Способ определения ориентации трехкомпонентного сейсмометра

Способ определения ориентации трехкомпонентного сейсмометра

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СО!ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК .

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ «

W

«г

cloj!=cloji+2nj cos 9, l=1. 2,3, j=1,2,3, (21) 4806270/25 (22) 27.03.90 (46) 30.03.93, Бюл, N. 12 (71) Вычислительный центр СО ЛН ССС (72) B.È.Äoáðèíñêèé и A.M,Ëисин (56) Рыкунов Л,Н„Седов В.В., Донный сей; смограф. — Известия ЛН СССР, Физика Земли, 1967, М 8, с. 83-87.

Авторское свидегельство СССР

hh 1427313, кл. G 01 V 1/16, 1986, (54) СПОСОБ (. РЕДЕЛЕНИЯ ОРИЕНТАЦИИ TPEXKOh ",,(ОНЕНТНОГО СЕЙСМОМЕТРА

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано при исследовании сейсмических явлений, наблюдаемых с помощью сейсмометров, расположенных на дне моря.

Цель изобретения — повышение точности определения ориентации сейсмометра, когда отсутствует априорная информация о направленности какой-либо из его осей, k

В известном способе on редел ei ия ориентации сейсмометра, включающем распо, ложение сейсмометра в точке с известными координатами, регистрацию сейсмометром излучения от источника упругих колебаний, определение направления и расстояния от источника до сейсмометра, а затем определение ориентации сейсмометра, производят последовательное однократное излучение звуковых колебаний из трех пунктов водной среды, Мощность излучения должна быть достаточной для,выделения полезного сигнала на фоне. помех, Сейсмометр находится эа и ределами эон нелинейной деформации среды, обуслов«SLj(1805415 А1 (57, Ис льзование. исследование сейсмически>: .-,влений с помощью сейсмометров, расположенных на дне моря, Сущность изобрет:.-:»!1: способ опредоле ия ориентации до-I!!o! сейсмометра, включающий регистрацию сейсмометром излучения от источника звуковых колебаний, определение направления и расстояния от источника до сейсмометра. Повьп:!eI«Ie точности определения ориен;ации сейсмометра достигается последовательным однократным излучением звуковых колебаний из трех пунктов водной среды и регистрацией сейсмометрол1 каждого излучения, 1 ил. ленной источниками. Затем производят регистрацию сейсмаметром каждого излучения, По направлениям и расстояниям от пунктов излучения до сейсмометра находят векторы смещений падающих волн Ж (i=1, 2, 3). При этом учитывают направгенность излучений, их мощность, затухание при распределении в водной среде эа счет расширения фронта посылки сигнала и поглощения звуковой энергии в водной толще. Определяют направления отраженных волн в точке расположения сейсмометра, задаваемые наПРаВЛЯ10ЩИМИ КОСИНУСаМИ Cloji где cl!!JI — направляющие косинусы падающих волн,Q — углы падения звуковых волн, nj — координаты нормали к поверхности дна в точке расположения сейсмометра, i — номер излучения, j — индекс координаты, Определяют координаты Лч результирующих

1805415 сЬэ1=-1, бпэ2=-0,865, бпээ-0.865, оп11 О дп21 О.

dn12=0 5 Оп22=0 дп1э=0, бпгэ"0,5, газ=0,58 м

R1=0,5 м, 82=0,58 м, доз 1-1, боэ20,865, б оээ=0,865. до11-0, do21-0, бо12-0,5, хогг-О

do130, do23=0 5, 20! — Л ц alp (3) 1=1,2,3, j=1, 2, 3, 25

Акь!

\г

Аэ 1=4,5ммк, Аэ2 -1,73 ммк, Аээ=-1,73 ммк. л

А21=0, А22=0.

Агэ=З, A11=0, А1г=З, А1э=0, а 12-0,7, а 22=0,7, азг-О, а1э-0.4, агэ=0,4, аээ=0,,9. а1 1=0,6, . а21=-0,6, аэ1-0,5, е 1-0,6 е1-0,6 e2+0,5еэ, е 2=0,7 е 1+0,7 Ь. е э--0,4е 1+0,4e2+0,as. вектором смещений в известной системе координат е1, Яг, еэ с началом отсчета в точке расположения сейсмометра л

Ау=Ап1(бо)i sin Pl/sin al+Joji), 5 (2)

l,j=1,2,3, где P, a i — углы между направлениями результирующих векторов смещений и на- 10 правлениями, соответственна, падающих и отраженных волн, По координатам%у результирующих векторов смещений и по записям сайсмометра компонент регистрируемых смещений А определяют направляющие коси- 15 нусы ап собственной системы координат сейсмометра e 1, е 2, е э путем решения систем линейных уравнений

/ е э где г у=Ар/ Y All. A и=Ар/

К=1 . К=1

Затем по направ: иющим косинусам ар определяют ориентацию донного сейсмо метра по формуле

30 е =аде;+аг ег+аэ е". . 2. 3 (4) На. чертеже показа"о расположение трехкомпо- ентн ro ce»i /",етра ипунктов 35 излучений, вариант

Изобре, ение в лабор.,:. рных условя.ях осуществляе я следующим образом. В стеклянном: убе с длиной ребра 1 м, обклеенном изнутри слоем пористой реэинь! тол- 40 щиной О . и наполненном водой, на песчаное дно с 1оем 0,1 м устанавливают по центру трехкомчонентный сейсмический .: датчик колебаний, Глубина водоема сосгааляет 0,50 м, С точкой местоположения сейс- 45 мометра связывают исходную декартову систем координат с базисными векторами

e1=(1, О 0), ег=(0, 1, О)Яэ=(О, О, 1), направленными по ребрам куба. Из трех пунктов, расположенных на поверхности водоема, с 50 координатами (х1, у1, 21)=(О, О, ОЛ м1, (хг, уг, z2)=+0,29, О, 0,5 м), (хэ, уэ, гэ)=(О, 0,29, О 5 м) последовательно осуществляют излучение звуковой энергии с помощью источника звука мощностью 20 мВт с центральной асто- 55 той 2ОО кГц, Направляющие косинусы doli векторов смещений падающих волн и расстояния R от пунктов излучений до сейсмодатчика, вы43 численные по координатам пунктов излучений и сейсмометра, составили

Вычисленные модули Ап векторов смещений падающих волн составили А» 7,5 ммк, Ап2-4 ммк, Апэ=4 ммк. По направлениям векторов смещений падающих волн и направлению нормали В=(0,.0, 1) к поверхности дна определяют направления векторов смещения отраженных волн, имеющие направляющие косинусы doll, по формуле (1) Компоненты смещений, регистрируемые сейсмометром. составили

А11=-2,25, А21=0, Аз1--3,89 ммк, А12=0,96, A222,11,: Аэг=2,55 ммк, Ag=0,96, А гэ=-2,11, Аээ=-2,55 ммк;

Координаты результирующих векторов смещений Ali в исходной системе координат, вычисленные по формуле (2), составилй

Решая методом Крамера системы линейных уравнений (3), находят направляющие косинусы собственной системы координат сейсмометра

По направляющим косинусам ар определяют ориентацию осей сейсмометра по формуле (4) Формула изобретения

Способ определения ориентации трехкомпонентного сейсмометра, включающий расйоложение сейсмометра в точке с известными координатами, регистрацию сейсмометром излучения от источника упругих

1805415

Составитель А. Лисин

Техред М.Моргентал

Редактор

Корректор И. Шмакова

Заказ 940 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская на6„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, yn,Гагарина, 101 колебаний, определение направления и расстояния от источника до сейсмометра и определение ориентации, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности определения ориентации сейсмометра, установленного на дне водоема, производят последовательное однократное излучение звуковых колебаний из трех пунктов водной среды, затем регистрируют сейсмометром каждое излучение, по направлениям и расстояниям от пунктов излучения до сейсмометра находят вектора смещений падающих волн и направления отраженных волн, по которым и по записям сейсмометра опреде5 ляют координаты результирующих векторов смещений в известной системе координат и в собственной системе координат сейсмометра и определяют его ориентацию по направляющим косинусам собственной системы

10 координат сейсмометра,