算機との間の相
互会話を行わせることができる。
本発明によるシステムは、上述の特別の構成に
より、適用される種々のオペレーシヨン条件に応
じて、水底表面の反射係数を決定する極めて大き
い適応性をもつている。
減衰度およびフイルタ特性を変化させる手段を
使用し、これを駆動するためのプログラマブルな
計算機で制御することによつて、受信結果の品質
を向上させるために、入力処理の間に入力信号に
いろいろの変化を加えること、しかも、それをオ
ペレータのコントロールの下で行えることが、こ
の測定システムを非常にフレキシブルなものとし
ているのである。
本システムのその他の特性および利点は好まし
い。しかし限定されない実施例の説明と、添付の
図面を参照することによつて、自ずと明らかにな
るであろう。
〔実施例〕
水中の反射面、例えば海底面等の反射係数を測
定するためには、第１図のように水中の音波源１
と、この音波を検出する音波検出手段２とが使用
される。
音波源は発射される音波の波長に比べて非常に
小さくて、点音源のみなされるような寸法である
ことが好ましい。例えば、フランス国特許公開第
2574559号の応用例に記述されているようなスピ
ーカがそれである。このスピーカーは電気端子に
対応する沢山の出口をもつ複数のチユーブを含む
円筒形の篭から成つていて、電力用も含む接続ケ
ーブル３と一緒に、例えば船４上にある電気発振
器（図示せず）と結ばれて曳航されている。
１つの音波検出器（CTB）が、音源の水深Ps
を測定するためと、信号TBによつて示される１
回毎のトリガーのためのパルスを検出するため
に、音波源１のそばに位置している。接続ケーブ
ル３はこの検出器（CTB）を船上の電子機器に
接続するための線路を含んでおり、この電子機器
は第５図に示してある。
音波は、やはり船に曳航されている長い検出器
ユニツト５の例えば先端部に位置する別の検出器
Ｃによつてピツクアツプされる。この検出器Ｃは
ハイドロフオン又は複数の相互接続されたハイド
ロフオンから成る。検出器ユニツト５を引張るケ
ーブル４６は検出器Ｃによつて検知された信号を
船上の機器に送るための配線を含んでいる。
海底のような反射体の反射係数の測定のサイク
ルは、音波源１からの音波の発射、検出器Ｃによ
る直接到達した音波の検知と種々の反射体からの
経路の異なるエコーによる音波の検知およその記
録を含み、更にこれによつて海底のような反射体
の反射係数をこれらの検知された音波に対応し
て、リアルタイムに決定する（船上の機器の中
の）処理ステージ等を含んでいる。
船上の機器に送られる音響信号は、各サイクル
の始めを示す信号TB（音波の発射毎に示される）
と、検出器Ｃによつて引続きピツクアツプされ
る、いくつかの信号とである。第１の（経路d1に
よる）信号は音響パルス源Ｓと検出器Ｃとの間の
直接伝播に対応し、第２の（経路d5による）信号
は空気と水との境面からの反射に対応し、第３の
（経路d2を経由する）信号は海底からの一次反射
波に対応する（第２図参照）。その他の信号は、
地中の反射体からの反射や、空気と水面との境界
と、種々の反射体との間の多重反射によるもので
ある。
第３図に示す記録波形では、経路d1，d5，d2を
経て到達する音波がそれぞれt1，t5、およびt2の
タイミングで受信される信号Ｄ，R5，R1として
パルス状にもり上がつている。
信号FR1は水面と空気の境界と、海底との間の
二重反射に対応するものである。図上で、各信号
を明瞭にするために、R5より後に受信される信
号は利得１０で増幅した値で図示してある。空気
と、水面との反射係数の値は−１に近いので、水
面からの邪魔な反射波は直接波Ｄと位相が逆にな
つているので明らかに区別できる。
反射係数の測定には直接の音波Ｄと、一次反射
波R1との振幅の測定と、途中の伝播経路による
信号の減衰を計算に入れるために、それぞれの伝
播時間を測ることが必要である。
反射係数Ｋは次の式で表される： Ｋ＝a2t2／a1t1 (1) ここでa1とa2とはそれぞれ直接波、反射波のパ
ラメータを表し、t1とt2とはそれぞれの伝播に要
する時間を表す。
直接波、反射波のそれぞれのa1およびa2の値
は、例えばそれぞれの信号の符号の正負は問わず
最大のピーク振幅を表すものであり、即ち正およ
び負方向の最大ピーク値の合計を計算した結果と
して得られるピーク対ピーク振幅である。
それらは又、ある時間間隔内で測定されたエネ
ルギを、各受信信号の特性を示すパラメータとし
て選ぶことも出来る。
振幅又はエネルギの測定は例えば、受信された
信号から一定の大きさのゲートＦ，F′（第４図）
の間にある多くのパルスをとり出すことによつて
行われる。
実際にはサンプリング・ゲートの長さは数ミリ
秒のオーダーであり、サンプリング周波数は数＋
ＫHzのオーダーである。
信号の最大振幅を測定するには最大振幅をもつ
サンプルを選ぶことが必要である。例えば、一定
長のサンプリング期間中に測定されたｎ個の振幅
値の二乗平均値をとる方法と、これらのサンプル
の絶対値を集計する方法とがある。
第１の場合、Xi，Xjをそれぞれ直接信号Ｄ、
反射信号R1のサンプルされた振幅とすると反射
係数Ｋは次式で表わされる。
第２の場合、係数Ｋは次式で表わされる。
発射毎の結果として受信される信号全体の中か
ら音響信号ＤとR1とを分離してとり出す方法は、
これらの信号に対応するサンプリングゲートＦ，
F′をそれぞれ適切な位置に作ることを含んでいる
が、そのためには、音源と検出器の幾何学的な配
置、および水中における各々の位置を知ることが
必要である。
先ず、例えば船に曳航されている補助のエコー
サウンダによつて、音源と検出器の存在する場所
の水深を測る。一般にエコーサウンダは反射係数
の測定サイクル毎に、多数の測定を行う。三角法
で計算するための水深Ps，Pcはこれら多数の測
定値の平均値である。
第１図の６と６′示す水深計測器は、１つは音
源のそばに、もう１つは検出器ユニツト５の前部
にあつて、それぞれの水深Ps，Pcを測定する。
音波源と検出器ｃとの間の距離d1は、それぞれ
の曳航ケーブルの長さによつて、概略知ることが
出来る。オペレーシヨン中には音波源と検出器ｃ
との間の伝播時間t1によつて決められる。測定サ
イクルの間に得られるこの値は、次のサイクルの
直接到達波に対するサンプリングゲートの位置を
決めるのに使われる。
第３図の反射波信号R1の伝播時間t2は、音波源
から検出器までの間第１図又は第２図のSMCと
いう折れ線を伝播する時間であるから次の関係式
が得られる。
t2＝SMC／Ｖ＝2H−Ps−Pc／Vcosα (4) ここで（2H−Ps−Pc）は検出器とその海底に
関するイメージとの間の距離であり、αは、直線
SMが海底で反射する際の入射角であり、Ｖは水
中における音速である。
反射係数決定のための測定を始めるに当たつ
て、（反射信号の受信のための）ゲートF′の位置
を決めるために、発射−受信のサイクルに先立つ
初期化フエイスの間に、幾何学的手法によつて時
間t2の計算が行われる。その後も、各サイクル毎
にこの計算は行われるけれども、変更が必要とな
るまで、この値は変更されない。
次々と出されるパルスによる伝播時間の測定
が、船のエコーサウンダによつて測定された水深
から計算した値からはずれることがあり得る。こ
れは検出器システムによつて検出される一番強い
信号が必ずしも平滑な海底から反射されるものば
かりでなく、突出物によることもあるからで、こ
れによるやゝ傾斜した反射対面の反射係数の方が
大きいこともあるからである。
各サイクルに対するゲートの位置は次の手順に
より、先行するゲートの位置から算出される： −新しいサイクルの開始前、有用な信号がないの
で追加のサンプリングゲートF″の中で検出器ｃ
によつて受信される雑音の最大振幅が測定され
る。又は、同じサンプリングゲートの中で連続的
にピツクアツプされるｎ個の信号の平均の振幅を
入力信号の低い方の臨界値を決めるために使つて
もよい。
−信号ＤとR1とを受信するために、一定長τ（第
４図）のサンプリングゲートＦ，F′は、先行サイ
クル中で受信された信号の最大振幅を得られた位
置に一先ず決める。即ち例えば、その間に最高の
ピークを検出した瞬間を中心とする。そうしてお
いてその振幅が入力臨界値よりも大きい値となる
最初の測定サンプルEiから、受信信号のサンプル
を開始する。そして連続するｎ個のサンプルの中
で、予め決められた数Nc個が臨界値を越すかど
うかを確かめる。その数Ncは同じプロフイール
に沿つて行つたデータの記録から決めるか、初期
フエースの間の測定から決める。
必要な数Nc個のサンプルが臨界値を越えれば、
その検出した信号が寄生的なものでないことが確
認される。Nc個に達しない時は再びｎ個のサン
プルを比較するプロセスを再開する。即ち、次に
臨界値を越したサンプルEi+1を得る位置に移して
出発する。この反復処理は一定の限界の回数を定
めておく方がよい。
直接波信号Ｄ号用のサンプリングゲートのぶれ
は、ゲートの長さτよりも大きくなる時もある。
反射波R1の検出のためには、更に広い信号範囲
が許される。何故ならば、海底の傾斜の変化や、
海面の撹乱などのために伝播時間t2（第３図）が
変動することもあるからである。
このようにサンプルの数を算えてゲートの位置
を決める手順は、ノイズパルスの影響を除去する
のに特に有利である。何故ならばノイズは一般に
持続時間が短く、有用な信号よりも変動がはげし
いからである。
有用な信号の有効さは、測定されたパルスの振
幅が臨界値よりも大きいサンプルの数が例えば、
２つ乃至３つ以上であることで証明される。もし
それ以下であれば、受信された信号は意味をもた
ないものと考えられる。
何回か位置をずらしてみて、有用な信号Ｄ，
R1を中心にもつてくることが出来た測定ゲート
は、信号の振幅又はエネルギのような例えば式(1)
によつて現在取扱つている反射体の反射係数を算
出するのに必要な特性を得るために使われる。反
射係数の値は数回の連続するサイクルを通して得
られた測定値を平均して求めることができる。
第５図に示される装置について、プロセスを説
明する。長い検出器ユニツト５の先頭部にある検
出器ｃによつて受信された信号は可変減衰器７に
送られる。この減衰器は例えば、段階的プログラ
マブル対数減衰器AD7111型のようなものから成
つている。
減衰率は、後に第６図に関連して説明するよう
に、命令制御回路８によつて指示される。減衰器
７を出た信号は、固定利得増幅器９によつて増幅
される。この利得は40dbのオーダーである。次
に低域濾波器１１と直列に接続されている高域濾
波器１２とを含む入出力処理回路１０に供給され
る。後者の濾波器１２は１乃至複数個のスイツチ
ドキヤパシタフイルタから成つている。
これらのフイルタの濾波特性は、第５図および
第６図に示すように命令回路８から出されるタイ
ミング信号H′と命令信号とによつて決められる。
受信された信号は濾波器１２を通過した後、既知
の型のＡ／Ｄ変換器１３によつて108dbのダイナ
ミツクレンジをもつ15ビツトのフローテイング形
式に変換されて、バツフアメモリ１４に移され
る。
ダイレクトメモリアクセス（DMA）を含む入
出力処理器I.O.P.１５が、バツフアメモリ１４に
貯えたデータを、バツチ形式でマルチ母線１６を
経由して、中央処理カード（計算機手段とも称呼
する）１７内にあるメモリ手段に移す。
中央処理カード１７はマルチ母線１６に接続さ
れている中央ユニツト（計算機）１８、RAMブ
ロツク１９、EPROMブロツク２０、8259型のイ
ンタラプシヨン制御ユニツト２１、タイミングと
カウントのユニツト２２、直列入出力（S.I.O.）
制御メンバ２３、並列入出力（P.I.O.）制御メン
バ２４およびダブルアクセスゲート２５を含む。
以上のすべての中央処理カード内のユニツトは内
部母線２６によつて相互接続されている。
ダブルアクセスゲート２５はマルチ母線１６を
RAMブロツク１９か内部母線２６かに接続す
る。S.I.O.制御メンバ２３はその入力にキーボー
ド２７からのコマンドを受け入れる。P.I.O.制御
メンバ２４は線路２８によつてインターフエイス
カード３０の内部母線２９にその３つの入出力ポ
ートを接続されている。タイミングとカウントの
ユニツト２２によつて生成されるタイミング信号
はマルチ母線１６上に送られ、後述するように
Ａ／Ｄ変換器１３および高域濾波器１２の動作を
同期させるのに使われる。
インターフエイスカード３０は音波源Ｓのトリ
ガーの瞬間を検出する検出器CTBに接続されて
いる第１のインターフエイスエレメント３１、既
知のプリンタ３３に接続されている第２のインタ
ーフエイスエレメント３２、船上の補助エコーサ
ウンダESに接続されている第３のインターフエ
イス３４、および音波源Ｓを制御するためのユニ
ツト３６に接続されている第４のインターフエイ
ス３５を含んでいる。
インターフエイスエレメント３２はマルチ母線
１６に接続されているＤ／Ａ変換器３７又は切替
器３８から来るアナログの値を記録器３３に送り
込む。切替器３８は増幅器９の出力に現れる入力
信号と、濾波器１２の出力に現れるものとを切り
替えている。
インターフエイスエレメント３４はエコーサウ
ンダによつて同じサイクルの中で、次々と測定さ
れた水深の値を記憶し、次のサイクルの始めに中
央ユニツト（計算機）１８から制御信号を受け
て、その値を中央ユニツト１８に送る。中央ユニ
ツト１８は、そこで水深の平均値を算出する。
一般にエコーサウンダは、船上にあつて、検出
用機器の前におかれる。最大の精密さを要する時
は、測定された平均の水深の値を、記憶してお
き、検出器が、この値が得られた位置を通るまで
使用を後らせる。
インターラプシヨンを制御するエレメント２１
は、線路ITAを経由して入出力処理回路１０か
らか、母線２９および線路２８を経由してエコー
サウンダESからか、又はPIO制御エレメント２
４から、ITES線路を経由して、インターラプシ
ヨン信号を受けて、それぞれに応じた制御を行
う。更に各測定サイクルの始めにはITCY線路か
らインターラプシヨン信号を受けるし、又キーボ
ードからITR線路を経て受けることもある。
命令制御回路８は第６図に詳しく示すように一
方では減衰器７に、もう一方では入出力処理回路
１０中にある高域濾波器１２に命令を発すること
ができる。
必要な減衰率は、タイミングt1及びt2（第４図）
を中心とするサンプリングゲート中に受信される
信号の相対的な大きさによる。信号の相対的大き
さは水深の関係にあつて、水深は数十米から数百
米まで大きく変化する。それはまた使用する音源
の性質とパワーの特別な関数であり、それぞれの
絶対値にも依存する。スピーカーが使われるか地
震源が使われるかによつて、選ぶべき減衰率の程
度は小さくも大きくもなる。
入出力処理回路１０のダイナミツクレンジを１
０８dbのような大きさにし、発射音源の性質に
応じるために、命令制御回路８は中央処理カード
１７に接続されており、そこからそのための最適
の制御信号を受けとる。
命令制御回路８は中央処理カード１７から受け
取る減衰率とフイルタ特性についてのパラメータ
の制御信号をマルチ母線１６の中から選び出すた
めのアドレスデコーデイングユニツト３９を含
み、そこから出る前記減衰およびフイルター特性
についてのパラメータを内部母線４０を経て、メ
モリー回路４１に送り込み、記憶させる。
命令制御回路８は更に内部母線４０に接続され
ているカウンテイングユニツト４３を含む。この
回路はクロツクＨからの信号と、分割係数に対応
する数値ｎとを中央処理カード（第５図）から受
け取り、タイミング信号Ｈの周期をｎ分割した周
期を有するタイミング信号H′を生成する。
このタイミング信号H′と高域濾波器１２に共
振点を与えるようなフイルタ特性を変えるための
パラメータとが、線路４４，４５を経由して送出
される。
可変減衰器に与えられる減衰率は直接波の受信
ゲートＦの期間では80dbまでにし、反射信号に
対する時は１（0db）とすることができる。
減衰器７と増幅器９との組合せによつて、受信
信号のレベル調整は、どのようなオペレーシヨン
条件に対しても対応できる。
発信−受信のサイクルの構成を第７図のａから
１までの時間シーケンスによつて説明する： ａ：遅いクロツクによつて生成される信号(H)； ｂ：前記遅いクロツクによつて駆動されるクロツ
クからのゼロ信号； ｃ：サイクルを開始させる又は再開させるための
パルス（P1）； ｄ：音波の発射命令に対応する信号（ODT） ｅ：検出器CTB（第１図）経由で、音波源Ｓの発
射開始の瞬間を指示するパルスTB； ｆ：早いクロツクにより生成される信号（H′） ｇ：早いクロツクH′の数を数えるパルスカウン
タによつて生成される信号。カウンタは発射
開始信号TB（グラフｅ）によつて始動され、
３つのタイミングチエツクを行うカウンテイ
ングゲートを連続して生成する。これらのカ
ウンテイングゲートT1，T2の後べりの瞬間
がサンプリングゲートＦ，F′の始まりのタイ
ミングを決定する。もう１つのカウンテイン
グゲート（無記号）の後べりが背景ノイズの
検出のためのサンプリングゲートF″の出発
点を決定する。（第４図参照）； ｈ：サンプリングゲートＦ，F′，F″を示す記
号； ｉ：入出力処理回路１０の中の入出力処理器IOP
１５によつて行われる、サンプリングゲート
Ｆ，F′，F″の期間中に捕捉された信号のブ
ロツクとしての転送が終わる瞬間を指示する
パルスP2，P3，P4； ｊ：グラフ(i)によつて定る瞬間にスタートするタ
イムインターバルI1，I2，I3を決める信号、
このインターバルの間に直接波、反射波の検
出信号および背景ノイズの振幅が処理され
る。
ｋ：このサイクルの反射係数CRを計算し、平滑
化するために要するインターバルI4を決定す
る信号； ｌ：エコーサウンダから得た結果を確認するため
のタイムインターバルI5を規定する信号。
以下に示すフロー図は、上記第７図のタイミン
グ図と関連して、本発明によるシステムの各サイ
クルにおいて遂行される機能を示すものである。
その前に図中の記号および略記事項の意味を次
に示す： −CR：反射係数 −DMA機能：サンプルされたデータを入出力処
理回路１０から中央処理カード１７に転送させ
るための一群の命令（Direct Memory
Accessの略） −it：インターラプシヨン信号 −点線：ある機能が行われている間の待ち時間の
フエイスを表わす −NET／MES：（不用の信号を検知したために）
解釈を誤つたメツセージを待つための時間。間
違つた検知や、過剰な背景ノイズによるエラー
等が含まれる。
−トリガ：オペレーシヨン再開のメツセージ。
各サイクルの機能は次の通り： ａ） 初期化フエイズ ｂ） 音波源の発射停止を制御するフエース。発
射命令は（第５図の）インターフエイス回路３
５経由で中央処理カード１７から送られる。発
射された後サイクルの同期化のためのタスク
（サイクルタスク）が行われ、次に信号TBが
到着すると、中断される。
ｃ） サイクルタスクの制御の下で入出力処理器
（IOP，１５）によつて、サンプルをブロツク
として取得するためのステツプ、入出力処理器
１５は早いクロツクH′によつて決められる割
合で、必要数のデジタル化したサンプルを送り
出す。これらのサンプルはバツフアメモリ１４
に一時的に記憶され、ブロツクとして中央処理
カード１７に送り出される。データを送り終わ
ると処理器１５は「it」中断信号を送り出す。
ｄ） 船上の補助エコーサウンダについてのチエ
ツク。水深が変るとエコーサウンダは中断信号
を送り出す。周期的にサイクルタスクがエコー
サウンダによつて測定された水深の平均値をと
る要求を送り出し、それによつて、データ取得
ゲートの有効性と、サンプルゲートＦ，F′が始
まる点を定めるタイミングT1とT2の正しさを
確かめる。
ｅ） クロツクとカウンタのチエツク。おそいク
ロツクＨは初期化フエイズの間に測定サイクル
を設定する。又このクロツクは次のタスクを持
つタイミング又はオペレータの答えを待つタイ
ミングの為にも使われる。早いクロツクH′は
種々のゲート（第７図のＦ，F′，F″）を開閉
するためのペースを設定し、入出力処理回路１
０の機能するタイミングを与える。クロツク
H′のカウントが終わりに達すると、測定サイ
クルの進行に伴つて変わる状態を表わす値に従
つて、プログラムのいろいろな部分を動作させ
る信号を生じる。
ｆ） 記録器３３が、その時その時の反射信号の
振幅と、数回の測定を平均化して得る反射係数
とを記録したその結果の表示。
記録器３３の供給されるアナログの結果はＤ／
Ａ変換器３７から齎らされる（第５図）。Ｄ／Ａ
変換器はサイクルタスクにより同期されるが、こ
れはデータ交換用の特別の「レターボツクス」型
メモリーアドレスに記憶されているデータの出し
入れの命令によつて行われる。
初期化の機能は次の機能の作動を待つことによ
つて始まる。特にサイクルタスクについて然り
で、オペレータが測定サイクルの実際のフエイズ
をパスしたりするとすぐ、始まる。
機能のモードがどういう状態の時でも、オペレ
ーターからキーボードを通じて「it」中断信号が
出されるとすべてに優先する。従つてオペレータ
ーはパラメータを変更したり、周辺機器をチエツ
クしたり、結果をプリントしたり、記録の中のチ
エツクポイントを調べたり、入出力処理回路１０
の入力におけるノイズのような必要なパラメータ
を選んでデイスプレイしたりするために、システ
ムの中に直接キイ・インすることができる。
その他いろいろの機能が本発明によるシステム
の枠内で可能である。
例えば、単一の受信チヤネルをもつ入出力処理
回路１０（第５図）を多重受信チヤネル型におき
かえることもできる。各チヤネルが検知された信
号の特別の周波数範囲を受信するようにすること
ができる。反射係数を周波数の関数として表示す
ることがこれによつて可能になる。
この場合高域濾波器１２は並列に接続された数
個の相補的な通過帯域をもつフイルタによつて置
き換えられるであろう。そしてそのフイルタは中
央処理カード１７によつて命令回路８経由でパラ
メータを決められるスイツチドキヤパシタンスフ
イルター装置であることが有利である。
検出器ユニツトも反射係数を検知する目的で、
種々のものが使用できる。水深計測器６′を前部
にもち、検出器をもつように地震波ストリーマを
改造したものであつてもよい。
【図面の簡単な説明】
第１図は音波源、検出器および曳航船の相対的
な位置を模式的に示したものである。第２図は音
波源と検出器との間の異なる音波伝播路を示して
いる。第３図は検出器によつて受信された異なる
伝播路からの信号と、そのタイミングを模式的に
示したものである。第４図は各サイクルの中にお
ける直接波、反射波および背景ノイズのそれぞれ
に対するサンプリングゲートの位置を示す。第５
図は本発明による測定システムの回路構成の一例
を示す概要図である。第６図は可変減衰器とフイ
ルタを制御する命令回路８を示す概要図である。
第７図は各音波発射−検出のサイクルの間の本シ
ステムのオペレーシヨン段階のタイミングを示す
ものである。 （図面中の記号）、１：音波源、２：音波検出
手段、３：接続ケーブル、４：（曳航）船、５：
長い検出器ユニツト、６：音波検出器（トリガー
用）P.6では水深測器、６′：音波検出器 P.6で
は水深測器、７：可変減衰器手段、８：命令制御
回路，９：増幅器手段、１０：入出力処理回路、
１１：低域濾波器、１２：高域濾波器、１３：
Ａ／Ｄ変換器、１４：バツフアメモリ、１５：入
出力処理器（I.O.P.）、１６：マルチ母線、１
７：デイジタル計算機手段（又は中央処理カー
ド）、１８：中央ユニツト（又は計算機）、１９：
RAMブロツク、２０：EPROMブロツク、２
１：インターラプシヨン制御ユニツト、２２：タ
イミングとカウントのユニツト、２３：直列入出
力（S.I.O.）制御メンバ、２４：並列入出力（P.
I.O.）制御メンバ、２５：ダブルアクセスゲー
ト、２６：内部母線（中央処理カード内）、２
７：キーボード、２８：線路（２４と３０の間）、
２９：内部母線（インターフエイスカード３０
内）、３０：インターフエイスカード、３１：第
１のインターフエイスエレメント、３２：第２の
インターフエイスエレメント、３３：記録手段、
３４：第３のインターフエイスエレメント、３
５：第４のインターフエイスエレメント、３６：
音波源発射制御器、３７：Ｄ／Ａ変換器、３８：
切替器、３９：アドレスデコーデイングユニツ
ト、４０：内部母線（命令回路８の中）、４１：
メモリーユニツト、４２：線路（可変減衰器制御
用）、４３：カウンテイングユニツト、４４：線
路（H′用）、４５：線路（フイルタ特性変更用）、
４６：検出器を引つ張るケーブル、CTB：水深
測定器又は同用音波検出器、Ｓ：音響パルス源、
Ｃ：（反射係数測定用）音波検出器、Ｆ：直接波
検出用ゲート、F′：反射波検出用ゲート、F″：
背景ノイズ検出用ゲート、TB：音波発射信号、
Ｄ：直接波、RS：水面からの反射波、R1 海底
からの反射波、FR1：複合反射波。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 音波を使つて水中の反射体の反射係数を測定
    するために、水中を船４に曳航されている音響パ
    ルス源１と、水深測定用のエコーサウンダと、該
    音響パルス源の近くに位置し、該音響パルス源を
    トリガーする瞬間を決定するためのセンサをもつ
    検出器６と、該音響源と縦方向に離れている位置
    で船に曳航されている検出手段２と、該音波源と
    働作上結合されている制御ユニツト（第５図全
    体）とを含むシステムにして、該システムが： 異なる経路を経て前記検出手段２によつて受信
    された音響パルスを比較して、水中の反射体の反
    射係数を計算する、プログラマブルなデイジタル
    計算機手段１７と； 記録手段３３と； 前記計算機手段１７と、前記検出手段２と、前
    記記録手段と、前記制御ユニツトとの間の通信を
    行うためのそれぞれのインターフエイス回路を含
    む、インターフエイスカード３０と； 前記検出手段２によつて検出した信号を可変減
    衰させる可変減衰器手段７と； 増幅器手段９と； 検出した信号を処理した後、デイジタル化する
    Ａ／Ｄ変換器１３と、その出力を前記計算機手段
    １７に伝送するための入出力処理器１５と可変フ
    イルタ特然をもつ濾波器手段１１，１２とを含
    む、入出力処理回路１０と； 前記可変減衰器手段７の減衰係数を制御し、前
    記可変濾波器手段１１，１２の特性を調整するた
    めの前記デイジタル計算機手段１７によつて駆動
    される命令制御回路８と； 更に、オペレータと計算機との間の相互対話を
    行えるようにするための入出力制御メンバ２３
    と； を含む、水中の反射体の音波反射係数を測定する
    システム。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載のシステムにお
    いて； 前記入出力処理回路１０が前記Ａ／Ｄ変換器１
    ３によつて生成されたデイジタル化された信号の
    サンプルを記憶するためのメモリ１４と、該メモ
    リに貯えられたデイジタル化した信号のサンプル
    をブロツクにして、前記デイジタル計算機手段に
    転送するために、デイジタル計算機と交信する入
    出力処理器１５とを含むシステム。 ３ 前記デイジタル計算機手段１７と前記入出力
    処理回路１０との間の信号の伝送のためのマルチ
    母線１６と； 該母線に接続されている入力と、前記記録手段
    ３３に関録するインターフエイスエレメント３２
    と接続されている出力とをもつＤ／Ａ変換器３７
    と； を含む、特許請求の範囲第１項に記載のシステ
    ム。 ４ 前記可変減衰器７が段階的対数減衰器を含
    み、調整可能な濾波器手段１１，１２がスイツチ
    ドキヤパシタフイルタ手段から成る、特許請求の
    範囲第１項に記載のシステム。 ５ 特許請求の範囲第４項に記載のシステムにお
    いて； 前記母線１６に接続されるアドレスデコーデイ
    ングユニツト３９と、前記濾波器手段に対するタ
    イミング信号を生成するためのカウンテイングユ
    ニツト４３と、該濾波器手段と前記対数減衰器と
    に接続され、フイルタ特性と、減衰係数を貯えて
    おくためのメモリーユニツト４１とを含む、命令
    制御回路８を含む、システム。 ６ 特許請求の範囲第２項に記載のシステムにお
    いて； 連続する受信タイムインターバルＦ，F′，
    F″の期間を定めるためのタイミングとカウント
    のユニツト２２と、該受信タイムインターバルを
    Ａ／Ｄ変換器によつて伝送される信号サンプルの
    振幅の関数として位置を決めて、これらの信号サ
    ンプルが、該受信タイムインターバルの中に保た
    れるようにする手段とを含むシステム。 ７ 特許請求の範囲第２項に記載のシステムにお
    いて； 音響信号を受信検出するための２つの連続する
    タイムインターバルＦ，F′と、背景ノイズを検出
    するための第３の第二者に続くタイムインターバ
    ルF″との位置と長さを定めるためのタイミング
    とカウントのユニツト２２と； 前記Ａ／Ｄ変換器によつて伝送される信号サン
    プルの振幅を比較して、第二者のタイムインター
    バルＦ，F′の間に保たれる信号の振幅の臨界値を
    定めるようにする手段と； この２つのインターバルの間に保たれる信号の
    うち、該臨界値より大きい振幅をもつ信号サンプ
    ルの数が予め定められた数よりも大きくなるよう
    にする手段とを含む、システム。
JP61201902A 1985-08-29 1986-08-29 水中の反射体の音波反射係数を測定するシステム Granted JPS6298286A (ja)

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JPH0558514B2 true JPH0558514B2 (ja) 1993-08-26

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