用於地球物理數據的數據獲取單元、系統及方法
2023-08-09 21:13:21 1
專利名稱：用於地球物理數據的數據獲取單元、系統及方法
技術領域：
本發明涉及一種用於地球物理數據的數據獲取單元、系統及方法，特別是涉及這樣的數據獲取單元、系統及方法，其在地球物理測量中使用，被配置以測量電場和/或磁場以及基於所測量的場來產生測量數據。
背景技術：
已知，存在包括多個網絡化的數據獲取單元的數據獲取系統，每一數據獲取單元被連接到至少一個傳感器，且被配置以從傳感器收集測量數據。所接收的測量數據經由網絡被傳遞到中心計算設備以用於處理。也經由網絡來執行所接收的測量數據的同步。
然而，這種結構的缺點是所收集的測量數據常常包括大量噪聲，這些噪聲具有十分大的幅度以致於模糊與相對較深地埋藏的地下目標相關的期望信號響應。
在本發明的後面的權利要求書和在前的描述中，除了由於表達語言或必要的含義而上下文要求其它含義之外，單詞「comprise(包括)」或諸如「comprises」或「comprising」的變化用於包含的意思，即表示所陳述特徵的存在，而不是排除在本發明的各種實施例中的更多特徵的存在或增加。
發明內容
根據本發明的第一方面，提供一種數據獲取系統，用於收集地球物理數據，所述系統包括數據獲取單元，可連接到至少一個傳感器，且在使用期間被配置以從所述至少一個傳感器收集地球物理數據，所述數據獲取單元包括時間參考裝置，被配置以產生可用於控制獲取地球物理數據的採樣的時間的時間參考數據；和用於計算在與使用期間連接至所述數據獲取單元的相鄰傳感器相關的採樣之間的空間導數以便提供具有較少噪聲的處理的地球物理數據的裝置。
最好，所述時間參考裝置包括GPS接收機。可選地或者另外，所述時間參考裝置包括精密振蕩器，最好是精密溫控晶體振蕩器，以及被配置以計算由所述振蕩器產生的信號的計數器。
在包括振蕩器的實施例中，最好所述數據獲取單元被配置以接收同步信號，所述同步信號可由處理裝置用於調整所述振蕩器的頻率，以及調整獲取地球物理數據的採樣的時間，以便獲取地球物理數據的採樣的時間與在其它數據獲取單元中獲取地球物理數據的採樣的時間同步。
最好，數據獲取單元被配置以接收用於處理裝置的後續運行的程序並存儲該程序到數據存儲裝置中。
最好，數據獲取單元被配置以在執行作為地球物理測量的一部分的多個數據收集操作時計算多個相應重複採樣值的平均採樣值，以便減小幹擾對所述採樣的影響以及減少數據量。所述數據獲取單元可被配置以比較重複採樣以及丟棄與大多數重複採樣相差預定量的採樣。
最好，數據獲取單元被配置以計算在作為地球物理測量的部分而執行的數據收集操作期間所獲取的多個連續採樣的平均採樣值，以便產生所述連續採樣的代表性採樣。
最好，數據獲取單元被配置以估計在測量位置上存在的幹擾量。可以通過如下步驟來估計存在的幹擾量使用第一極性的入射磁場來執行第一數據收集操作以產生第一響應、使用第二極性的入射磁場來執行第二數據收集操作以產生第二響應、以及計算第一和第二響應之和以抵消第一和第二響應。
最好，數據獲取單元被配置以對所收集的地球物理數據濾波以便消除周期性幹擾。
最好，數據獲取單元被配置以利用傅立葉變換分析將所收集的地球物理數據變換到頻域。
最好，數據獲取單元被配置以產生在估計所收集的地球物理測量數據的質量中使用的至少一個質量控制指示符。
最好，所述數據獲取單元被配置以計算所收集的地球物理測量數據的標準偏差值。
最好，數據獲取單元被配置以根據所收集的地球物理測量數據幅度的估計來調整施加於所收集的地球物理測量數據的增益電平。
最好，系統被配置以下推所收集的地球物理測量數據以便增加位於測量區域的表面之下的目標的清晰度。
最好，數據獲取單元可連接至能量源，並且所述數據獲取單元作為能量源控制單元運行。
最好所述數據獲取單元包括至少一個接口，被配置以有助於將所處理的地球物理數據和/或程序傳送到數據獲取單元或從數據獲取單元傳送地球物理數據和/或程序。為此，其中所述接口可以包括紅外接口、串行接口和/或網絡接口。所述接口可以是利用諸如藍牙這樣的無線協議的類型。
在包括振蕩器的實施例中，可以提供同步接口，所述同步接口為了確保校正所述振蕩器和其他數據獲取單元的振蕩器的同步，而用於促進傳送同步信號到數據獲取單元和/或從數據獲取單元傳送同步信號。
最好，數據獲取單元包括顯示裝置，顯示裝置可以是LCD顯示器和/或LED顯示器，被配置以向操作員提供信息，所述信息關於是否數據獲取單元的操作是令人滿意的和/或是否所處理的測量數據具有用於後續分析的足夠質量。這樣的信息可以指示是否數據獲取單元或連接至數據獲取單元的傳感器存在故障，或是否存在操作活動所必須的其它條件。
最好，數據獲取單元被配置以存儲在使用期間連接至數據獲取單元的每一傳感器的校正係數，每一校正係數被用於校正在傳感器靈敏度中的偏差。
最好，數據存儲裝置是FLASH內存。另外，可以提供硬碟驅動器。
最好，該系統包括多個數據獲取單元。
在一種結構中，數據獲取單元包括用於計算空間導數的裝置。
在一可選結構中，用於計算空間導數的裝置獨立於數據獲取單元。根據該結構，所述系統可以進一步包括可攜式計算設備，所述可攜式計算設備包括用於計算空間導數的裝置。
最好，所述系統還包括至少一個參考數據獲取單元，每一參考數據獲取單元可連接到至少一個參考傳感器，並且在使用期間被配置以從所述至少一個參考傳感器收集地球物理數據，以及獲取從所述傳感器收集的地球物理數據的採樣；其中所述用於計算與相鄰傳感器相關的採樣之間的空間導數的裝置被配置以執行如下操作當傳感器被放置在第一位置時，計算在第一數據收集操作期間的至少一些連接至所述數據獲取單元的傳感器和連接至所述參考數據獲取單元的參考傳感器之間的第一空間導數；當傳感器被放置在第二位置時，計算在第二數據收集操作期間的至少一些連接至所述數據獲取單元的傳感器和連接至所述參考數據獲取單元的參考傳感器之間的第二空間導數；以及計算所述第一和第二空間導數之間的微分空間導數，每一所述微分空間導數表示放置在第一位置的傳感器和放置在第二位置的傳感器之間的空間導數。
最好，所述系統還包括用於計算空間導數的積分以便產生具有較少噪聲的常規地球物理數據的裝置。
在一個結構中，所述系統還包括能量源，所述能量源被配置以產生能量並將該能量引向子表面體以便引起地球物理響應並從而導致地球物理信號的產生。
最好，所述能量源包括發射機和發射機環路。
最好，所述被配置以校正在地球物理測量期間在發射機電流的幅度上的偏差。所述系統可被配置以校正由提供給發射機的能量中的偏差導致的發射機電流的幅度中的偏差。
最好，所述系統還包括能量源控制單元，可連接至所述能量源且被配置以從所述能量源收集輸出數據，所述能量源控制單元包括時間參考裝置，被配置以產生可用於控制獲取所述能量源輸出數據的收集的時間的時間參考數據以及將所述能量源輸出數據和所述時間參考數據相關聯。
數據存儲裝置，用於存儲所述能量源輸出數據。
最好，所述能量源控制單元是發射機控制單元，被配置以控制發射機以便根據預定的頻率接通發射機環路。
最好，所述能量源控制單元包括與所述數據獲取單元相同的元件以便所述發射機控制單元能執行所述數據獲取單元的功能，反之亦然。
最好，所述系統被配置以校正地球物理測量期間在發射機電流的幅度中的偏差。所述系統可以被配置以校正由供給發射機的能量的減少所導致的發射機電流的幅度中的偏差。
根據本發明的第三方面，提供一種獲取地球物理數據的方法，所述方法包括步驟提供至少一個數據獲取單元，所述數據獲取單元被配置以從在使用中連接至所述數據獲取單元的至少一個地球物理傳感器收集地球物理數據；對於每一數據獲取單元，連接至少一個地球物理傳感器到所述數據獲取單元；在數據獲取單元上產生可用於控制獲取所收集的地球物理數據的採樣的時間的時間參考數據；和計算與在使用期間連接至所述數據獲取單元的相鄰傳感器相關的採樣之間的空間導數以產生具有較少噪聲的處理的地球物理數據。
最好，所述方法還包括步驟提供至少一個參考數據獲取單元，在使用期間，所述參考數據獲取單元被配置以從所述至少一個參考傳感器收集地球物理數據；將每一參考數據獲取單元連接到至少一個參考傳感器；當所述傳感器被放置在第一位置時，計算在第一數據收集操作期間的至少一些連接至數據獲取單元的傳感器和連接至所述參考數據獲取單元的參考傳感器之間的第一空間導數；當所述傳感器被放置在第二位置時，計算在第二數據收集操作期間的至少一些連接至所述數據獲取單元的傳感器和連接至所述參考數據獲取單元的參考傳感器之間的第二空間導數；以及計算所述第一和第二空間導數之間的微分空間導數，每一所述微分空間導數表示放置在第一位置的傳感器和放置在第二位置的傳感器之間的空間導數。
最好，所述方法還包括用於計算所述空間導數的積分以便產生具有較少的噪聲的常規地球物理數據的裝置。
最好，所述方法還包括可使用參考數據獲取單元和相關的參考傳感器校正能量源中的偏差的步驟。
最好，所述時間參考裝置包括GPS接收機。可選地或者另外，所述時間參考裝置包括振蕩器，最好是精密溫控晶體振蕩器，以及被配置以計算由所述振蕩器產生的信號的計數器。
在包括振蕩器的實施例中，所述方法最好包括步驟在所述數據獲取單元上接收同步信號，所述同步信號可被所述處理裝置使用以調整所述振蕩器的頻率，並從而調整收集地球物理數據的時間，以便收集地球物理數據的時間和在其它數據獲取單元中收集地球物理數據的時間同步。
最好，所述方法還包括步驟當執行作為地球物理測量的部分的多個數據收集操作時，計算多個相應的重複採樣值的平均採樣值，以便減小幹擾對所述採樣的影響以及減少數據量。
最好，所述方法還包括步驟比較所述重複採樣值，並丟棄與大多數重複採樣值相差預定量的採樣。
最好，所述方法還包括步驟計算在被作為地球物理測量的部分而執行的數據收集操作期間所獲取的多個連續採樣的平均採樣值以便產生所述連續採樣的代表性採樣。
最好，所述方法還包括估計在測量點上存在的幹擾量的步驟。通過使用第一極性的入射磁場來執行第一數據收集操作以產生第一響應、通過使用第二極性的入射磁場來執行第二數據收集操作以產生第二響應、以及通過計算第一和第二響應之和以使得第一和第二響應相抵來估計存在的幹擾量。
最好，所述方法還包括步驟對所收集的地球物理數據濾波以便消除周期性幹擾。
最好，所述方法還包括步驟利用傅立葉變換分析將所收集的地球物理數據變換到頻域。
最好，所述方法還包括步驟在地球物理測量期間校正在能量源的幅度中的偏差。校正幅度中的偏差的步驟可包括校正由提供給所述能量源的能量中的偏差導致的在所述能量源的幅度中的偏差的步驟。
最好，所述方法還包括步驟產生至少一個在評估所收集的地球物理數據的質量中使用的質量控制指示符。
最好，所述方法還包括步驟計算所收集的地球物理測量數據的標準偏差值。
最好，所述方法還包括步驟根據所收集的地球物理測量數據幅度的估計來調整施加於所收集的地球物理測量數據的增益電平。
最好，所述方法還包括步驟下推所收集的地球物理測量數據以便增加位於測量區域的表面之下的目標的清晰度。
最好，所述方法還包括有助於將所處理的地球物理數據和/或程序傳送到數據獲取單元或從數據獲取單元傳送地球物理數據和/或程序的步驟。為此，所述接口包括紅外接口、串行接口和/或網絡接口。
在包括振蕩器的實施例中，該方法還可以包括為了確保校正所述振蕩器和其它數據獲取單元的振蕩器的同步而促進傳送同步信號到數據獲取單元和/或從數據獲取單元傳送同步信號的步驟。
最好，所述方法還包括提供顯示裝置的步驟，所述顯示裝置用於向操作員提供信息。所述信息關於是否數據獲取單元的操作是令人滿意的和/或是否時間戳(time-stamped)處理的測量數據具有用於後續分析的足夠的質量。所述信息可以指示是否數據獲取單元或連接至數據獲取單元的傳感器存在故障，或是否存在操作活動所必須的其它條件。
下面參照附圖通過舉例的方式來說明本發明，其中圖1是根據本發明一實施例的數據獲取系統的方框圖；圖2a和2b分別是X和Z分量的目標模塊化固定環路TEM響應的曲線；圖3是根據本發明一實施例的數據獲取單元的方框圖；圖4是在使用期間布置在測量區域中的數據獲取單元的陣列的圖形表示；圖5a和5b是圖解使用相對較少數量的數據獲取單元以在相對較大的測量區域上執行測量的方法的圖形表示；圖6是在圖3中所示的數據獲取單元的接口單元的方框圖；和圖7是根據本發明的另一實施例的數據獲取系統的方框圖。
具體實施例方式
參照圖1，其中示出了用於在地球物理測量過程中收集地球物理數據的數據獲取系統10。雖然應當理解，本發明同樣可應用於諸如基於電場或地震測量的、包括MT(磁聲學)和IP(感應極化)類型測量等的其它地球物理測量，但是在該示例中，系統10是TEM(瞬態電磁)類型系統，其被安排以產生和檢測磁場。
圖2a和2b示出了從放置在500m級別的深度上的傳導目標的、模塊化固定環路TEM類型測量所獲得的響應的例子，其中圖2a示出響應的X分量的特徵，而圖2b示出了響應的Z分量的特徵。以微伏/每發射機安培為單位顯示有效區域10000平方米的線圈傳感器的響應。在大於250ms的延遲時間上，即在停止發射機電流之後250ms，目標被識別為在接近所述目標的位置上的、在Z分量中的極性反轉19以及X分量中的峰值21。如所看到的，直到響應已衰減到大約10nV/A，目標才不能被識別。因此，為了使用TEM類型檢測來檢測這樣的、在500m級別的深度上的目標，與該系統相關的噪聲電平必須遠遠小於10nV/A以便該響應不被噪聲所模糊。
系統10包括能量源，在例子中，能量源為一對發射機環路12的形式，每一發射機環路12在電流經過環路12時產生一個磁場。由發射機環路12產生的磁場穿過地球的子表面(sub-surface)並且在子表面中的電傳導成分中感應出電流，其中所述子表面交替產生電磁場。發射機電流在預定的時間段之後被停止，這使得電磁場在幅度上隨時間衰減。由放置在將被測量的所期望區域17各處的多個數據獲取單元14和相關的檢測器15檢測衰減的電磁場，並且然後以預定的採樣率對檢測到的測量數據採樣以便產生電磁場數據的每一傳感器採樣，其中所述採樣隨著每一連續採樣而在幅度上減小。該數據採樣被存儲在數據獲取單元14。通過分析在數據獲取單元14接收的數據採樣，可以獲得關於所期望的子表面體(sub-surface volume)的特性的指示。在實踐上，發射機環路12一次接通一個，且分析來自兩個發射機環路的響應數據以提供關於所期望子表面體的特性的指示。
在該例子中，傳感器15是線圈類型的傳感器，被構造以便測量Z分量，所述Z分量一般是電磁場的垂直分量。每一線圈具有350平方米級別的無源線圈區域(passive coil area)。可以構造這樣的線圈，該線圈在10Hz級別的頻率上具有相對較低的噪聲特徵。
系統10也可以包括能量源控制單元和發射機18，在該例子中，能量源控制單元為發射機控制單元16，該發射機控制單元16被配置以按照預定頻率來控制發射機18以接通發射機環路12。發射機控制單元16也用於在數據獲取單元14中，在對應於採樣速率的預定間隔上對發射機電流採樣，以及在發射機控制單元16上存儲發射機電流採樣。這可以以任意合適的方式來實現。例如通過與發射機電流串行放置分路電阻(shunt resistor)。
數據獲取單元14均被配置以產生可用於控制獲取測量數據的採樣的時間的時間參考數據。同樣地，發射機控制單元16被配置以產生可用於控制獲取發射機電流的採樣的時間的時間參考數據。
在該例子中，發射機控制單元16和每一數據獲取單元14包括相同的元件，結果，數據獲取單元14可以作為發射機控制單元16，反之亦然。為了便於引用，在本發明的下面描述中，數據獲取單元14和發射機控制單元16將被稱為「節點」。
然而，雖然在下面的實施例中數據獲取單元14和發射機控制單元16包括相同的元件，但是應當理解，並不是必須如此。可選地，可以構造數據獲取單元14和發射機控制單元16以便專用於它們各自的任務，結果，它們不能互換。
在圖3中示出了節點14、16的結構。
每一節點14、16包括電路20和電源，在該例子中，電源為充電電池22的形式。作為替換，電源可以由外部電源來提供。
電路20包括處理和控制單元26，當節點用做數據獲取單元14時，用於處理從在使用中連接至該節點的傳感器接收的測量數據，當節點用做發射機控制單元16時，用於處理從發射機18接收的發射機電流波形數據，以及控制和協調節點14、16的運行，電路20還包括模擬接口單元28，用於連接處理和控制單元26和傳感器15或在使用中連接至節點14、16發射機18和電路保護單元30，所述電路保護單元用於防止模擬接口單元28受到由來自傳感器15的瞬時大電壓引起的損壞。
應當理解，所使用的傳感器類型依賴於正在執行的特定的地球物理測量操作類型。在當前例子中，測量是TEM類型測量，而傳感器是線圈類型的傳感器。
電路20也包括輸入/輸出接口36，所述輸入/輸出接口被配置以便於節點14、16和單獨的計算設備之間或兩個節點14、16之間的信息的傳送。在該例子中，輸入/輸出接口36包括串行接口，用於為了維持採樣時間的同步而便於到節點的同步信號的傳送；紅外接口，用於利用紅外輻射而便於在節點14、16和單獨的計算設備之間的地球物理數據或發射機電流數據的傳送。在該例子中，紅外接口是IrDA接口。輸入/輸出單元可以還包括網絡接口(未示出)。輸入/輸出接口可以選擇性地為利用諸如藍牙這樣的無線協議的類型。
電路20還包括在節點作為發射機控制單元16操作時使用的發射機接口38。發射機接口38用於向發射機18傳送控制指令，並且也可用於從發射機18向處理和控制單元26傳送電流波形數據以用於採樣。
電路20也包括LCD顯示器40，用於向用戶顯示指示節點14、16的運行狀態的信號；用戶控制板42，便於用戶直接向節點14、16輸入控制指令；以及LED顯示器44，用於向用戶指示節點14、16的狀態，即是否節點14、16發生故障，是否電池22中的剩餘能量為低等等。
處理和控制單元26接收指示來自GPS天線32的定時和位置數據的信號，以及產生時間參考數據，所述時間參考數據管理獲取測量數據或發射機電流的採樣的時間。
處理和控制單元26包括處理器46和定時單元48，所述定時單元與GPS天線32通信且被配置以使用從GPS天線32接收的信號來產生時間參考數據。
在數據獲取單元14的情況中，時間參考數據被用於控制獲取所收集的從傳感器15接收的測量數據的採樣的時間。在發射機控制單元16的情況中，時間參考數據被用於控制獲取發射機電流的採樣的時間。通過將時間參考數據和所接收測量數據的採樣以及發射機電流的採樣相關聯，系統10可以精確地同步發射機電流和所接收的測量數據。
處理和控制單元26還包括數據存儲設備54，所述數據存儲設備54被配置以根據節點是數據獲取單元14還是發射機控制單元16，而存儲從連接至數據獲取單元14的傳感器15接收的測量數據或存儲從發射機18接收的發射機電流數據。數據存儲設備54還被用於存儲控制節點14、16的操作的程序。在該示例中，數據存儲設備54是FLASH內存形式。
處理器46被配置以根據存儲在數據存儲設備54中的程序來控制和協調節點14、16中的所有操作。應當理解的是，可在現場安裝節點之前預先在數據存儲設備54上存儲程序，或通過使用輸入/輸出接口36連接計算設備和節點14、16並且將程序傳送到節點14、16以存儲在數據存儲設備54上，可以將所述程序傳送到節點作為安裝過程的部分。這樣的程序可另外或選擇性地位於單獨的計算設備上，其中所述測量數據被傳送到所述計算設備以用於分析。
所傳送的程序被配置以使得通過使用從GPS天線32接收的信號來產生適合的時間參考數據，以及根據節點是作為數據獲取單元14還是作為發射機控制單元16運行而將該時間參考數據和測量數據採樣或發射極電流數據採樣相關聯。
在數據獲取單元14的情況下，所存儲的程序被配置以使得處理器46處理從傳感器15接收的測量數據以便產生相對於所接收的測量數據具有減少的量以及減少的噪聲以及處於較有用的格式的所處理的測量數據。所處理的測量數據和所關聯的時間參考數據一起被存儲在數據存儲設備54上。處理功能可以在數據獲取期間和/或數據獲取之後執行。
所存儲的程序可以包括被配置以檢測諸如大氣層放電(閃電)或在能量傳輸線上的波動這樣的瞬時幹擾事件的存在的程序，軟體使得能夠做出關於數據已經受到該瞬時幹擾的影響的判斷，並且對於已經受到影響的數據，產生在相關採樣時期的真實數據的最佳推測以便替換受影響的數據。這是通過執行在測量中的多個數據收集操作來實現的，其中每一數據收集操作涉及發射機電流的啟動以及與發射機電流的停止相關的數據採樣的收集，並且比較每一特定數據收集操作的採樣和隨後或先前數據收集操作的相應採樣，或比較每一特定數據收集操作的採樣和在多個數據收集操作期間所獲取的多個相應採樣的相應平均採樣值。由於預期相應的採樣相互之間應當僅僅稍微不同，所以如果一些採樣值與先前的、隨後的、或平均採樣值顯著不同，則軟體可用於忽略測量數據的受影響部分或忽略在存在受影響的測量數據的特定數據收集操作期間收集的所有數據。
所存儲的程序可以包括累積程序(stacking program)，用於通過執行選擇錐形累積(selective tapered stacking)來增加信噪比，其中所述選擇錐形累積為將長序列的原始數據平均成較小的序列，以便減少幹擾的影響以及減少數據量的方法。通過在多個重複採樣，即在多個數據收集操作上對採樣進行平均來實現累積。在以非重複數據為代價的情況下，重複數據被大大增強。累積程序可以被配置以便原始數據的每一成分對所累積的數據的影響根據由關於成分質量的程序中的算法所作的評估而變化。例如，如果一個或多個採樣受到瞬時幹擾事件的影響，則被識別的採樣可能被累積程序所忽略。
所存儲的程序還可以包括窗口程序(windowing program)，被配置以通過在數據收集操作期間對從每一傳感器獲取的多個連續採樣求平均來增加信噪比以產生該連續採樣的單個代表性採樣值。
應當理解，通過執行選擇錐形累積和/或通過平均多個連續採樣，可以減小與所接收的測量數據相關的噪聲至1nV/A或更小級別的電平。
所存儲的程序還可以包括被配置以產生以及連續更新來自諸如能量傳輸線、BLF發射機、大氣層源等這樣的所有的源的引入幹擾(incoming interference)的估計的程序。如果在已發生累積之後仍然可檢測到諧波幹擾，則可以使用數字濾波器來消除幹擾以消除頻譜的受影響部分以及使用插入無差錯頻譜(interpolated error-free spectra)來替代受影響的頻譜。
可以以各種方式來檢測引入幹擾的程度。例如，可以使用相反極性的發射機電流以及被加在一起的響應來執行兩個數據收集操作以便僅產生噪聲的表達。
當諧波幹擾的頻率一般位於與用於發射機18的頻率不同的頻率上時，存在於測量數據中的任何諧波幹擾在大多數情況下相對較容易被檢測。例如，由電力線引起的諧波幹擾一般處於50Hz，並且因而可以由適當的濾波技術，如數字濾波從測量數據中消除。
所存儲的程序還可以包括漂移檢測器程序，被配置以通過現場測量和在現場安裝節點時所獲得的先前測量的互相關來檢測節點和發射機之間的相對定時中的漂移。使用該檢測，可以校正定時漂移。
所存儲的程序還可以包括被配置以使得處理器46利用傅立葉變換分析將對應於接收測量數據的波形變換到頻域，以及將數據變換成有意義的單元的程序。
所存儲的程序還可以包括被配置以執行去卷積以便消除在測量期間可能出現的各種現象的影響，諸如電池22所提供的能量的逐漸減小而導致的在傳感器特性和發射機波形中的偏差等。
所存儲的程序還可以包括被配置以計算在估計所接收測量數據的質量中使用的質量控制指示符的程序。例如，該程序可被配置以通過使用例如從存在的噪聲的上述估計所得到的噪聲指示符來計算測量數據的標準偏差值，以做出關於是否需要噪聲抑制處理和/或需要哪一種噪聲抑制處理的判決。
所存儲的程序還可以使得處理器46能夠在分離與測量數據獲取和處理相關的參數中做出判決。例如，該程序可以使得處理器46能夠通過分析測量數據採樣的幅度和調整施加於採樣的增益電平來做出與施加於所接收的測量數據的增益電平相關的判決以防止放大器60在使用期間飽和。
每一節點包括多任務作業系統，如Linux，它使得節點能夠同時執行幾個功能。當獲取數據時，為了操作員執行節點性能的質量控制，例如可以使用手持計算設備詢問節點。可以執行節點的詢問而不中斷由節點執行的數據的獲取和處理。操作員可以從節點下載任意存儲在數據存儲設備54中的數據，包括指示在數據存儲設備54中存儲的任何數據的質量的信息。在該例子中，經由節點上提供的紅外接口和在手持計算設備上提供的相應紅外接口來進行節點和手持計算設備之間的數據的傳送，雖然應當理解，可以以任何其它合適方式來進行傳送，例如，經由串行接口或經由網絡接口。
計算設備可以包括所存儲的程序，其中數據從節點傳送到所述計算設備，所述程序被配置以對從節點接收的測量數據執行處理操作。因為固定環路EM數據可以由勢場方程式(potential field equation)來表達，所以該數據可以被作為地磁或重力數據對待，從而可以推斷數據以便提供在該測量區域的表面上方或下方的磁場的估計。例如，可以推斷磁場以便增強位於測量區域下的目標元件的清晰度。推斷過程使用放置在測量區域的表面上的傳感器之間的所得到的空間導數以得到在垂直方向上的空間導數。
所存儲的程序還被配置以處理來自傳感器的所接收的處理數據採樣以減少由大氣放電和大地電流所引起的類型的噪聲。這樣的噪聲在期望的測量區域上一般相對恆定。
為了從測量數據分離這樣的噪聲，所存儲的程序被配置以計算來自相鄰傳感器的同時的採樣之間的差以及將每一差值除以相關傳感器之間的距離。這相當於對測量數據上求空間導數。
圖4中示出了分布在測量區域上的數據獲取單元14的陣列的表達。
應當理解，空間導數的計算可以在沿著第一方向上的一條線分布的傳感器15之間進行。例如，相應地第一傳感器15a和第二傳感器15b之間；沿與第一線正交的第二線放置的傳感器15之間，相應地諸如第一傳感器15a和第三傳感器15c之間；和/或通常以相互為對角關係放置的傳感器之間，相應地諸如第一傳感器15a和第四傳感器15d之間。重要的特徵是對於每一傳感器15，可以在傳感器15和任意數量的相鄰傳感器15之間計算空間導數。
應當理解，通過以這種方式計算空間導數，可以得到實際上沒有由大氣層放電、大地電流等引起的噪聲的處理測量數據。
在某些情況中，實際上不可能同時計算在整個測量區域上的導數，這是因為將需要大量的傳感器15和相關的數據獲取單元14，而可用的數據獲取單元14和傳感器15的數量不足。對於這樣的情形，要求操作員移動數據獲取單元和傳感器的可用陣列數次以便覆蓋整個測量區域。然而，由於在傳感器15的測量區域中的所有建議的位置不是同時被傳感器15所佔據，所以不可能立即直接為每一傳感器位置計算所有可能的空間導數。
為了獲得所有傳感器位置的空間導數，可以使用參考數據獲取單元和相關參考傳感器15r，如圖5a和5b所示。在當前例子中，參考傳感器15r一般被放置在所建議的測量區域的中心，雖然不必一定如此。
如圖5a中所指示的，為了覆蓋整個測量區域，數據獲取單元14的第一線55和相關傳感器15首先被放置在該測量區域中。然後同時計算在第一線55中的相鄰節點之間的即時空間導數，相應地，諸如第一傳感器15a和第二傳感器15b之間；相應地諸如第一傳感器15a和第三傳感器15c之間；以及在第一線55中的每一傳感器和參考傳感器15r之間。然後移動第一線55中的傳感器15以放置在第二線57中，計算在第二線57中的相鄰傳感器15之間以及在第二線57中的每一傳感器15和參考傳感器15r之間的即時空間導數。為了計算當置於第一線55中的傳感器15和當置於第二線57中的相鄰傳感器15之間的即時空間導數，從當傳感器處於第一線55中時相對於參考傳感器14r計算的空間導數減去當傳感器處於第二線57中時相對於參考傳感器14r計算的空間導數。這提供了對應於在置於第一線55中的傳感器和置於第二線57中的相鄰傳感器之間計算的即時空間導數的空間導數。
由於整個測量區域的所有空間導數實際上不是由同時收集的測量數據得到，所以可能需要對於任何偏差的測量數據進行校正，所述偏差可能作為發射機電流中的偏差的結果而出現，所述發射機電流中的偏差可能發生在不同的傳感器位置之間。參考數據獲取單元14可被用於通過連續測量在整個測量期間由參考節點所獲得的測量數據來幫助校正測量數據中的偏差。
應當理解，為了在執行測量之前校正傳感器15和數據獲取單元14的靈敏性中的小偏差，傳感器15和數據獲取單元14應當被校準以便校正由傳感器的定位中以及傳感器和數據獲取單元的靈敏度中的差所引起的偏差。
在該示例中，這通過響應於遠處的信號源收集測量數據來實現的，其中所述信號源只是在測量區域上緩慢地空間變化或根本不變化。例如，由遠處的大氣放電引起的噪聲可以用做信號源和在沒有發射機電流時所收集的測量數據。假定在測量區域中的傳感器的空間間距相對較小，可以預期，在每一傳感器上的響應將在所有傳感器之間是非常相關的。對於給定的測量區域，校正係數可以與每一傳感器相關聯，或在多個分量傳感器的情況下，向量或張量(tensor)可與每一傳感器相關。
所存儲的程序還可被配置以對測量數據積分以獲得潛在的更清楚的常規數據(potentially cleaner conventional data)。可以加上通過使用參考數據獲取單元和相關的參考傳感器得到的積分常數。
如在圖6中詳細示出的模擬接口單元28包括用於四個不同信號通道的電路，每一通道包括放大器60，用於根據節點是數據獲取單元14還是發射機控制單元16而從傳感器15或發射機18接收測量數據。所濾波的數據然後被傳遞到低通濾波器62和A/D轉換器64，在該例子中，A/D轉換器是24位轉換器。
放大器60、濾波器62和A/D轉換器64的控制包括A/D轉換器64的定時以及由處理和控制單元26執行的所接收測量數據或發射機電流的採樣。
保護單元30包括用於每一通道的單獨的保護電路，每一保護電路用於防止模擬接口單元28的電路受到由大瞬時電壓造成的損害，所述瞬時電壓可能存在於輸入保護單元30的信號上。
可以為節點14、16提供精密振蕩器，在該例子中為溫控晶體振蕩器(OCXO)，其可由定時單元48使用以在GPS信號不可用時產生時間參考數據。晶體振蕩器產生由定時單元48使用以產生時間參考數據的精確頻率信號。在該例子中，時間參考數據是計數器的輸出，所述計數器用於對由晶體振蕩器產生的信號的周期數進行計數。然而，使用這種結構，由於每一節點14、16包括單獨的晶體振蕩器，所以如果GPS信號不可用，則在測量期間需要周期地將晶體振蕩器相互同步。在實踐中，這通過為發射機控制單元16提供高精度晶體振蕩器，通過為每一數據獲取單元14提供精密晶體振蕩器，以及通過周期地經過輸入/輸出單元36來將每一數據獲取單元14和發射機控制單元16連接以比較高精度晶體振蕩器的頻率和精密振蕩器的頻率和比較數據獲取單元中的計數器的相位和發射機控制單元16中的計數器的相位來實現。通過調整精密晶體振蕩器的頻率和通過調整與精密晶體振蕩器相關的計數器的相位來消除頻率和計數器之間的任何差異。
當GPS信號不可用達幾個小時或更長的級別的時間段時，可能由振蕩器得到的時間參考數據將漂移。在利用激活源的測量期間，相對於主場波形的源的節點的時間參考數據的漂移可以由節點監視，同時，它位於特定位置上。通過對在特定時間上的測量和在將節點安裝在該位置上時所進行的測量進行互相關來計算漂移。由於可以假定漂移是由在節點上的同步的緩慢丟失而導致的，所以可以通過根據所檢測到的漂移來改變振蕩器的頻率和與振蕩器相關的計數器的相位來校正漂移。
現在將描述使用上述數據獲取系統的地球物理瞬時電磁場(TEM)測量的例子。
操作員首先將一個和多個發射機環路12安裝在合適的位置以用於給所期望的測量區域80通電，並將發射機18連接到發射機環路12。發射機控制單元16被連接至發射機18以便控制發射機18和對流過發射機環路12的電流採樣。
然後操作員將數據獲取單元14分布在所期望的測量區域各處並通過將傳感器15連接至保護單元30的輸入來將每一數據獲取單元14連接到一個或多個傳感器15，在該例子中，傳感器是線圈類型的傳感器。
當安裝時，數據獲取單元14和發射機控制單元16被接通，駐留在數據獲取單元14的數據存儲設備54中的程序使得數據獲取單元14開始從傳感器15檢索信號，提取信號的採樣，處理所採樣的信號，以及記錄所處理的信號。類似地，駐留在發射機控制單元16的數據存儲設備54中的程序使得發射機控制單元16控制發射機18，開始從發射機檢索信號，提取所檢索的發射機信號的採樣，處理所採樣的信號，以及記錄所處理的信號。如果需要，操作員向數據獲取單元14和發射機控制單元16提供信息以更新單元14、16的結構以用於特定測量和將被執行的特定任務。在實踐中，測量中的所有單元的大部分設置將是相同的。用於更新單元14、16的結構的指令包括發射機頻率的設置、所處理測量數據將存儲到數據存儲設備54的速率、和其他與測量數據的處理相關的設置。通過使用可攜式計算設備、經由輸入/輸出接口36發送由操作員傳送到單元14、16的指令。
使用相同可攜式計算設備和數據獲取單元14的輸入/輸出接口36，操作員可以查看來自數據獲取單元的測量數據以確認其操作。而且，通過LCD顯示器40和LED顯示器44提供給操作員的信息使得操作員可以做出對數據獲取單元14的功能的快速估計。
在該例子中，測量是TEM類型測量並且由發射機控制單元16控制發射機18和相關發射機環路12以便產生隨時間衰減的磁場。結果，由傳感器15記錄的測量數據的採樣隨著每一連續採樣而在幅度上減小。
當發射機環路12處於運行時，產生穿過測量區域的(包括穿過預期的子表面體的)、隨時間上衰減的主磁場。子表面體的導電性成分通過傳導電流而響應該主磁場。在子表面自己中流動的這些電流產生副電磁場，該電磁場可以是子表面體的地質學特徵。放置在子表面體的附近的線圈傳感器檢測主場和副場並且產生電壓形式的測量數據，所述電壓隨時間在幅度上減小，該電壓經由數據獲取單元14的保護單元30被反饋回模擬接口單元28。在模擬接口單元28上，電壓被放大、濾波和變換成數位訊號，以及利用時間參考數據來採樣。然後處理器46根據上述的處理步驟來處理所採樣的測量數據以增加信噪比和減少數據量。
在由在數據存儲設備54中存儲的程序和設置管理的預定的間隔上，所處理的測量數據被存儲在每一數據獲取單元14的數據存儲設備54中。除了測量數據本身之外，表示採樣的定時的時間參考數據、指示傳感器位置的信息和任何其他處理測量數據所需的信息被記錄在數據存儲設備54中。
在測量期間，操作員為了確認單元14、16的校正操作而訪問每一數據獲取單元14。此時，可以經由輸入/輸出接口36將處理數據或其他形式的數據從數據獲取單元下載到操作員所攜帶的可攜式計算設備，以便分析數據質量和核對來自測量的數據。
測量可以包括一個或多個數據收集操作，即一個或多個涉及發射機的啟動、發射機的停用以及所需數據採樣的收集的操作。
當已完成測量，所有表示傳感器響應的測量數據和流過發射機環路12的電流被從單元14、16傳送到可攜式計算設備。應當意識到，由於處理器46處理所接收的測量數據以減少測量數據的量，所以在每一數據獲取單元14中，僅僅需要相對小和不昂貴的數據存儲設備，並且需要相對短的時間來收集和核對來自所有數據獲取單元的數據。然後可攜式計算設備處理測量數據以便產生空間導數和執行任何其他期望的處理活動。
也應當意識到，由於所接收測量數據存儲在節點14、16以用於在測量完成之後的後續下載和分析，並且由於節點14、16通過GPS或通過本地晶體振蕩器來產生時間參考數據，所以所述節點是非常獨立的，並且不需要節點14以及中心計算設備和/或定時設備之間的笨重且昂貴的電纜。
圖6中示出了根據本發明另一實施例的數據獲取系統70。
選擇性系統70適合用在不能使用GPS的區域。相同特徵由相同的附圖標記表示。
選擇性系統70包括漫遊節點74，該漫遊節點74用於維持所接收測量數據和發射機18之間的同步。
發射機控制單元16和漫遊節點74包括高精度溫控(oven-controlled)晶體振蕩器，並且每一數據獲取單元14包括不昂貴的精密溫控(oven-controlled)晶體振蕩器。
在運行中，操作員周期性地經由輸入/輸出接口36將漫遊節點74連接到每一數據獲取單元14，以便將數據獲取單元14中的精密晶體振蕩器和漫遊節點74中的高精度晶體振蕩器同步。
對於該實施例，當漫遊節點74連接至數據獲取單元14時，數據獲取單元14可以從漫遊節點74接收指令，而不是數據獲取單元14從可攜式計算設備接收指令。
對於本技術領域人員來說比較明顯的修改和變化被認為是落在本發明的範圍之中。
權利要求
1.一種數據獲取系統，用於收集地球物理數據，所述系統包括數據獲取單元，可連接到至少一個傳感器，且在使用期間被配置以從所述至少一個傳感器收集地球物理數據，所述數據獲取單元包括時間參考裝置，被配置以產生可用於控制獲取地球物理數據的採樣的時間的時間參考數據；和用於計算在與使用期間連接至所述數據獲取單元的相鄰傳感器相關的採樣之間的空間導數的裝置。
2.如權利要求1所述的數據獲取系統，其中，所述時間參考裝置包括GPS接收機。
3.如權利要求1或2所述的數據獲取系統，其中，所述時間參考裝置包括精密振蕩器。
4.如權利要求3所述的數據獲取系統，其中，所述精密振蕩器包括精密溫控晶體振蕩器，以及所述時間參考裝置還包括被配置以計數由所述振蕩器產生的信號的計數器。
5.如權利要求3或4所述的數據獲取系統，其中，所述數據獲取單元被配置以接收可用於調整所述振蕩器的頻率的同步信號，從而調整獲取地球物理數據的採樣的時間，以便獲取地球物理數據的採樣的時間與在其它數據獲取單元中獲取地球物理數據的採樣的時間同步。
6.如前述權利要求中的任一項所述的數據獲取系統，其中，數據獲取單元被配置以接收和存儲用於後續運行的程序。
7.如前述權利要求中的任一項所述的數據獲取系統，其中，數據獲取單元被配置以在執行作為地球物理測量的部分的多個數據收集操作時計算多個相應重複採樣值的平均採樣值，以便減小幹擾對所述採樣的影響以及減少數據量。
8.如權利要求7所述的數據獲取系統，其中，所述數據獲取單元被配置以比較重複採樣以及丟棄與大多數重複採樣相差預定量的採樣。
9.如前述權利要求中的任一項所述的數據獲取系統，其中，數據獲取單元被配置以計算在作為地球物理測量的部分而執行的數據收集操作期間所獲取的多個連續採樣的平均採樣值，以便產生所述連續採樣的代表性採樣。
10.如前述權利要求中的任一項所述的數據獲取系統，其中，數據獲取單元被配置以估計在測量位置上存在的幹擾量。
11.如權利要求10所述的數據獲取系統，其中，通過使用第一極性的入射磁場來執行第一數據收集操作以產生第一響應、通過使用第二極性的入射磁場來執行第二數據收集操作以產生第二響應、以及通過計算第一和第二響應之和以使得第一和第二響應相抵來估計存在的幹擾量。
12.如前述權利要求中的任一項所述的數據獲取系統，其中，數據獲取單元被配置以對所收集的地球物理數據濾波以便消除周期性幹擾。
13.如前述權利要求中的任一項所述的數據獲取系統，其中，數據獲取單元被配置以利用傅立葉變換分析將所收集的地球物理數據變換到頻域。
14.如前述權利要求中的任一項所述的數據獲取系統，其中，數據獲取單元被配置以產生用在估計所收集的地球物理測量數據的質量中的至少一個質量控制指示符。
15.如權利要求14所述的數據獲取系統，其中，所述數據獲取單元被配置以計算所收集的地球物理測量數據的標準偏差。
16.如前述權利要求中的任一項所述的數據獲取系統，其中，數據獲取單元被配置以根據所收集的地球物理測量數據的幅度的估計來調整施加於所收集的地球物理測量數據的增益電平。
17.如前述權利要求中的任一項所述的數據獲取系統，其中，數據獲取單元被配置以下推所收集的地球物理測量數據以便增加位於測量區域的表面之下的目標的清晰度。
18.如前述權利要求中的任一項所述的數據獲取系統，其中，數據獲取單元可連接至能量源，所述數據獲取單元被配置以從所述能量源收集能量源輸出數據，並且所述時間參考裝置被配置以對所收集的能量源輸出數據進行採樣。
19.如權利要求18所述的數據獲取系統，其中所述系統被配置以校正在地球物理測量期間在所述能量源輸出的幅度中的偏差。
20.如權利要求14所述的數據獲取系統，其中所述系統被配置以校正由提供給能量源的能量中的偏差所引起的、在所收集的地球物理數據的幅度中的偏差。
21.如前述權利要求中的任一項所述的數據獲取系統，還包括至少一個接口，被配置以有助於將地球物理數據和/或程序傳送到數據獲取單元或從數據獲取單元傳送地球物理數據和/或程序。
22.如權利要求21所述的數據獲取系統，其中數據獲取單元包括多任務作業系統。
23.如權利要求22所述的數據獲取系統，其中數據獲取單元被配置以有助於在地球物理測量期間從數據獲取單元傳送地球物理數據。
24.如權利要求21到23中的任一項所述的數據獲取系統，其中所述接口包括紅外接口、串行接口和/或網絡接口。
25.如前述權利要求中的任一項所述的數據獲取系統，其中，數據獲取單元被配置以存儲在使用期間連接至數據獲取單元的每一傳感器的校正係數，每一校正係數被用於校正在傳感器靈敏度中的偏差。
26.如前述權利要求中的任一項所述的數據獲取系統，還包括顯示裝置，被配置以向操作員提供指示數據獲取單元的操作的信息。
27.如前述權利要求中的任一項所述的數據獲取系統，其中，數據獲取單元包括用於計算空間導數的裝置。
28.如權利要求1到26中的任一項所述的數據獲取系統，其中，用於計算空間導數的裝置獨立於數據獲取單元。
29.如權利要求28所述的數據獲取系統，還包括可攜式計算設備，所述可攜式計算設備包括用於計算空間導數的裝置。
30.如前述權利要求中的任一項所述的數據獲取系統，還包括多個如前述權利要求中的任一項所述的數據獲取單元。
31.如前述權利要求中的任一項所述的數據獲取系統，還包括至少一個參考數據獲取單元，每一參考數據獲取單元可連接到至少一個參考傳感器，並且在使用期間被配置以從所述至少一個參考傳感器收集地球物理數據，以及獲取從所述傳感器收集的地球物理數據的採樣，其中所述用於計算與相鄰傳感器相關的採樣之間的空間導數的裝置被配置以當傳感器被放置在第一位置時，計算在第一數據收集操作期間的至少一些傳感器和連接至所述參考數據獲取單元的參考傳感器之間的第一空間導數；當傳感器被放置在第二位置時，計算在第二數據收集操作期間的至少一些傳感器和連接至所述參考數據獲取單元的參考傳感器之間的第二空間導數；以及計算所述第一和第二空間導數之間的微分空間導數，每一所述微分空間導數表示放置在第一位置的傳感器和放置在第二位置的傳感器之間的空間導數。
32.如權利要求30或31所述的數據獲取系統，還包括用於計算空間導數的積分的裝置。
33.如權利要求30到32中的任一項所述的數據獲取系統，還包括能量源，被配置以產生能量並將該能量引向子表面體以便引起地球物理響應並從而導致地球物理信號的產生。
34.如權利要求33所述的數據獲取系統，其中所述能量源包括發射機和發射機環路。
35.如權利要求30到34中的任一項所述的數據獲取系統，還包括能量源控制單元，可連接至所述能量源且被配置以從所述能量源收集輸出數據，所述能量源控制單元包括時間參考單元，被配置以產生可用於控制獲取所述能量源輸出數據的採樣的時間的時間參考數據以及將所述能量源輸出數據和所述時間參考數據相關聯。
36.如權利要求35所述的數據獲取系統，其中所述能量源控制單元是發射機控制單元，被配置以控制發射機以便根據預定的頻率接通發射機環路。
37.如權利要求35或36所述的數據獲取系統，其中，所述能量源控制單元包括與所述數據獲取單元相同的元件以便所述發射機控制單元能執行所述數據獲取單元的功能，反之亦然。
38.一種獲取地球物理數據的方法，所述方法包括步驟提供至少一個數據獲取單元，所述數據獲取單元被配置以從在使用中連接至所述數據獲取單元的至少一個地球物理傳感器收集地球物理數據；對於每一數據獲取單元，連接至少一個地球物理傳感器到所述數據獲取單元；在數據獲取單元上產生可用於控制獲取所收集的地球物理數據的採樣的時間的時間參考數據；和計算與在使用期間連接至所述數據獲取單元的相鄰傳感器相關的採樣之間的空間導數。
39.如權利要求38所述的收集地球物理數據的方法，還包括步驟提供至少一個參考數據獲取單元，在使用期間，所述參考數據獲取單元被配置以從所述至少一個參考傳感器收集地球物理數據；將每一參考數據獲取單元連接到至少一個參考傳感器；當所述傳感器被放置在第一位置時，計算在第一數據收集操作期間的至少一些連接至所述數據獲取單元的傳感器和連接至所述參考數據獲取單元的參考傳感器之間的第一空間導數；當所述傳感器被放置在第二位置時，計算在第二數據收集操作期間的至少一些連接至所述數據獲取單元的傳感器和連接至所述參考數據獲取單元的參考傳感器之間的第二空間導數；以及計算所述第一和第二空間導數之間的微分空間導數，每一所述微分空間導數表示放置在第一位置的傳感器和放置在第二位置的傳感器之間的空間導數。
40.如權利要求38或39所述的數據獲取系統，還包括用於計算所述空間導數的積分的裝置。
41.如權利要求38到40的任一項所述的方法，其中產生時間參考數據的步驟包括提供GPS接收機的步驟。
42.如權利要求38或41的任一項所述的方法，其中，產生時間參考數據的步驟包括提供振蕩器的步驟。
43.如權利要求42所述的方法，其中所述振蕩器包括精密溫控晶體振蕩器，以及產生時間參考數據的步驟還包括提供計數器的步驟，所述計數器被配置以對由所述振蕩器產生的信號計數。
44.如權利要求42或43所述的方法，還包括步驟便於在所述數據獲取單元上接收同步信號，所述同步信號可被所述處理裝置使用以調整所述振蕩器的頻率，並從而調整獲取地球物理數據的採樣的時間，以便獲取地球物理數據的採樣的時間和在其它數據獲取單元中獲取地球物理數據的採樣的時間同步。
45.如權利要求38到44中的任一項所述的方法，還包括接收用於所述處理裝置的後續運行的程序以及在數據獲取單元上存儲該程序的步驟。
46.如權利要求38到45中的任一項所述的方法，還包括步驟當執行作為地球物理測量的部分的多個數據收集操作時，計算多個相應的重複採樣值的平均採樣值，以便減小幹擾對所述採樣的影響以及減少數據量。
47.如權利要求38到46中的任一項所述的方法，還包括步驟比較所述重複採樣值，並丟棄與大多數重複採樣值相差預定量的採樣。
48.如權利要求38到47中的任一項所述的方法，還包括步驟計算在被作為地球物理測量的部分而執行的數據收集操作期間所獲取的多個連續採樣的平均採樣值以產生所述連續採樣的代表性採樣。
49.如權利要求38到48中的任一項所述的方法，還包括步驟估計在測量點上存在的幹擾量。
50.如權利要求49所述的方法，其中，通過使用第一極性的入射磁場來執行第一數據收集操作以產生第一響應、通過使用第二極性的入射磁場來執行第二數據收集操作以產生第二響應、以及通過計算第一和第二響應之和以使得第一和第二響應相抵來估計存在的幹擾量。
51.如權利要求38到50中的任一項所述的方法，還包括步驟對所收集的地球物理數據濾波以便消除周期性幹擾。
52.如權利要求38到51中的任一項所述的方法，還包括步驟利用傅立葉變換分析將所收集的地球物理數據變換到頻域。
53.如權利要求38到52中的任一項所述的方法，還包括步驟在地球物理測量期間校正在能量源的幅度中的偏差。
54.如權利要求53所述的方法，其中校正幅度中的偏差的步驟包括校正由提供給所述能量源的能量中的偏差導致的在所述能量源的幅度中的偏差的步驟。
55.如權利要求38到54中的任一項所述的方法，還包括步驟產生至少一個在評估所收集的地球物理數據的質量時使用的質量控制指示符。
56.如權利要求55所述的方法，還包括步驟計算所收集的地球物理測量數據的標準偏差值。
57.如權利要求38到56中的任一項所述的方法，還包括步驟根據所收集的地球物理測量數據的幅度的估計來調整施加於所收集的地球物理測量數據的增益電平。
58.如權利要求38到57中的任一項所述的方法，還包括步驟下推所收集的地球物理測量數據以便增加位於測量區域的表面之下的目標的清晰度。
59.如權利要求38到58中的任一項所述的方法，其中所述方法還包括步驟便於傳送所處理的地球物理數據和/或程序到數據獲取單元或從數據獲取單元傳送所處理的地球物理數據和/或程序。
60.如權利要求38到59中的任一項所述的方法，還包括步驟向每一數據獲取單元提供顯示裝置，所述顯示裝置用於向操作員提供指示數據獲取單元的操作的信息。
61.如權利要求1到37中的任一項所述的系統，其中所述系統被配置以利用所述參考數據獲取單元和相關的參考傳感器來校正所述能量源中的偏差。
62.如權利要求38到60中的任一項所述的方法，還包括步驟使用參考數據獲取單元和相關的參考傳感器來校正所述能量源中的偏差。
全文摘要
公開了一種用於收集地球物理數據的數據獲取系統、相應的方法以及和該系統和方法一起使用的數據獲取單元。系統(10)包括多個數據獲取單元(14)，用於收集地球物理數據，每一數據獲取單元(14)可連接到至少一個傳感器(15)，並且在使用期間，被配置以從至少一個傳感器(15)收集地球物理數據。每一數據獲取單元(14)包括時間參考裝置(48)，被配置以產生可用於控制獲取地球物理數據的採樣的時間的時間參考數據。系統(10)還包括用於計算與相鄰傳感器(15)相關聯的採樣之間的空間導數，其中所述相鄰傳感器在使用期間被連接至數據獲取單元(14)。
文檔編號G01V3/38GK1662828SQ03814374
公開日2005年8月31日 申請日期2003年6月20日 優先權日2002年6月20日
發明者安德魯·C·鄧肯, 霍華德·戈爾登, 約翰·D·特裡西德 申請人:Wmc資源有限公司