發(fā)布時間：2020-06-26 01:18

【摘要】：隨著國家海洋新能源資源開發(fā)戰(zhàn)略的展開以及對領(lǐng)海權(quán)益的日益重視，發(fā)展先進(jìn)的海底地層結(jié)構(gòu)探測技術(shù)顯得極為迫切。高分辨率的應(yīng)用需求對海底地層探測系統(tǒng)的性能提出越來越高的要求，光纖矢量水聽器的發(fā)展為其提供了新的技術(shù)途徑。目前利用大規(guī)模矢量陣進(jìn)行海底地層探測已經(jīng)成為該領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展前沿。 論文根據(jù)高分辨率海底地層探測的特點，深入分析了光纖矢量水聽器在動態(tài)范圍、本底噪聲、靈敏度、工作頻帶等方面在應(yīng)用中需要滿足的要求，圍繞這幾個要求，展開了對光纖矢量水聽器陣列的關(guān)鍵技術(shù)研究；根據(jù)靈敏度和工作頻帶的設(shè)計要求，建立了圓柱薄殼型光纖加速度傳感器的理論模型，基于這種模型試制了同振式三分量光纖矢量水聽器；利用偏重心結(jié)構(gòu)的支撐骨架實現(xiàn)了對光纖矢量水聽器拖曳陣的姿態(tài)控制問題，并組裝了光纖矢量水聽器拖曳陣列；在解決動態(tài)范圍和本底噪聲要求問題上，提出高頻光頻調(diào)制的PGC調(diào)制解調(diào)方案，研制了能夠?qū)崟r解調(diào)的PGC調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)；為提高光纖矢量水聽器的光學(xué)檢測性能，同時也為發(fā)展先進(jìn)的光纖加速度傳感器提供多種選擇。設(shè)計了基于多光束干涉的雙耦合器環(huán)形腔光纖傳感器，對其響應(yīng)特性進(jìn)行分析和測試，并提出了相應(yīng)的PGC調(diào)制解調(diào)方案；對矢量地震信號處理方法進(jìn)行了研究，利用矢量信號融合處理提高了光纖矢量水聽器陣列地震數(shù)據(jù)的質(zhì)量，提出了最優(yōu)化擬合方法來修正地震數(shù)據(jù)的同相軸抖動問題，在實際數(shù)據(jù)處理中取得了較好的效果；對光纖矢量水聽器拖曳陣海底地層探測進(jìn)行了湖上驗證性試驗。 論文的主要研究結(jié)果和創(chuàng)新點如下： 1.提出同振型光纖矢量水聽器水面拖曳的海底地層探測方案，為解決高分辨率探測下拖曳陣深度控制和抗海面反射疊加衰落提供了一種新的技術(shù)途徑。 2.建立了圓柱薄殼型光纖加速度傳感器的理論模型，分析了材料、結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響，為新型海底地層結(jié)構(gòu)探測光纖矢量水聽器的研制提供理論基礎(chǔ)。 3.提出了將環(huán)形腔光學(xué)檢測方案應(yīng)用于矢量水聽器的信號解調(diào)，分析了其響應(yīng)特性，并提出了與其對應(yīng)的PGC調(diào)制解調(diào)算法，通過實驗驗證了算法的可行性，為提高光纖矢量水聽器的性能提供了新的選擇。 4.提出了適合光纖矢量水聽器海底地層探測的PGC調(diào)制解調(diào)方案，并研制了可實現(xiàn)實時解調(diào)的硬件和軟件系統(tǒng)，滿足了高分辨率地層探測對動態(tài)范圍和系統(tǒng)噪聲水平的需求。 5.提出平方拼接矢量信號融合的方法，提高了地震數(shù)據(jù)的信號質(zhì)量；提出了修正地震信號同相軸抖動的最優(yōu)化擬合的方法，在實際數(shù)據(jù)處理中取得了較好的效果。 6.試制了外直徑為56mm三分量光纖矢量水聽器，設(shè)計了偏重心的姿態(tài)控制結(jié)構(gòu)，組裝了直徑為68mm的光纖矢量水聽器拖曳陣，并進(jìn)行了湖上靜態(tài)和動態(tài)拖曳試驗，驗證了光纖矢量水聽器水面拖曳探測方案的正確性和技術(shù)可行性。
【學(xué)位授予單位】：國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：P714.6

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王金海;陳才和;唐東林;張誠;崔宇明;;基于光彈效應(yīng)的三分量光彈光纖地震加速度傳感器[J];傳感技術(shù)學(xué)報;2006年03期

2 曹廣華,袁子龍,田景文;地層吸收衰減效應(yīng)的理論研究與計算機(jī)模擬[J];大慶石油學(xué)院學(xué)報;1999年02期

3 王志,賀振華,黃德濟(jì),王熙明,杜正聰;廣角反射波場特征研究及正演模擬分析[J];地球物理學(xué)進(jìn)展;2003年01期

4 金翔龍;;海洋地球物理研究與海底探測聲學(xué)技術(shù)的發(fā)展[J];地球物理學(xué)進(jìn)展;2007年04期

5 陶維祥;丁放;何仕斌;趙志剛;徐建永;;國外深水油氣勘探述評及中國深水油氣勘探前景[J];地質(zhì)科技情報;2006年06期

6 劉洋,陳才和,丁桂蘭,崔宇明;空心順變柱體型三分量全光纖加速度地震檢波器[J];光電子·激光;2003年11期

7 康崇;劉佳杰;黃宗軍;張曉峻;張楊;王大偉;;F-P型同振式光纖矢量水聽器相位產(chǎn)生載波解調(diào)算法[J];光電子.激光;2011年01期

8 沈震強(qiáng);趙建林;張曉娟;;光纖光柵法布里-珀羅傳感器頻分復(fù)用技術(shù)[J];光學(xué)學(xué)報;2007年07期

9 張楠;孟洲;饒偉;熊水東;;干涉型光纖水聽器數(shù)字化外差檢測方法動態(tài)范圍上限研究[J];光學(xué)學(xué)報;2011年08期

10 吳志強(qiáng);童思友;閆桂京;劉懷山;陳建文;;廣角地震勘探技術(shù)及在南黃海古近系油氣勘探中的應(yīng)用前景[J];海洋地質(zhì)動態(tài);2006年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 吳艷群;拖線陣用光纖矢量水聽器關(guān)鍵技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

2 梁迅;光纖水聽器系統(tǒng)噪聲分析及抑制技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2008年

3 郁專;石油勘探中的慣性傳感器研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

本文編號：2729605