导航传感器技术助力海洋地震探测

    内容摘要：一种新的数字式罗盘可以提供一幅清晰的海底地质全景图。NCS SubSea公司主要为石油天然气行业提供探测、导航定位服务，评估和核准Sparton导航勘探开发，并提供集成导航传感器，应用于第一个组合导航系统即P-Cable高分辨率多道地震拖缆系统，该技术研发的目的是为石油天然气生产者提供大约2,000 米海底高分辨率地质图像，这些信息是非常有价值的，由于它不仅能够解释潜在的危险源，还能提供古河道、 断层泥及相似特征。

　　一种新的数字式罗盘可以提供一幅清晰的海底地质全景图。NCS SubSea公司主要为石油天然气行业提供探测、导航定位服务，评估和核准Sparton导航勘探开发，并提供集成导航传感器，应用于第一个组合导航系统即P-Cable高分辨率多道地震拖缆系统，该技术研发的目的是为石油天然气生产者提供大约2,000 米海底高分辨率地质图像，这些信息是非常有价值的，由于它不仅能够解释潜在的危险源，还能提供古河道、 断层泥及相似特征。

　　在研发导航及定位技术中，NCS公司将海底系统与几何学紧密结合起来，能够精准、持续地为P-Cable地震系统与深水辅助设备提供一个实时定位及形状分析。为了实现这一目标，该公司知道必须从“零”开始，不希望使用任何现有的产品。

　　产品需求

　　对导航系统进行评估，首先需要对产品进行明确定义，以确保产品的选择满足多分量地震技术应用的各种挑战。例如，导航系统的要求主要有：低成本、低功耗、体积小、高准精度，X、Y和Z的实时数据输出，并经得起元件的鲁棒性和应用环境的多变性;快速更新率。

　　随着MEMS传感器技术的出现，数字罗盘以性价比的优势居于领导地位，并提供了许多与设计相关的优势，保持了精准航向的方式。数字罗盘通常由磁力仪(用于测量接地的磁场确定磁北极)、加速度计(作为倾斜传感器用于弥补由于横摇和纵摇带来磁力仪方向变化)。此外，数字罗盘还可以扩充到使用陀螺仪(角速率传感器用于弥补磁干扰和动态环境)。

　　设计罗盘

　　重要的是，基于MEMS的数字罗盘设计须符合产品的要求，并经选定测试。据测试结果表明，正是因为其体积非常小与三轴基准输出量，海底系统和NCS才最终选择了数字罗盘。另外一个最关键之处在于该产品的信息层的能力，该数字罗盘顺着一个拖线阵也称为两个转向器之间的交联电缆，可以在相隔6.25米或者 12.5米之间集成，提供必要的水平扬程并传递电缆信息。数字罗盘保存钛盖，可以作为地震拖缆的附壁点进行服务。这些地震拖缆使数字罗盘归并到它们的尾翼，满足另一个关键设计的要求，因此，它们不得不满足现有拖缆发射空间。

　　该数字罗盘提供了精准、可靠的航向信息，移交给主干信息层，并允许系统使用那些航向信息与GPS定位共同实时传输交联电缆和地震拖缆的真实形状。同时，要考虑的一个重要设计就是使罗盘能够在含水的装备内集成，并连接外部设备。对此，数字罗盘是不可行的，这是由于设备的紧密间距的限制。Sparton元件满足了海底钻井的挑战，甚至允许用于含水设备的更小空间。

　　效率前景

　　NCS公司技术产品研发负责人Eddie Majzlik表示，我们能够比较容易与Sparton工作人员沟通与交流，不仅在技术层面上，更重要是我们有共同理念，很好地理解了我们的需求，符合了作业要求，最终，这为我们提供了三轴数字罗盘，规模小、功能大，很好地满足了海洋开发环境，且允许相互传输数据及信息层。

　　NCS海底公司和P-Cable技术人员比较看好该技术，并相信Sparton在未来的技术发展中起着至关重要的作用。