Подводная система передачи данных с высокой пропускной способностью

Подводная система передачи данных с высокой пропускной способностью

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

[0001] Настоящая заявка притязает на приоритет заявки на патент США №14/203550, поданной 10 марта 2014 г., которая притязает на приоритет согласно требованиям статьи 35 § 120 кодекса США как продолжение части заявки на патент США 313/843942, поданной 15 марта 2013 г., каждая из которых полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0002] Настоящее изобретение относится к передаче данных между подводными объектами, в частности при высоких скоростях передачи данных.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0003] Настоящий раздел, описывающий уровень техники, представлен только с информационной целью, и его не следует рассматривать как подтверждение того, что какой-либо из материалов, содержащихся в данном разделе, соответствует предшествующему уровню техники для настоящей заявки.

[0004] Существует необходимость в передаче данных между двумя отдельными подводными объектами в областях применения, включающих оборону, океанографию, разработку углеводородов и др. В обычных способах передачи данных между подводными объектами используют либо привязная линия связи, использующая медный или оптико-волоконный кабель, либо связь, основанная на передаче звука. Согласно предшествующему подходу, подводные объекты должны быть переустановлены или восстановлены на месте, при этом последний подход имеет очень низкую скорость передачи данных (обычно от 1 до 20 килобит в секунду), что в настоящее время возможно с использованием передачи звука. Подход, в котором используется свет, свободно распространяющийся в океанской среде, будет обеспечивать гораздо более высокие скорости передачи данных и обеспечивать возможность удобного обмена данными между произвольными парами передающих и приемных устройств (приемопередатчиков).

[0005] Некоторые попытки осуществить передачу данных между подводными объектами с использованием оптических устройств потерпели неудачу из-за отсутствия подходящих источников света. Распространение света через воду ограничено вследствие свойства собственного поглощения чистой воды, рассеяния твердых частиц, таких как планктон и неорганические твердые частицы, и поглощения фитопланктоном, содержащим хлорофилл, и другими органическими материалами. Компоненты объединяются в различных сочетаниях, чтобы способствовать сильному пропусканию света в сине-зеленой области оптического спектра, примерно от 400 до 600 нм. Оптический эффект от различных сочетаний компонентов, смешанных в воде, можно суммировать как типы и диапазон воды от очень чистых природных вод, которые способствуют глубокому распространению синего спектра (номинально 450 нм), до вод, которые способствуют распространению сине-зеленого спектра (номинально 490 нм) и зеленого спектра (номинально 530 нм). Минимальные коэффициенты оптического затухания при оптимальных длинах волн изменяются примерно от 0,02 m^-1 для самых чистых природных вод до более чем 2 m^-1 в самых мутных прибрежных или портовых водах.

[0006] Предшествующие источники света, включающие диапазон сине-зеленых длин волн, были громоздкими, неэффективными, дорогими и использовали внешние модуляторы.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0007] По меньшей мере один аспект направлен на способ выполнения сейсмической разведки в водной среде. В некоторых вариантах осуществления способ включает в себя прием данных о подводной окружающей среде от первого блока установленного на дне океана сейсмометра (OBS-сейсмометра). Первый блок OBS-сейсмометра может быть расположен в водной среде. Способ может включать в себя модуль преобразования данных блока OBS-сейсмометра, преобразующий данные о подводной среде в оптический сигнал, имеющий первый формат. Первый формат может обеспечивать оптическую передачу данных в водной среде. Способ может включать в себя оптический передатчик блока OBS-сейсмометра, передающий оптический сигнал в первом формате через водную среду. Данный способ может включать в себя оптический приемник дистанционно управляемого транспортного средства (ROV) и/или автономного подводного транспортного средства (AUV), принимающих оптический сигнал, передаваемый через водную среду. Способ может включать с себя дистанционно управляемое транспортное средство (ROV) и/или автономное подводное транспортное средство (AUV), преобразующие оптический сигнал, передаваемый через водную среду, в неоптический сигнал, имеющий второй формат. Способ может включать в себя дистанционно управляемое транспортное средство (ROV) и/или автономное подводное транспортное средство (AUV), передающие неоптический сигнал во втором формате на морское судно.

[0008] В некоторых вариантах осуществления способ может включать в себя преобразование оптического сигнала в неоптический сигнал, обеспечивающий проводную передачу данных на морское судно. Способ может включать в себя передачу неоптического сигнала на морское судно по кабелю. В некоторых вариантах осуществления оптический приемник может включать в себя первый оптический приемопередатчик, а оптический передатчик может включать в себя второй оптический приемопередатчик. В некоторых вариантах осуществления неоптический сигнал, передаваемый от дистанционно управляемого транспортного средства (ROV) и/или автономного подводного транспортного средства (AUV) на морское судно, включает в себя электрический сигнал.

[0009] В некоторых вариантах осуществления блок OBS-сейсмометра представляет собой первый блок OBS-сейсмометра, оптический сигнал представляет собой первый оптический сигнал, а геофон представляет собой первый геофон. В данном варианте осуществления способ может включать в себя второй блок OBS-сейсмометра, передающий второй оптический сигнал на первый блок OBS-сейсмометра через водную среду. Второй оптический сигнал может быть основан на данных о подводной окружающей среде, полученных вторым блоком OBS-сейсмометра. Способ может включать в себя первый блок OBS-сейсмометра, принимающий второй оптический сигнал для передачи на дистанционно управляемое транспортное средство (ROV) и/или автономное подводное транспортное средство (AUV).

[0010] В некоторых вариантах осуществления способ включает в себя по меньшей мере одно из блока OBS-сейсмометра, дистанционно управляемого транспортного средства (ROV) и автономного подводного транспортного средства (AUV), определяющее характеристики водной среды. Способ может включать в себя регулирование параметра, связанного с оптическим сигналом, на основании характеристики водной среды. В некоторых вариантах осуществления характеристика содержит по меньшей мере одно из следующего: показатель мутности, качество воды, течение воды и непрозрачность. В некоторых вариантах осуществления параметр включает в себя по меньшей мере одно из следующего: скорость передачи данных оптического сигнала, выходная интенсивность оптического сигнала, длина волны оптического сигнала и коэффициент усиления приемника.

[0011] В некоторых вариантах осуществления способ включает в себя введение оптической линии связи между блоком OBS-сейсмометра и по меньшей мере одним из дистанционно управляемого транспортного средства (ROV) и автономного подводного транспортного средства (AUV). Способ может включать в себя блок OBS-сейсмометра, передающий первый оптический сигнал на дистанционно управляемое транспортное средство (ROV) и/или автономное подводное транспортное средство (AUV). Первый оптический сигнал может иметь первую скорость передачи данных. Способ может включать в себя определение того, что частота появления ошибочных битов первого сигнала удовлетворяет пороговому значению. Способ может включать в себя блок OBS-сейсмометра, передающий второй оптический сигнал на дистанционно управляемое транспортное средство (ROV) и/или автономное подводное транспортное средство (AUV). Второй оптический сигнал может иметь вторую скорость передачи, которая больше, чем первая скорость передачи, при этом вторая скорость может быть передана в ответ на определение того, что частота появления ошибочных битов удовлетворяет пороговому значению.

[0012] В некоторых вариантах осуществления способ включает в себя введение оптической линии связи между блоком OBS-сейсмометра и по меньшей мере одним из дистанционно управляемого транспортного средства (ROV) и автономного подводного транспортного средства (AUV). Способ может включать в себя блок OBS-сейсмометра, передающий первый оптический сигнал, имеющий первую скорость передачи данных, на дистанционно управляемое транспортное средство (ROV) и/или автономное подводное транспортное средство (AUV). Способ может включать в себя определение того, что частота появления ошибочных битов первого сигнала не удовлетворяет пороговому значению. Способ может включать в себя выбор второй скорости передачи данных, которая меньше, чем первая скорость передачи данных. Вторая скорость передачи данных может быть выбрана в ответ на определение того, что частота появления ошибочных битов не удовлетворяет пороговому значению. Способ может включать в себя передачу второго оптического сигнала, имеющего вторую скорость передачи данных.

[0013] В некоторых вариантах осуществления способ включает в себя введение оптической линии связи между блоком OBS-сейсмометра и по меньшей мере одним из дистанционно управляемого транспортного средства (ROV) и автономного подводного транспортного средства (AUV). Способ может включать в себя блок OBS-сейсмометра, передающий первый оптический сигнал, имеющий первую скорость передачи данных, на дистанционно управляемое транспортное средство (ROV) и/или автономное подводное транспортное средство (AUV). Способ может включать в себя определение того, что частота появления ошибочных битов первого сигнала не удовлетворяет пороговому значению. Способ может включать в себя автоматическое управление коэффициентом усиления. Автоматическое управление коэффициентом усиления может быть отрегулировано в ответ на определение того, что частота появления ошибочных битов не удовлетворяет пороговому значению.

[0014] В некоторых вариантах осуществления способ включает в себя блок OBS-сейсмометра, передающий оптический сигнал с помощью по меньшей мере одного из следующих: твердотельный источник света, источник света на основе InGaN, лазер и светоизлучающий диод (LED). В некоторых вариантах осуществления способ может включать себя блок OBS-сейсмометра, передающий данные посредством оптического сигнала со скоростью передачи данных по меньшей мере в 300 Мбит/с. В некоторых вариантах осуществления способ может включать в себя блок OBS-сейсмометра, передающий оптический сигнал с использованием метода канального кодирования. Метод канального кодирования может включать в себя по меньшей мере один из следующих: амплитудно-манипулированный формат, кодирование 8 бит/10 бит, фазово-импульсная дискриминация, квадратурная фазовая манипуляция (QPSK) и квадратурная амплитудная дискриминация. В некоторых вариантах осуществления способ может включать в себя блок OBS-сейсмометра, передающий оптический сигнал с использованием метода дискриминации пропускания с несколькими несущими, основанного на мультиплексировании с ортогональным частотным разделением (OFDM).

[0015] В некоторых вариантах осуществления данные о подводной окружающей среде включают в себя данные, показывающие по меньшей мере одно из следующего: сейсмическая активность, твердые вещества, растворенные в водной среде, минеральные вещества, растворенные в водной среде, состояние водной среды, концентрация кислорода в водной среде, концентрация соли в водной среде, концентрация планктона в водной среде, мутность водной среды и наличие животных организмов в водной среде.

[0016] В некоторых вариантах осуществления данные о подводной окружающей среде включают в себя сейсмические данные, а способ включает в себя прием сейсмических данных с использованием геофона первого блока устанавливаемого на дне океана сейсмометра (OBS), расположенного в водной среде.

[0017] В некоторых вариантах осуществления блок OBS-сейсмометра представляет собой первый блок OBS-сейсмометра, а способ включает в себя прием, с помощью оптического приемника второго блока OBS-сейсмометра, оптического сигнала от первого блока OBS-сейсмометра. Способ может включать в себя оптический передатчик второго блока OBS-сейсмометра, передающий оптический сигнал на дистанционно управляемое транспортное средство (ROV) и/или автономное подводное транспортное средство (AUV). В некоторых вариантах осуществления данные о подводной окружающей среде включают в себя сейсмические данные, а способ включает в себя прием сейсмических данных с использованием акселерометра, расположенного в блоке OBS-сейсмометра.

[0018] По меньшей мере один аспект направлен на систему для выполнения сейсмической разведки в водной среде. В некоторых вариантах осуществления система может включать в себя первый блок установленного на дне океана сейсмометра (OBS-сейсмометра), расположенный в водной среде. Первый блок OBS-сейсмометра может быть выполнен с возможностью приема данных о подводной окружающей среде. Система может включать в себя первый модуль преобразования данных блока OBS-сейсмометра. Первый модуль преобразования данных может быть выполнен с возможностью преобразования данных о подводной окружающей среде в оптический сигнал, имеющий первый формат. Первый формат может обеспечивать оптическую передачу данных в водной среде. В некоторых вариантах осуществления система может включать в себя оптический передатчик блока OBS-сейсмометра. Оптический передатчик может быть выполнен с возможностью передачи оптического сигнала в первом формате через водную среду. В некоторых вариантах осуществления система может включать в себя оптический приемник дистанционно управляемого транспортного средства (ROV) и/или автономного подводного транспортного средства (AUV). Оптический приемник может быть выполнен с возможностью приема оптического сигнала, передаваемого через водную среду. Система может включать в себя второй модуль преобразования данных дистанционно управляемого транспортного средства (ROV) и/или автономного подводного транспортного средства (AUV). Второй модуль преобразования данных может быть выполнен с возможностью преобразования оптического сигнала, передаваемого через водную среду, в неоптический сигнал, имеющий второй формат. Система может включать в себя передатчик дистанционно управляемого транспортного средства (ROV) и/или автономного подводного транспортного средства (AUV). Передатчик может быть выполнен с возможностью передачи неоптического сигнала во втором формате от дистанционно управляемого транспортного средства (ROV) и/или автономного подводного транспортного средства (AUV) на морское судно.

[0019] По меньшей мере один аспект настоящего изобретения направлен на устройство для передачи и приема данных оптическим образом через водную среду. В некоторых вариантах осуществления устройство включает в себя оптический передатчик. Устройство может также включать в себя оптический приемник. Передатчик и приемник могут функционировать с использованием света с длинами волн в диапазоне 400-600 нм.

[0020] В одном варианте осуществления оптический передатчик и оптический приемник устройства заключены в водонепроницаемый контейнер. Оптический контейнер может включать в себя одно или более оптических окон. Свет может пропускаться через одно или более оптических окон через водонепроницаемый контейнер в водную среду и из нее.

[0021] В одном варианте осуществления оптический передатчик включает в себя по меньшей мере один твердотельный источник света.

[0022] В одном варианте осуществления источник света представляет собой источник света на основании соединения InGaN.

[0023] В одном варианте осуществления источник света включает в себя светоизлучающий диод.

[0024] В одном варианте осуществления источник света включает в себя лазер.

[0025] В одном варианте осуществления устройство выполнено с возможностью передачи данных со скоростью около 10 Мбит/с или больше.

[0026] В одном варианте осуществления устройство выполнено с возможностью передачи данных со скоростью около 100 Мбит/с или больше.

[0027] В одном варианте осуществления устройство включает в себя управляющее устройство, выполненное с возможностью модуляции выхода светового источника. Управляющее устройство может модулировать выход светового источника путем изменения управляющего тока к источнику.

[0028] В одном варианте осуществления оптический приемник включает в себя фотодиод.

[0029] В одном варианте осуществления оптический приемник включает в себя по меньшей мере один из элементов списка, включающего: кремниевый фотодиод, кремниевый PIN-фотодиод, и лавинный фотодиод, и гибридный фотодиод.

[0030] В одном варианте осуществления оптический приемник включает в себя фотоэлектронный умножитель.

[0031] В одном варианте осуществления оптический приемник включает в себя микроканальную пластину, выполненную с возможностью определения частиц, таких как фотоны.

[0032] В одном варианте осуществления фотоэлектронный умножитель включает в себя множество усилительных каскадов. Выходной сигнал может быть снят с каскада усиления до конечного каскада усиления.

[0033] В одном варианте осуществления оптический приемник выполнен с возможностью использования измерения уровня оптического сигнала для управления коэффициентом усиления усилителя, следующего за оптическим детектором.

[0034] В одном варианте осуществления оптический приемник выполнен с возможностью использования измерения уровня оптического сигнала для управления коэффициентом усиления оптического детектора.

[0035] В одном варианте осуществления устройство включает в себя по меньшей мере одно управляющее устройство, функционально связанное с одним или обоими из элементов, передатчиком и приемником. Управляющее устройство может быть выполнено с возможностью осуществления метода канального кодирования во время передачи/

[0036] В одном варианте осуществления устройства включают в себя по меньшей мере одно управляющее устройство, функционально соединенное с передатчиком и/или приемником. Управляющее устройство может быть выполнено с возможностью динамического регулирования одного или более параметров передачи. Управляющее устройство может динамически регулировать параметры передачи в соответствии с одним или более определенных условий передачи.

[0037] В одном варианте осуществления динамическое регулирование одного или больше параметров передачи включает в себя управление коэффициентом усиления одного или больше элементов усилителя в устройстве.

[0038] В одном варианте осуществления устройство включает в себя по меньшей мере одно управляющее устройство, функционально связанное с одним или обоими из элементов, передатчиком и приемником. Управляющее устройство может быть выполнено с возможностью осуществления методов дискриминации пропускания с несколькими несущими.

[0039] В одном варианте осуществления метод дискриминации может включать в себя мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM) на оптической основе.

[0040] В одном варианте осуществления приемопередатчик выполнен с возможностью входа в состояние включения питания в соответствии с определенным наличием другого устройства передачи данных.

[0041] В одном варианте осуществления устройство включает в себя управляющее устройство, выполненное с возможностью согласования локального приемопередатчика с удаленным приемопередатчиком. Управляющее устройство может согласовывать локальный приемопередатчик с удаленным приемопередатчиком на основе сигнала от одного или больше оптических детекторов, которые могут воспринимать относительный угол удаленного приемопередатчика.

[0042] В одном варианте осуществления устройство включает в себя управляющее устройство, выполненное с возможностью согласования локального приемопередатчика с удаленным приемопередатчиком на основе сигнала от одного или больше датчиков, используемых для определения относительного положения удаленного приемопередатчика.

[0043] В одном варианте осуществления управляющее устройство выполнено с возможностью управления платформой для устройства на основании по меньшей мере частично определенных данных о положении.

[0044] В одном варианте осуществления устройство включает в себя управляющее устройство, выполненное с возможностью управления множеством передающих источников для направления света к удаленному приемопередатчику. Управляющее устройство может управлять множеством передающих источников на основании сигнала от одного или больше оптических детекторов, используемых для определения относительного угла удаленного приемопередатчика.

[0045] В одном варианте осуществления устройство включает в себя управляющее устройство, выполненное с возможностью выбора анода в многоанодном фотоэлектронном умножителе и согласования углового поля обзора локального приемника с удаленным приемопередатчиком. Управляющее устройство может выбирать анод и согласовывать угловое поле обзора локального приемника на основании сигнала от одного или больше оптических детекторов, которые используются для определения относительного угла удаленного приемопередатчика.

[0046] В одном варианте осуществления устройство содержит управляющее устройство, выполненное с возможностью доставлять команды-инструкции к платформе, на которой смонтировано устройство. Для определения относительного угла удаленного приемопередатчика может быть использован один или больше оптических детекторов.

[0047] В одном варианте осуществления устройство встроено в чисто оптическую систему для передачи сейсмических данных.

[0048] В одном варианте осуществления для улавливания пропускаемого оптического пучка используется один или больше дифракционных оптических элементов.

[0049] В одном варианте осуществления для управления оптическим пропускаемым пучком используется один или больше дифракционных оптических элементов.

[0050] В одном варианте осуществления для формирования оптического пропускаемого пучка используется один или больше дифракционных оптических элементов.

[0051] В одном варианте осуществления устройство смонтировано на или в одном из элементов группы, состоящей из: дистанционно управляемого транспортного средства, автономно управляемого транспортного средства, подводного судна и устанавливаемого на дне океана сейсмического узла.

[0052] В одном варианте осуществления устройство включает в себя акустическое устройство связи.

[0053] По меньшей мере один аспект направлен на способ, который включает в себя оптическую передачу данных через водную среду с использованием света с длинами волн в диапазоне 400 нм - 600 нм.

[0054] В одном варианте осуществления способ включает в себя генерацию света с использованием по меньшей мере одного твердотельного источника света.

[0055] В одном варианте осуществления способа источник света включает в себя светоизлучающий диод.

[0056] В одном варианте осуществления источник света включает в себя лазер.

[0057] В одном варианте осуществления этап оптической передачи данных включает в себя передачу данных со скоростью по меньшей мере около 10 Мбит/с.

[0058] В одном варианте осуществления этап оптической передачи данных включает в себя передачу данных со скоростью по меньшей мере 100 Мбит/с.

[0059] В одном варианте осуществления этап оптической передачи данных включает в себя использование одного или больше методов канального кодирования.

[0060] В одном варианте осуществления этап оптической передачи данных включает в себя динамическое регулирование одного или больше параметров передачи. Параметры передачи могут быть динамически отрегулированы в соответствии с одним или больше определенных условий передачи.

[0061] В одном варианте осуществления этап оптической передачи данных включает в себя осуществление метода дискриминации пропускания с несколькими несущими.

[0062] В одном варианте осуществления метод дискриминации включает в себя мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM) на оптической основе.

[0063] В некоторых вариантах осуществления выходной оптический передаваемый сигнал может быть передан посредством оптоволоконной связи к окну. В некоторых вариантах осуществления множество оптических волокон может быть объединено в волоконно-оптический кабель и сужено на одном конце (например, при диаметре 1 мм на одном и 1 см на другом конце), так что оптический сигнал может быть передан через окно.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0064] На фиг. 1 приведен схематический вид в изометрии одного варианта осуществления сейсморазведочных работ в глубинной воде.

[0065] На фиг. 2 приведена структурная схема, отображающая работу иллюстративной пары приемопередатчиков, поддерживающих связь друг с другом.

[0066] На фиг. 3 приведена иллюстрация иллюстративной пары приемопередатчиков.

[0067] На фиг. 4 приведена иллюстрация линз приемника и соответствующего контура.

[0068] На фиг. 5-9 приведены структурные схемы иллюстративных вариантов осуществления приемопередатчиков.

[0069] На фиг. 10 приведена иллюстративная система для выполнения сейсморазведки в водной среде с использованием оптической передачи в соответствии с одним вариантом осуществления.

[0070] На фиг. 11 приведена иллюстрация способа для выполнения сейсмической разведки в водной среде с использованием оптической передачи в соответствии с одним вариантом осуществления.

[0071] На фиг. 12 приведена иллюстрация системы энергоснабжения оптической системы для выполнения сейсмической разведки в водной среде.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0072] Заявители установили, что могут быть выполнены оптические приемопередатчики данных, работающие в водной среде, такой как морская среда, в которой выполняется сейсмическая разведка. В некоторых вариантах осуществления приемопередатчики работают с высокими скоростями передачи данных, например, больше чем примерно 1 мегабит в секунду (Мбит/с), около 10 Мбит/с, около 100 Мбит/с, около 300 Мбит/с или больше (например, вплоть до или свыше 1 Гбит/с). В некоторых вариантах осуществления системы и способы могут использовать изменяемую, асимметричную связь, в которой первый оптический сигнал имеет первую скорость передачи данных, а второй оптический сигнал имеет вторую скорость передачи данных, отличающуюся от первого оптического сигнала.

[0073] В некоторых вариантах осуществления устройства используют источники света, например, лазерные источники света или источники со светоизлучающими диодами (light emitting diode, LED), с выходными сигналами в сине-зеленой области спектра, например, с длинами волн в диапазоне 400-600 нм или каком-либо его поддиапазоне.

[0074] Например, в некоторых вариантах осуществления твердотельные излучатели света, например, на основе полупроводниковых материалов нитридов индия-галлия (InGaN) в настоящее время образует семейство источников света в сине-зеленой области спектра, которые являются эффективными, компактными, долговечными и могут быть с прямой модуляцией (их оптическая выходная мощность регулируется величиной электрического тока в устройстве). Такие устройства могут работать на длинах волн в сине-зеленой области. Поскольку такие устройства могут быть выполнены с прямой модуляцией, например с помощью модуляции управляющего тока, они могут быть выстроены в виде матрицы для увеличения выходной мощности или для передачи в других пространственных направлениях, например, между платформами с относительным перемещением.

[0075] В некоторых вариантах осуществления приемная часть устройства приемопередатчика включает в себя один или больше оптических детекторов, чувствительных к сине-зеленой области спектра, которые могут быть компактными и надежными. Примеры включают в себя детекторы, использующие полупроводниковые переходы, такие как PN переходы или PIN переходы (например, кремниевые PIN фотодиоды или лавинные фотодиоды). Например, в некоторых вариантах осуществления могут использоваться лавинные фотодиоды, которые при соответствующем приложенном электрическом напряжении смещения проявляют электронное усиление, что может быть полезно в некоторых вариантах реализации. Фотоэлектронные умножители также могут быть использованы в сине-зеленой области и обладают преимуществом, как лавинные фотодиоды, электронного усиления, управляемого напряжением, а также быстрого временного отклика даже при больших приемных зонах.

[0076] В некоторых вариантах осуществления активная или фоточувствительная зона оптического детектора устанавливает одновременно ограничения на приемную зону линзы приемника и на угловую область, в которой свет, перехваченный линзой приемника, фактически попадает на детектор (угловое поле обзора). В некоторых вариантах применении, особенно там, где одна или другая подводная платформа является маневрирующей, угловое поле обзора, возможное при оптимальных по времени детекторах, будет слишком малым для поддержания соединения связи. Кроме того, может быть полезным уменьшение углового расхождения пучка передатчика с целью повышения перехваченной мощности на удаленном приемнике. В данном случае может быть выгодно монтировать передатчик и приемник на контролируемых опорах (например, универсальных шарнирах), или создать механизм (например, электрический или электромеханический механизм) для выходного пучка передатчика и/или области обзора приемника, чтобы отслеживать удаленный передатчик и приемник. Команды-инструкции для перемещения передатчика и приемника могут быть созданы с использованием, например, системы оптических детекторов или многоэлементного детектора с соответствующей обработкой сигнала, чтобы интерпретировать различные уровни освещенности от удаленного передатчика и направлять движение пучка передатчика и область обзора приемника.

[0077] На фиг. 1 приведен схематический вид в изометрии одного варианта осуществления сейсморазведочных работ в глубинной воде при содействии первого морского судна 5. Первое судно 5 расположено на поверхности 10 водяной толщи 15 и включает в себя палубу 20, несущую рабочее оборудование. По меньшей мере часть палубы 20 содержит пространство для множества стоек 90 сенсорных устройств, где хранятся сейсмические сенсорные устройства. Стойки 90 сенсорных устройств могут также содержать устройства для сбора данных и/или зарядные устройства датчиков.

[0078] Палуба 20 также содержит один или больше кранов 25А, 25В, закрепленных на ней для облегчения перегрузки по меньшей мере части рабочего оборудования, такого как автономное подводное транспортное средство (AUV), автономно управляемое транспортное средство (AOV), дистанционно управляемое транспортное средство (ROV) и/или сейсмические сенсорные устройства, с палубы 20 в водяную толщу 15. Например, кран 25А, связанный с палубой 20, выполнен с возможностью опускания и поднимания дистанционно управляемого транспортного средства 35A (ROV), которое перегружает и размещает одно или больше сенсорных устройств 30 (например, блока OBS-сейсмометра) на морском дне 55. Дистанционно управляемое транспортное средство 35А (ROV) связано с первым судном 5 посредством привязного троса 46А и шланга 44А жизнеобеспечения, который обеспечивает энергию, связь и управление для ROV 35А. Система управления привязным тросом (tether management system, TMS) 50A также подключена между шлангом 44А жизнеобеспечения и привязным тросом 46А. В общем, TMS 50А может быть использована в качестве промежуточной, подводной платформы, с которой управляют ROV 35А. Для большей части работ ROV 35А на морском дне 55 или вблизи него TMS 50А может быть расположена примерно на 50 футов (15,25 м) выше морского дна 55 и может травить привязной трос 46А по необходимости для свободного перемещения ROV 35А над морским дном 55, чтобы размещать и перегружать на него сейсмические сенсорные устройства 30.

[0079] Кран 25 В связан с кормой первого судна 5, или другим местоположением на первом судне 5. Каждый из кранов 25А, 25В может представлять собой какое-либо подъемное устройство и/или спускоподъемное устройство (launch and recovery system, LARS), приспособленное для работы в морской окружающей среде. В данном варианте осуществления кран 25В соединен с перегрузочным устройством сейсмического датчика 100 посредством кабеля 70. Перегрузочное устройство 100 может представлять собой управляемый аппарат, конструкцию для спуска, корзину или какое-либо устройство, пригодное для того, чтобы вмещать в себя одно или больше сенсорных устройств 30. Перегрузочное устройство 100 может представлять собой конструкцию, выполненную, как накопитель, пригодный, чтобы вмещать и транспортировать одно или больше сенсорных устройств 30. В одном варианте осуществления перегрузочное устройство 100 выполнено, как стойка для хранения сенсорных устройств, для перегрузки сенсорных устройств 30 из первого судна 5 в ROV 35А, и из ROV 35А в первое судно 5. Перегрузочное устройство 100 может содержать бортовой источник питания, двигатель или редуктор и/или движительную систему (не показана). При необходимости перегрузочное устройство 100 может не содержать никаких встроенных силовых устройств и/или не нуждаться во внешних или внутренних источниках энергии. При необходимости кабель 70 может обеспечивать питание и/или управление перегрузочного устройства 100. При необходимости кабель 70 может быть шлангом жизнеобеспечения, привязным тросом, шнуром, проволокой, канатом и т.п., который выполнен исключительно для удержания перегрузочного устройства 100.

[0080] ROV 35А содержит отсек 40 хранения сейсмического сенсорного устройства, который выполнен с возможностью хранения в нем одного или больше сейсмических сенсорных устройств 30 для операций развертывания и/или возврата. Отсек 40 хранения может представлять собой накопитель, стойку или контейнер, выполненный с возможностью хранения сейсмических сенсорных устройств. Отсек 40 хранения может включать в себя подвижную платформу, содержащую на себе сейсмические сенсорные устройства, такие как карусельная или линейная платформа, выполненная с возможностью поддержки и перемещения на ней сейсмических сенсорных устройств 30. В одном варианте осуществления сейсмические сенсорные устройства 30 могут быть развернуты на морском дне 55 и возвращены с него при посредстве работы подвижной платформы. В данном варианте осуществления ROV 35А может быть расположено в заданном местоположении над морским дном 55 или на нем, а сейсмические сенсорные устройства 30 катят, перемещают на конвейере или передвигают другим путем из отсека 40 для хранения в заданное местоположение. В другом варианте осуществления сейсмические сенсорные устройства 30 могут быть развернуты и возвращены из отсека 40 для хранения с помощью роботизированного устройства 60, такого как рука робота, рабочий орган или манипулятор, расположенный на ROV 35А.

[0081] Например, в операции развертывания первый ряд сейсмических сенсорных устройств, содержащих один или больше сенсорных датчиков 30, может быть загружен в отсек 40 для хранения, находясь на первом судне 5 в предпогрузочной операции. Средство ROV 35А, снабженное соединенным с ним отсеком для хранения, затем опускают в подводное положение в водяную толщу 15. ROV 35А использует команды персонала на первом судне 5 для работы в ходе перегрузки первого ряда сейсмических сенсорных устройств 30 из отсека 40 для хранения и развертывания отдельных сенсорных устройств 30 в выбранных местоположениях на морском дне 55. После того как отсек 40 для хранения освобожден от первого ряда сейсмических сенсорных устройств 30, перегрузочное устройство 100 используют для перегрузки второго ряда сейсмических сенсорных устройств 30 в качестве полезной нагрузки из первого судна 5 в ROV 35А.

[0082] Перегрузочное устройство 100 предварительно загружаю вторым рядом сейсмических сенсорных устройств 30, при нахождении на первом судне 5 или рядом с ним. Когда соответствующее число сейсмических сенсорных устройств 30 загружено в перегрузочное устройство 100, перегрузочное устройство 100 может быть опущено с помощью крана 25 В на выбранную глубину в водяной толще 15. ROV 35А и перегрузочное устройство 100 стыкуют в подводном