航空震源冲击单元位置的确定方法及系统

1.本发明是关于地震勘探，特别是关于一种航空震源冲击单元位置的确定方法及系统。


背景技术：

2.地震勘探指的是利用地下介质弹性和密度的差异，通过观测和分析大地对人工激发地震波的响应，推断地下岩层的性质和形态的地球物理勘探方法。
3.目前较好的方式是，使用航空地震震源的方式，通过航空震源冲击单元从高空下落(可以是从飞行器释放)冲击地面产生地震波，地震波在向地下传播时，遇到介质性质不同的岩层分界面，地震波将发生反射与折射，在地表或井中用检波器接收这种地震波，由于接收到的地震波与震源特性、检波点的位置、地震波所经过的地下岩层的性质和结构有关，因此，通过对接收到的地震波进行处理和解释，可以推断地下岩层的性质和形态。冲击单元落地后可以回收再次利用。
4.航空地震震源能够突破以往传统地震勘探(是在地面上操作)的诸多限制因素，适合在山地、沼泽、森林、河滩、沙漠等各种地形复杂地区开展工作，比传统震源(炸药，可控震源等)的成本低得多。同时具有绿色环保，基本对环境不产生破坏，地震波频带宽，高频信息丰富等优势。
5.如何针对冲击单元落地后的回收，现有的方式包括：人力寻找模式：主要依赖人力现场观察寻找回收。无人机影像：利用无人机摄影及航拍，在落地点附近搜寻，找到后再回收。
6.基于此，本技术的发明人发现，现有人力寻找模式在复杂环境下很难开展，也存在较大的安全风险，回收率很难保证；现有结合无人机影像的工作方式无法在地表有覆盖物的情况下下开展工作；以上两种方式难以在高山树林等环境中有效发现并回收冲击单元。
7.尤其在高山密林等复杂环境中，冲击单元落到地面完成冲击后，由于滚动、植被遮掩等原因回收难度非常大，落点位置坐标信息缺失，造成航空震源的成本大大增加。
8.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

9.本发明的目的在于提供一种航空震源冲击单元位置的确定方法及系统，其能够在复杂环境下准确确定航空震源冲击单元的位置。
10.为实现上述目的，本发明提供了一种航空震源冲击单元位置的确定方法，所述确定方法包括：航空震源冲击单元在落地后发送当前的落地坐标；手持机接收所述落地坐标，根据所述落地坐标以及手持机的当前位置，计算手持机与航空震源冲击单元的距离以及方位角信息；根据手持机与航空震源冲击单元的距离以及方位角信息，确定航空震源冲击单元的位置。
11.在本发明的一实施方式中，若在飞行器投放航空震源冲击单元之后，航空震源冲击单元中的震动开关检测到震动，则判断航空震源冲击单元落地。
12.在本发明的一实施方式中，所述航空震源冲击单元在落地后发送当前的落地坐标之前，还包括：所述航空震源冲击单元在飞行器上投放前，航空震源冲击单元发送位置信息，飞行器高空拍摄航空震源冲击单元的预计落地位置附近的环境图像，并回传至手持机。
13.在本发明的一实施方式中，所述根据手持机与航空震源冲击单元的距离以及方位角信息，确定航空震源冲击单元的位置包括：根据手持机与航空震源冲击单元的距离以及方位角信息，计算到达航空震源冲击单元的路径；当手持机和航空震源冲击单元的距离在预设范围内时，手持机向航空震源冲击单元发送指令；航空震源冲击单元接收指令后，开始闪烁并发出声音；根据光信号和声音信号判断航空震源冲击单元位置并进行回收。
14.在本发明的一实施方式中，所述航空震源冲击单元发送所述落地坐标之后，所述航空震源冲击单元进入低功耗休眠。
15.为实现上述目的，本发明提供了一种航空震源冲击单元位置的确定系统，所述确定系统包括航空震源冲击单元和手持机，所述航空震源冲击单元包括：gps模块，用于在当冲击单元落地时，测量当前的坐标，作为落地坐标；低功耗无线通信系统，用于与手持机通信，发送gps模块测量的落地坐标，并在发送所述航空震源冲击单元的落地坐标之后，进入低功耗休眠状态；
16.所述手持机包括：通信模块，用于接收所述落地坐标；计算模块，用于根据所述落地坐标以及手持机的当前位置，计算手持机与航空震源冲击单元的距离以及方位角信息；距离方位角交互显示系统，用于根据计算模块计算出的根据手持机与航空震源冲击单元的距离以及方位角信息，显示冲击单元的位置。
17.在本发明的一实施方式中，所述航空震源冲击单元还包括：震动开关，当航空震源冲击单元落地产生震动后，所述震动开关闭合；所述gps模块在震动开关闭合后测量当前坐标。
18.在本发明的一实施方式中，所述gps模块还用于在在飞行器上投放所述航空震源冲击单元之前，检测位置信息，并通过低功耗无线通信系统发送；飞行器高空拍摄航空震源冲击单元的预计落地位置附近的环境图像，并回传至手持机。
19.在本发明的一实施方式中，所述距离方位角交互显示系统还用于在手持机和冲击单元的距离在预设范围内时，向航空震源冲击单元发送指令；航空震源冲击单元还包括：夜间灯光闪烁系统，用于在接收指令后，开始闪烁并发出声音。
20.在本发明的一实施方式中，所述航空震源冲击单元还包括荧光外壳及标识。
21.与现有技术相比，根据本发明的航空震源冲击单元位置的确定方法及系统，航空震源冲击单元在落地后发送当前的落地坐标；手持机接收所述落地坐标，根据所述落地坐标以及手持机的当前位置，计算手持机与航空震源冲击单元的距离以及方位角信息；根据手持机与航空震源冲击单元的距离以及方位角信息，确定航空震源冲击单元的位置，能够在复杂环境下准确确定航空震源冲击单元的位置，进行无人机航空震源冲击单元的回收工作，大幅提升冲击单元的回收率，降低航空震源的成本。
22.同时改进后的冲击单元具有荧光外壳和灯光系统，在通信不良或冲击单元受损的情况下也能提升航空航空震源冲击单元的回收率。
附图说明
23.图1是根据本发明一实施方式的航空震源冲击单元位置的确定方法的流程图；
24.图2是根据本发明一实施方式的航空震源冲击单元位置的确定系统的结构示意图；
25.图3是根据本发明一实施方式的航空震源冲击单元的结构示意图；
26.图4是根据本发明一实施方式的手持机的结构示意图。
具体实施方式
27.下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
28.除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
29.如图1所示，其为本发明优选实施方式的一种航空震源冲击单元位置的确定方法的流程图，该方法包括：
30.步骤1，航空震源冲击单元在落地后发送当前的落地坐标。
31.具体的，若在飞行器投放航空震源冲击单元之后，航空震源冲击单元可以通过设置的振动传感器检测到的震动，判断航空震源冲击单元落地。
32.在一种实现方式中，所述航空震源冲击单元发送所述落地坐标之后，所述航空震源冲击单元进入低功耗休眠。
33.具体的，航空震源冲击单元落地后，gps系统和通信系统开始工作(冲击单元接触地面，震动开关闭合)，将落地后位置传回地面人员手持机，完成初次通信后冲击单元进入低功耗休眠，等待手持机唤醒再次工作(通过手持机发送开机指令，再次开机工作)。
34.步骤2，手持机接收所述落地坐标，根据所述落地坐标以及手持机的当前位置，计算手持机与航空震源冲击单元的距离以及方位角信息。步骤3，根据手持机与航空震源冲击单元的距离以及方位角信息，确定航空震源冲击单元的位置。
35.通过本实施例提供的确定方法，能够在复杂环境下准确确定航空震源冲击单元的位置，进行无人机航空震源冲击单元的回收工作，大幅提升冲击单元的回收率，降低航空震源的成本。
36.在一种实现方式中，步骤1之前还包括：
37.所述航空震源冲击单元在飞行器上投放前，航空震源冲击单元发送位置信息，飞行器高空拍摄航空震源冲击单元的预计落地位置附近的环境图像，并回传至手持机。由此，可以在冲击单元落地受损无法正常工作的情况下，根据空中位置和环境图像可以大致确定其在地面的位置范围。
38.步骤3可以具体包括：
39.步骤31，根据手持机与航空震源冲击单元的距离以及方位角信息，计算到达航空震源冲击单元的路径；其中，手持机移动时不断刷新计算距离及方位角。
40.步骤32，当手持机和航空震源冲击单元的距离在预设范围内时，手持机向航空震源冲击单元发送指令；例如，十米以内，到达可视范围。
41.步骤33，航空震源冲击单元接收指令后，开始闪烁并发出声音；
42.步骤34，根据光信号和声音信号判断航空震源冲击单元位置并进行回收。
43.在一种实现方式中，手持机还可以存储系统记录行走航迹和路线，以防回收人员迷路，可以根据航迹原路返回。
44.进一步的，航空震源冲击单元还可以具有荧光外壳或荧光标识，电子元件无法正常工作时可在夜间根据荧光寻找定位冲击单元。
45.由此，通过本实施例提供的方法能够在各种复杂环境下进行无人机航空震源冲击单元的回收工作。
46.本发明还提供一种航空震源冲击单元的位置确定系统10，该系统包括航空震源冲击单元1、手持机2。请参阅图2，其为本实施例提供的一种航空震源冲击单元的位置确定系统的结构示意图。
47.本实施例中，所述航空震源冲击单元1包括：
48.gps模块11，用于在冲击单元落地时，测量当前的坐标，作为落地坐标；
49.低功耗无线通信系统12，用于与手持机通信，发送gps模块测量的落地坐标，并在发送所述航空震源冲击单元的落地坐标之后，进入低功耗休眠状态；
50.手持机2，所述手持机包括：
51.通信模块21，用于接收所述落地坐标；
52.计算模块22，用于根据所述落地坐标以及手持机的当前位置，计算手持机与航空震源冲击单元的距离以及方位角信息；
53.距离方位角交互显示系统23，用于根据计算模块计算出的根据手持机与航空震源冲击单元的距离以及方位角信息，显示冲击单元的位置。
54.具体的，可以设置以一定时间间隔刷新，显示手持机当前位置与多个冲击单元的距离和方位，显示系统提供导航。
55.在一种实现方式中，所述冲击单元1还包括：
56.震动开关13，当航空震源冲击单元落地产生震动后，所述震动开关闭合。可以通过震动传感器检测震动。
57.所述gps模块11在震动开关闭合后测量当前坐标。
58.在一种实现方式中，所述gps模块11还用于在在飞行器上投放所述航空震源冲击单元之前，检测位置信息，并通过低功耗无线通信系统12发送。
59.在一种实现方式中，可以通过飞行器高空拍摄航空震源冲击单元的预计落地位置附近的环境图像，并回传至手持机。由此，可以在冲击单元落地受损无法正常工作的情况下，根据空中位置和环境图像可以大致确定其在地面的位置范围。
60.所述距离方位角交互显示系统23还用于在手持机2和冲击单元1的距离在预设范围内时，通过通信模块21向冲击单元发送指令。
61.冲击单元1还包括：夜间灯光闪烁系统，用于在接收指令后，开始闪烁并发出声音。冲击单元1还可以包括荧光外壳及标识在通信不良或冲击单元受损的情况下也能提升航空航空震源冲击单元的回收率。
62.以下分别针对航空震源冲击单元的位置确定系统包括的航空震源冲击单元以及手持机进行分别描述。
63.请参阅图3，其为本实施例的航空震源冲击单元的结构示意图。集成在航空震源冲击单元上的模块包括：gps模块11、低功耗无线通信系统12、震动开关13、荧光外壳及标识14、供电系统15、夜间灯光闪烁系统16。
64.gps模块11为冲击单元内部的定位系统，测量当前位置。
65.低功耗无线通信系统12用于与手持机联络通信，发送gps位置信息等参数，初次位置发送(一般落地静止后位置不会变化)完成后进入休眠模式降低功耗。
66.震动开关13为震动感知器件，冲击单元落地后产生震动后闭合。
67.荧光外壳及标识14，用于在极端状况下，电子元器件损坏时，荧光外壳及标识能够在夜间发光便于寻找。
68.供电系统15，包含电池和小太阳能电池板，用于冲击单元落地后各系统供电。
69.夜间灯光闪烁系统16，夜间能见度较低时，通过led灯光闪烁，便于地面人员寻找回收，闪烁时间和频率可以通过手持机设置。
70.请参阅图4，其为本实施例的地面人员手持机的结构示意图。
71.集成在地面人员手持机上的模块包括：通信模块21，计算模块22，距离方位角交互显示系统23，gps模块24，存储模块25。
72.通信模块21，用于发送参数指令到冲击单元，接收冲击单元回传数据和位置信息等，可以与多个冲击单元同时通信。
73.计算模块22，用于计算手持机与冲击单元距离，以及确定冲击单元方位角。
74.距离方位角交互显示系统23，可以设置以一定时间间隔刷新，显示手持机当前位置与多个冲击单元的距离和方位，显示系统提供导航。
75.gps模块24，为手持机内部gps，用于定位手持机当前位置。
76.存储模块25用于存储位置、时间、通信记录，回收人员轨迹等信息。
77.由此，通过本实施例提供的定位系统，便于冲击单元回收，能够大幅度提升冲击单元回收率，降低航空震源的使用成本。
78.本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
79.本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
80.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
81.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
82.前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。