[发明专利]海底四分量节点地震数据采集系统及其数据采集方法

权利要求书

1.海底四分量节点地震数据采集系统，其特征在于，包括多个海底潜标(1)，多个海面浮标(4)，铠装光电复合缆(10)，多个海底四分量节点地震数据采集仪器(11)，海面震源船(13)；

多个所述海底四分量节点地震数据采集仪器(11)按照预先设计的测量网格布设在海底地震数据采集工区内；

多个所述的海底潜标(1)布设在海底地震数据采集工区四周，海底潜标(1)与海面浮标(4)一一对应，并且通过铠装光电复合缆(10)连接；

所述海面震源船(13)通过船尾拖曳的气枪震源(14)在海底地震数据采集工区的水面以下进行震源激发。

2.根据权利要求1所述的海底四分量节点地震数据采集系统，其特征在于，所述的海底潜标(1)内置长基线或短基线或超短基线定位系统的水声信号发射源(2)和可充电电池(3)；

所述的海面浮标(4)内置有GPS和北斗卫星信号接收天线(5)、太阳能电池板(6)、光电转换模块(7)和复合调制解调仪器(8)。

3.根据权利要求1所述的海底四分量节点地震数据采集系统，其特征在于，所述的铠装光电复合缆(10)内部设有线缆(9)，外层再包裹用凯夫拉纤维编织的高强度护套或者用一层或多层不锈钢丝绞合的铠装；所述的线缆(9)包括连续光栅光纤、单模和多模光纤、同轴电缆和双绞供电线。

4.根据权利要求1所述的海底四分量节点地震数据采集系统，其特征在于，所述的海底四分量节点地震数据采集仪器(11)顶部安装有水声应答器(12)，四分量节点地震数据采集仪器(11)为内置三分量常规检波器和压电水听器的常规四分量节点地震数据采集仪器，或光纤四分量节点地震数据采集仪器。

5.根据权利要求4所述的基于水声信号定位授时的海底四分量节点地震仪器，其特征在于，所述的海底光纤四分量地震数据采集仪器(11)，包括承压舱，承压舱内设有三分量光纤检波器、光纤声压水听器、三分量姿态传感器、半导体光源、内部光电转换模块、调制解调模块、前置放大与A/D转换模块、数据存储模块，可充电电池模块。

6.根据权利要求1到5任一项所述的海底四分量节点地震数据采集系统的数据采集方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)首先在海底地震数据采集工区四周投放四个海底潜标(1)，铠装光电复合缆(10)的尾端连接海底潜标(1)，首端连接海面浮标(4)；

(b)将海底四分量节点地震数据采集仪器(11)按照预先设计好的测网坐标用绳索或钢缆或ROV布设到海底地震数据采集工区的海底；

(c)启动海底潜标(1)和海面浮标(4)内的仪器，将海面浮标(4)内GPS或北斗卫星信号接收天线(5)接收到的定位和授时信号通过光电复合缆发送给海底潜标(1)；

(d)海底潜标(1)通过水声信号发射源(2)将定位和授时信号向海底四分量节点地震数据采集仪器(11)周围的水域中发射；

(e)每个海底四分量节点地震数据采集仪器(11)顶部安装的水声应答器(12)分别接收来自海底潜标(1)发射的定位和授时信号，对其自身进行精准定位和不间断的实时授时；

(f)铠装光电复合缆(10)内的各种光纤与海面浮标(4)内的复合调制解调仪器(8)相连接，实时不间断的测量沿铠装光电复合缆(10)从海面到海底潜标(1)位置的水温、压力、密度、海水的含盐饱和度；

(g)利用所有铠装光电复合缆(10)测量的从海面到海底潜标(1)位置的水温、压力、密度、海水的含盐饱和度数据，插值计算出全测量工区水体内实时的三维水温、压力、密度、海水的含盐饱和度数值；

(h)根据每个海底四分量节点地震数据采集仪器(11)自身的精准定位的位置与每个海底潜标之间的水声传播的轨迹连线，利用步骤(g)计算出海底地震数据采集工区水体内实时的三维水温、压力、密度、海水的含盐饱和度数值，对每条从海底潜标(1)到每个海底四分量节点地震数据采集仪器(11)之间的水声传播轨迹进行水声速度的实时校正；

(i)用每条从海底潜标(1)到每个海底四分量节点地震数据采集仪器(11)之间的水声传播轨迹进行的水声速度的实时校正量对每个海底四分量节点地震数据采集仪器(11)的定位和授时数据进行实时校正，确保每个海底四分量节点地震数据采集仪器(11)的定位和授时精度满足该测量工区内的测量误差要求。