深水环境下OBS的二次定位技术

在海洋环境下,OBS（海底地震仪）投放后,由于潮汐、涌浪以及海流等因素的影响而漂移,OBS资料处理的首要任务就是进行OBS的二次定位。深水环境下一般使用直达波二次定位技术,直达波定位的传统方法是采用网格节点法计算直达波线性动校正,计算工作量非常大。列举了OBS落点漂移的多种情形,模拟了不同情况下直达波的线性动校正曲线,分析了影响线性动校正曲线变化的各个因素,建立了判断落点方向的标准,提出了十字交叉法反演OBS落点位置,对实测资料进行落点位置反演,获得了准确的定位结果。此方法明显减少了计算工作量,可以快速获得准确的OBS落点位置。     

SEDIS IV型短周期自浮式海底地震仪数据校正方法

利用15台SEDISIV型短周期自浮式海底地震仪在南海中、北部地壳深部结构调查中所获得的资料,探讨了海底地震仪数据校正的方法和校正后的效果,结果表明:使用该地震仪所获得的原始资料经过放炮时间、炮点坐标数据局部化、海底地震仪位置误差以及记录时间漂移4方面的校正后,数据更趋合理,误差显著降低。放炮时间的校正消除了时钟漂移和时间延迟的误差;炮点坐标数据局部化处理消除了炮点位置整体趋势性偏移的现象;试错法进行位置误差和记录时间的精细校正时,时间漂移的校正量值约为几个到十几个毫秒,位置校正的量值仅在几米到数百米之间,实测数据所绘曲线的形态和位置都与理论曲线十分吻合,可见校正后误差显著降低。     

OBS记录的时间和定位误差校正

根据地震波传播的时距关系,利用海底地震仪子母钟对时记录、测深数据和近炮点数据,使用数据处理软件OBSTOOL,对南海北部采集的海底地震记录进行高精度时钟校正处理。通过反演确定放炮延迟和海底地震仪的漂移参数,为准确反演速度奠定了基础。分析结果显示,南海北部OBS数据放炮延迟为1.278s,最大时钟校正量为2.394 s,OBS偏离测线最大距离为652m,这些将会导致浅层正、反演结果不准确,影响BSR的正确识别。     

高频地波雷达海上目标航迹校正方法

高频地波雷达对海上目标跟踪探测时,由于距离和方位角分辨率低且受到随机噪声的干扰,导致对目标位置探测不准确,形成的航迹会偏离目标的真实位置,影响跟踪的准确性。针对这个问题,结合海上特定目标跟踪的实际,本文从航迹的角度出发,基于对距离和方位角误差时间序列的统计建模,提出了一种基于同步船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)信息的高频地波雷达海上目标航迹校正方法。在高频地波雷达与AIS同步跟踪期间,采用统计回归的方法建立目标距离和方位角误差的校正模型;在高频地波雷达独立跟踪时,利用得到的模型分别对距离和方位角进行校正。利用实测高频地波雷达目标探测数据进行了航迹校正实验,校正后距离和方位角的均方根误差分别减少了约90%和75%,航迹跟踪效果得到了显著改善。     

GCP分布对海岸带TM影像几何校正精度的影响研究

选择江苏省沿海辐射沙洲区南部为试验区,以Landsat TM影像为研究对象,详细分析了面状分布的地面控制点(area-distributed ground control points,AGCP)和沿海堤走向的线状分布的地面控制点(linear-distributed GCP,LGCP)对海岸带遥感影像几何校正精度的影响,对潮间带99个独立的GPS验证点进行了几何校正的精度评价,得到影像无GCP点控制区域几何校正误差的传播规律及残差的空间分布形态,并给出残差随GCP点距离变化的定量参考范围.研究结果表明,在有GCP点控制的区域,应用AGCP法和LGCP法均可获得好的校正精度,而在潮间带无GCP点控制的区域,两种方法的误差均有不同程度的增大,但LGCP法的误差明显小于AGCP法的.在误差传播的方向性上,随着距离的增加,AGCP法在东向的残差呈稳定而尖锐的上升(R2=0.827),在北向呈变振幅的振荡上升(R2=0.517);LGCP法在与控制线垂直的方向上,残差呈缓慢的线性增加(R2=0.877),在平行方向,距离的远近对残差变化几乎没有影响.在误差传播的数值上,LGCP法在离海堤30 km内几何校正的误差小于20 m,而AGCP法在相同的距离范围内仅能得到100 m的精度.该结论可为海岸带无GCP点区域TM影像几何校正误差的传播规律提供定量参考依据.     

Kirchhoff波场延拓在OBC记录海水层基准面校正中的应用

莺歌海盆地是南海西北部一个重要的含气盆地,大量含气带导致了常规地震资料中出现纵波地震反射模糊带,海底电缆(OBC)探测被作为揭示该区含气带特征的新方法。OBC探测能够提供更多的信息,然而由于它具有不同于海面拖缆观测方式:它的炮点和检波点不在一个基准面上,地震波沿不对称路径传播,不能直接采用常规地震数据处理方法处理,为此需要进行基准面校正将炮点和检波点校正到同一基准面上。常用的基准面校正方法包括静校正、Kirchhoff波场延拓法等,文章采用Kirchhoff波场延拓法对莺歌海盆地的OBC资料做基准面校正,并与静校正方法对比,结果表明,静校正方法对浅层速度分析造成的误差较大,超过10%;Kirchhoff波场延拓则保持了正确速度,并得到了目标基准面的正确波场。     

海底地震仪重新定位:以东沙群岛海域为例

利用海底地震仪(OBS)进行探测时,一般采用自由下落的方式将OBS布设在海底。由于海流和海底地形的影响,OBS的位置一般都偏离设定的位置。OBS重新定位是OBS数据处理的基础,不正确的位置信息将导致错误的观测系统信息,从而影响后续的处理效果。直达水波包含了OBS的位置信息,一般利用直达水波的走时,采用最小二乘的方式来确定OBS的实际位置。炮点位置精度、放炮时间延迟、炮点分布方式、OBS时钟漂移、走时拾取误差以及海水速度变化等因素都会影响重新定位的精度。文章采用数值方式研究这些因素对重新定位精度的影响,并对东沙群岛海域实际的OBS站位进行精细重新定位。数值结果表明,直线排列的炮点不能很好地反演出OBS的位置,应该采用十字或者井字分布的炮点;在偏移距小于10km时,海水速度结构的精度对重新定位的影响可以忽略;对OBS重新定位影响最大的是由放炮时间延迟、时钟漂移以及走时误差共同构成的右端项误差,5ms的右端项误差可引起40m左右的偏差。实际数据重新定位的结果较好,符合数值研究的结果。     

动态环境下矢量化路径规划算法

对全方位机器人在完全未知动态环境下实时路径规划和针对移动障碍物的避障问题进行研究。提出矢量化路径描述方法,并将其与Bug算法思想相结合来解决机器人的路径规划问题。机器人的初始路径由其初始位置和目标位置生成,其运动过程是:首先沿初始路径行进,以规定间隔扫描当前环境,判断是否有障碍物阻挡当前路径,并检测障碍物的位置、移动方向和速度等信息;然后根据障碍物信息和机器人安全距离计算路径中间点,并插入中间点更新路径以实现避障。本文的机器人路径规划结果是以矢量形式进行描述及保存的,降低了对路径存储空间的需求,且按规划结果行进时只需要考虑直线移动距离和转动方向,简化了全方位机器人的控制。仿真结果说明本文方法的可行性及有效性。     

拖缆式浅地层剖面采集系统改进方法

传统拖缆式浅地层剖面地震资料采集系统中往往采用检波点组合的方式进行资料采集,当海水深度较深时,可以忽略组内距对地震资料的影响,当海水深度较浅时,这种采集方式容易导致波形畸变和高频信息丢失。利用多道地震的思想,对传统拖缆式浅地层剖面采集系统进行改进。新的浅地层剖面采集系统采用拖缆式施工、多道、无组合单点接收方式进行采集,即可以获得各检波点采集到的数据,同时改进数据记录的方式。新的采集系统中可以同时监控原始单炮记录、直接叠加后单道记录、时差校正后叠加单道记录、时差校正后地震剖面。     

多向不规则波浪的确定性模拟

波浪波动时间过程及波列的模拟,对于开展实际波浪对于工程建筑物的作用具有重要的意义。本文采用线性叠加的单叠加模型,建立了多向不规则波浪的确定性模拟方法。基于理论模拟的规则波、单向不规则波和多向不规则波,验证了波浪确定性模拟方法的有效性。定性地对比分析了模拟波列和已知波列的一致性;定量地研究了模拟波浪在空间范围rr/L_s的误差分布情况(rr表示指定位置与给定位置的空间距离,L_s为有效波长)。并且建议,采用本文方法进行波浪确定性模拟时,最佳的浪高仪间距应小于0.12L_s。