Description:

"Создание платформы много-датчикового разведочного оборудования для близповерхностных геофизических приложений. Development of a multi-sensor exploration equipment platform for shallow geophysical applications Chris Leech,1 Geomatrix Earth Science, и Ian Hill,2 Факультет Геологии Университета Leicester, дают описание проекта развития мобильной платформы разведочного оборудования для малоглубинных геофизических съемок. А прошедшие два десятилетия с появлением дешевого микропроцессора и технологии запоминающих устройств RAM полевая геофизическая аппаратура для исследования малых глубин под поверхностью земли позволяет сократить цикл измерений и проводить их на ходу (когда оператор движется). В то же время приходит все более глубокое понимание того, что окно дискретизации для маленьких участков съемки при уточнении деталей на малых глубинах приводит неизбежно к появлению ложных аномалий или в случае археологических или экологических изысканий (съемок) - к пропуску объектов. В этой статье вкратце описывается проект разработки разведочного геофизического оборудования (GEEP Geophysical Exploration Equipment Platform) под руководством Ian Hill на кафедре геологии университета Leicester при поддержке компании Geomatrix Earth Science с тем, чтобы максимально использовать возможности быстрой (скоростной) съемки при помощи современного оборудования и обеспечить общее повышение качества данных при одновременном увеличении финансовой эффективности геофизических исследований малых глубин. Начальный этап проекта FIESTA, финансируемый Министерством торговли и промышленности Великобритании (DTI) Foresight LINK, разработавший в начале 2000 г концепцию во главе с Британской Геологической Службой и Университетом Leicester, предоставил шанс использовать возросшую скорость полевых съемок совместно с современными высокоточными устройствами позиционирования в реальном времени, установив их на небольшой платформе, которая может быть буксируема небольшим транспортным средством. FIESTA - трехлетний проект, направленный на выработку целостного подхода к поискам и разведке флюоритов и баритов в районах с хрупким экологическим равновесием. Проект включал геохимический анализ, поверхностное геологическое картирование, наземные геофизические исследования и повторную обработку существующих аэрогеофизических съемок. Быстро выяснилось, что при геофизическом картировании в районах с хрупким экологическим равновесием важно осуществлять минимальное повреждение (нарушение, вмешательство), при этом будучи уверенными, что исследования проведены с получением максимально подробной информации. Обе эти цели могут быть достигнуты размещением нескольких датчиков на одной платформе, которые быстро и одновременно будут записывать два и более параметров, что даст следующие выгоды: 1) Сокращение времени съемки, что приведет к уменьшению стоимости съемки или покрытию большей территории за те же деньги; 2) Многопараметровые наборы данных, записанные синхронно (одновременно), что повысит качество интерпретации; 3) Высокоточное позиционирование в режиме реального времени, что гарантирует запись данных различных методов в одних точках в одно время, еще более повышая точность интерпретации; 4) Исключаются создаваемые оператором шумы, также повышая точность данных; 5) Исследования больших площадей могут быть экономически приемлемыми, в то время как "ручная" съемка для некоторых геофизических параметров оказывается нерентабельной. В ходе работы нужно было имитировать аэро или морские съемки, но на суше. Некоторые проблемы были аналогичны таковым для других типов непрерывных исследований, например одновременная запись нескольких параметров и позиционирование в реальном времени, но другие аспекты, такие как существование помех в районе съемки, топографических и созданных человеком объектов, ограничивающих план съемки и направление движения в ходе работы, являются специфическими для наземной съемки и создающими свой собственный ряд проблем. Поставленные нами при создании мобильной регистрирующей платформы цели могут быть сформулированы следующим образом: 1) Способность регистрировать набор параметров одновременно с нескольких различных приборов плюс информацию прибора позиционирования; 2) Способность регистрировать последовательность отсчетов при различной скорости их поступления; 3) Регистрирующая платформа должна быть геофизически невидимой; 4) Платформа должна легко переоборудоваться для решения различных прикладных задач; 5) Оператор должен в реальном времени иметь возможность проводить контроль качества; 6) Перемещение платформы не должно вносить помехи в данные; 7) Навигационная информация должна быть предоставлена водителю транспортного средства, (на котором смонтирована регистрирующая платформа), чтобы способствовать полному покрытию данными района работ; 8) Работа регистрирующей платформы не должна наносить ущерб району съемки чуткому к окружающей среде. Система должна иметь короткое мобилизационное время и быть надежной и защищенной от непогоды. Конечный результат должен быть представлен набором данных формата ASCII CSV, где каждое измерение каждого параметра имеет собственное положение XYZ и таким образом легко может переноситься на карту и в интерпретационные и обрабатывающие модули. Некоторые из этих целей были достигнуты довольно быстро, в то время как другие все еще являются предметом продолжающихся исследований для улучшения всего процесса сбора данных. Так как наземные геофизические исследования могут быть намного больше ограничены по стоимости, чем аэросъемки, в финансовом отношении нецелесообразно монтировать датчики непосредственно на транспортном средстве и вводить поправки за влияние этого транспортного средства на измеряемые характеристики, а потом получать измерение, обусловленное геологическими факторами в этой точке. Поэтому было решено создать небольшие сани, на которых можно было бы монтировать датчики. Сани имеют преимущество над колесными тележками, сглаживая небольшие неровности поверхности земли, такие как вспаханное поле, таким образом убирая шум, вызванный передвижением. Их также проще соорудить, чтобы они были в геофизическом отношении невидимыми. Хотя для археологических съемок уже существуют колесные тележки (см. для сравнения данные Wroxeter), немагнитные и неэлектропроводные колеса и оси требуют затрат при изготовлении и приводят к эксплутационным расходам, связанным с поддержанием в рабочем состоянии каждой детали. Стоимостные ограничения и желание иметь слабое воздействие в геофизическом и экологическом отношении полевого транспортного средства привели нас к решению использовать в качестве буксира небольшой трактор. Следует подчеркнуть, что неизменным требованием всегда было то, что буксир - это независимая часть системы GEEP и она может быть приобретена на месте или выбрана специально в соответствии с условиями конкретной местности. Разделение аппаратурной платформы и буксирующего транспортного средства, однако, представляет свои собственные проблемы: платформа должна быть снабжена энергией, точно позиционирована и иметь выход данных в реальном режиме времени для оперативных QC результатов. Когда регистрируются одновременно два или более геофизических параметров, становится важным высокое качество данных. Поскольку возможно получить обширные объемы данных в короткое время, неполадки в работе аппаратуры или позиционирующего устройства, вовремя незамеченные, могут привести к получению обширного объема бракованных данных; поэтому первостепенным является четкое представление о данных, записываемых в текущий момент, и деятельность полевого оператора. Так как полевой оператор не может быть также водителем буксировщика, выходом может быть непрерывная телеметрическая передача данных на локальную базовую станцию, где полевой геофизик будет осуществлять контроль качества. Рис. 1 Схематическое изображение GEEP Идея GEEP развивалась вместе с FIESTA, где буксируемая платформа была соединена гибким кабелем к небольшому буксирующему трактору, на котором находилось накопительное устройство для данных, в свою очередь соединенное с телеметрической системой. Эта система передает весь поток регистрируемых данных вместе с информацией GPS на базовую станцию, предоставляя водителю заниматься только навигационными задачами. Появление дешевой технологии беспроводной связи, использующей запись разговоров в 802.11b, обеспечило готовое и несомненно подходящее оборудование, готовое к поставке. Типичная установка изображена на рис. 1. Обширные исследовательские работы вплоть до аэрогеофизических съемок с многодатчиковым магнитометром Caesium Vapour были успешно проведены в ходе проекта FIESTA. Были собраны данные ЕМ электропроводности и спектрометрии Gamma Ray, пример одного из районов съемки приведен на рис. 2. В процессе работы в FIESTA были выработаны приемы осуществления съемки, которые в настоящее время стали стандартными. В начале съемки, где возможно, по внешнему периметру участка производится съемка по нескольким концентрическим линиям на некотором расстоянии друг от друга. Затем с какого-то места направление меняется и съемка производится по параллельным линиям, пересекающим участок, до тех пор, пока не будет обеспечено достаточное покрытие всей площади. Для дополнительного контроля качества затем проведены секущие или связующие профили под углом 90 к первоначальным параллельным профилям съемки. Такая методика съемки может ясно просматриваться в большинстве полевых съемок и представлена на рис. 3." Ключевые слова: электропроводность, результат, получить, позволять, устройство, расстояние, firstbreak, geep, небольшой, площадь, возможность, записывать, дать, район, формат, электрический сопротивление, геологический, wroxeter, цель, скорость, задний, собранный, датчик, программный обеспечение, объем, система, должный, проблема, несейсмический метод, аэросъемка, grams, станция, буксируемый платформа, поток регистрируемый, обычный, gps, связь, система geep, телеметрический система, глубина, базовый станция, изображение, измерение, запись, рисунок, съемка производиться, методика съемка, лёгкий, транспортный средство, несколький, точка, информация gps, покрытие, caesium, надежный, транспортный, наземный, вплоть, fiesta, обширный исследовательский, привести, профиль, регистрация, обеспечение, тема, дополнительный, метод, беспроводный, полевой геофизик, система передавать, угол, eage, стать стандартный, несейсмический, средство, представленный, регистрировать, археологический, постпроцессор, существенный, использовать, обработка, файл, положение, саня, нужный, переданный, буксировать, удельный, сопротивление, съёмка, аэрогеофизический съемка, реальный, объект, съемка, координата, одновременно, тележка, процесс, массив, платформа, контроль, магнитометр, участок, параметр, vapour, запятая, программный, firstbreak org, сравнение, идеальный полигон, проект, прибор, картирование, оборудование, соединенный, базовый, break, провести, март, успешный проведенный, связующий профиль, org, возможный, ясный просматриваться, ход, позиционирование, ert, геофизический, качество, задача, lan, исследование, место, проведенный секущий, break март, соответствие, информация, полевой, специальный, обеспечить готовый, легкий, специальный тема, разработка