(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
方法であって、
（ａ）水平に方向付けられた軸を有する、少なくとも１つの送信機を提供する工程と、
（ｂ）前記少なくとも１つの送信機を囲む導電性媒体に関連した周囲の電気パラメータを測定するために、前記少なくとも１つの送信機の下方に配置された少なくとも１つの電場センサを提供する工程と、
（ｃ）渦電流が前記導電性媒体で誘起される選択波形を有する電気エネルギーを前記少なくとも１つの送信機に通過させる工程と、
（ｄ）前記通過させる工程（ｃ）の間に、前記測定された周囲の電気パラメータに比例する信号を前記少なくとも１つの電場センサから受信する工程と
を備え、地球物理学的方法を行う際に前記少なくとも１つの送信機と前記少なくとも１つの電場センサとが一定の距離を隔てて相互接続される、地球物理学的方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つの送信機は少なくとも１つのコイルであり、前記少なくとも１つのコイルは、同コイルの巻きが垂直に方向付けられる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つの送信機は少なくとも１つのコイルであり、前記電気パラメータは前記少なくとも１つのコイルの巻きに平行な電圧である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つの送信機と前記少なくとも１つの電場センサとの間の距離はオペレータによって調節可能である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つの送信機は少なくとも１つのコイルであり、前記導電性媒体は海であり、前記少なくとも１つの送信機は前記海の底に近接して配置され、前記少なくとも１つの電場センサは前記送信機と前記海の底との間に配置され、工程（ｃ）によって生成される励起場の少なくとも一部は前記海の底へ向かって下方に方向付けられる、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも１つの送信機は少なくとも１つのコイルであり、前記少なくとも１つのコイルは一方が他方の上に配置される第１および第２のコイルを備え、前記少なくとも１つの電場センサは前記第１および第２のコイルの双方の下方に配置され、前記第１および第２のコイルは異なる時間および異なる周波数の少なくとも１つにおいて前記電気エネルギーによって励起される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つの送信機は少なくとも１つのコイルであり、前記少なくとも１つの送信機および前記少なくとも１つのセンサは共通の潜水作業船に搭載され、前記少なくとも１つのセンサは少なくとも１つの前記導電性媒体に関連した周囲の電気パラメータを測定するための第１のセンサおよび前記導電性媒体の関連した周囲の磁気パラメータを測定するための第２のセンサのうち少なくとも１つを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つの送信機は少なくとも１つのコイルであり、
（ｅ）前記少なくとも１つのセンサから測定信号を受信する工程と、
（ｆ）第２のセンサから基準信号を受信する工程であって、前記基準信号が前記少なくとも１つの送信機を通過する前記電気エネルギーの大きさおよび位相を示す、工程と、
（ｇ）前記電気エネルギーの周波数における前記測定信号の大きさと前記測定信号の位相とを決定する工程と
をさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記少なくとも１つの送信機は少なくとも１つのコイルであり、
（ｅ）前記少なくとも１つの電場センサから測定信号を受信する工程と、
（ｆ）第２のセンサから基準信号を受信する工程であって、前記基準信号が前記少なくとも１つの送信機を通過する前記電気エネルギーの大きさおよび位相を示す、工程と、
（ｇ）前記基準信号の正弦波成分および余弦波成分を生成する工程と、
（ｈ）前記正弦波成分を前記測定信号と混合して第１および第２の正弦波成分を有する第１の混合信号を提供する工程であって、前記第１の正弦波成分が前記基準信号と前記測定信号との周波数の差に等しい周波数を有し、前記第２の正弦波成分が前記基準信号と前記測定信号との周波数の和に等しい周波数を有する、工程と、
（ｉ）その後、前記第２の正弦波成分を除去する工程と、
（ｊ）前記余弦波成分を前記測定信号と混合して第１および第２の余弦波成分を有する第２の混合信号を提供する工程であって、前記第１の余弦波成分が前記基準信号と前記測定信号との周波数の差に等しい周波数を有し、前記第２の余弦波成分が前記基準信号と前記測定信号との周波数の和に等しい周波数を有する、工程と、
（ｋ）その後、前記第２の余弦波成分を除去する工程と、
（ｌ）第１および第２の値を決定する工程であって、前記第１の値が前記第１の正弦波成分の振幅と位相シフトとの積であり、前記第２の値が前記第１の余弦波成分の振幅と前記位相シフトとの積である、工程と、
（ｍ）前記第１および第２の値に基づいて前記測定信号の振幅と相対位相とを決定する工程と、
をさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの送信機は少なくとも１つのコイルであり、工程（ｃ）は、
（Ｃ１）前記送信機を通過した前記電気エネルギーによって誘導される前記導電性媒体内の周囲の電気エネルギーに所望の波形を生成するように前記選択波形を選択する工程を備え、
（ｅ）その後、誘導された分極効果を決定するために、前記選択波形と前記生成された波形との差を分析する工程をさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの送信機は少なくとも１つのコイルであり、前記少なくとも１つの送信機を電気エネルギーが通過することに応答して、第１および第２の測定信号の少なくとも１つが第１および第２のセンサの少なくとも１つによって受信され、前記第１の信号は前記導電性媒体に関連した周囲の電気パラメータを測定し、前記第２の信号は前記導電性媒体に関連した周囲の磁気パラメータを測定し、
（ｅ）前記少なくとも１つの送信機を通過した前記電気エネルギーに対する（ｉ）実部および虚部の周波数領域応答ならびに（ｉｉ）時間領域応答の少なくとも１つを出力すべく、前記第１および第２の信号の少なくとも１つを処理する工程をさらに備える、
請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記送信機は水平軸を有する電気双極子励起器である、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
システムであって、
（ａ）水平に方向付けられた軸を有する少なくとも１つの送信機と、
（ｂ）前記少なくとも１つの送信機を囲む導電性媒体に関連した周囲の電気パラメータを測定するために、前記少なくとも１つの送信機の下方に配置される少なくとも１つの電場センサと、
（ｃ）渦電流が前記導電性媒体で誘起される選択波形を有する電気エネルギーを前記少なくとも１つの送信機に通過させることができる電源と
を備え、前記少なくとも１つの送信機に電気エネルギーを通過させる間に、前記少なくとも１つの電場センサは前記測定された周囲の電気パラメータに比例する信号を受信し、
地球物理学的システムとして動作する際に前記少なくとも１つの送信機と前記少なくとも１つの電場センサとが一定の距離を隔てて相互接続される、地球物理学的システム。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの送信機は少なくとも１つのコイルであり、
（ｄ）前記少なくとも１つの電場センサから測定信号を受信するための第１の入力と、
（ｅ）第２のセンサから基準信号を受信するための第２の入力であって、前記基準信号が前記少なくとも１つの送信機を通過する前記電気エネルギーの大きさおよび位相を示す、第２の入力と、
（ｆ）前記電気エネルギーの周波数における前記測定信号の大きさと前記測定信号の位相とを決定することができるプロセッサと、
をさらに備える、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの送信機は少なくとも１つのコイルであり、
（ｄ）前記少なくとも１つの電場センサから測定信号を受信することができる第１の入力と、
（ｅ）第２のセンサから基準信号を受信することができる第２の入力であって、前記基準信号が前記少なくとも１つの送信機を通過する前記電気エネルギーの大きさおよび位相を示す、第２の入力と、
（ｆ）前記基準信号の正弦波成分と余弦波成分とを生成することができるシンセサイザと、
（ｇ）第１および第２の正弦波成分を有する第１の混合信号を提供するために前記正弦波成分を前記測定信号と混合することができる第１のミキサーであって、前記第１の正弦波成分が前記基準信号と前記測定信号の周波数の差に等しい周波数を有し、前記第２の正弦波成分が前記基準信号と前記測定信号の周波数の和に等しい周波数を有する、第１のミキサーと、
（ｈ）前記第２の正弦波成分を除去することができる第１のフィルタと、
（ｉ）第１および第２の余弦波成分を有する第２の混合信号を提供するために前記余弦波成分を前記測定信号と混合することができる第２のミキサーであって、前記第１の余弦波成分が前記基準信号と前記測定信号との周波数の差に等しい周波数を有し、前記第２の余弦波成分が前記基準信号と前記測定信号との周波数の和に等しい周波数を有する、第２のミキサーと、
（ｊ）前記第２の余弦波成分を除去することができる第２のフィルタと、
（ｋ）第１の値は前記第１の正弦波成分の振幅と位相シフトの積であり、第２の値は前記第１の余弦波成分の振幅と前記位相シフトとの積である、前記第１の値および前記第２の値を決定することができ、さらに前記第１および第２の値に基づいて前記測定信号の振幅と相対位相とを決定することができるプロセッサと、
をさらに備える、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの送信機は少なくとも１つのコイルであり、第１および第２の測定信号の少なくとも１つは第１および第２のセンサの少なくとも１つによって受信され、前記第１の信号は前記導電性媒体に関連した周囲の電気パラメータを測定し、前記第２の信号は前記導電性媒体に関連した周囲の磁気パラメータを測定し、
（ｄ）前記少なくとも１つの送信機を通過した前記電気エネルギーに対する（ｉ）実部および虚部の周波数領域応答および（ｉｉ）時間領域応答の少なくとも１つを出力するために前記第１および第２の信号の少なくとも１つを処理することができるプロセッサを、
さらに備える、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの送信機は少なくとも１つのコイルであり、前記少なくとも１つのコイルは、同コイルの巻きが垂直に方向付けられる、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの送信機は少なくとも１つのコイルであり、前記電気パラメータは前記少なくとも１つのコイルの巻きに平行な電圧である、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの送信機と前記少なくとも１つの電場センサとの間の距離はオペレータによって調節可能である、請求項１３に記載のシステム。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの送信機は少なくとも１つのコイルであり、前記導電性媒体は海であり、前記少なくとも１つの送信機は前記海の底に近接して配置され、前記少なくとも１つの電場センサは前記送信機と前記海の底との間に配置され、工程（ｃ）によって生成される励起場の少なくとも一部は前記海の底へ向かって下方に方向付けられる、請求項１３に記載のシステム。
【請求項２１】
前記少なくとも１つの送信機は少なくとも１つのコイルであり、前記少なくとも１つのコイルは一方が他方の上に配置される第１および第２のコイルを備え、前記少なくとも１つの電場センサは前記第１および第２のコイルの双方の下方に配置され、前記第１および第２のコイルは異なる時間および異なる周波数の少なくとも１つにおいて前記電気エネルギーによって励起される、請求項１３に記載のシステム。
【請求項２２】
前記少なくとも１つの送信機は少なくとも１つのコイルであり、前記少なくとも１つの送信機および前記少なくとも１つの電場センサは共通の潜水作業船に搭載され、前記少なくとも１つの電場センサは少なくとも１つの前記導電性媒体に関連した周囲の電気パラメータを測定するための第１のセンサおよび前記導電性媒体の関連した周囲の磁気パラメータを測定するための第２のセンサのうち少なくとも１つを備える、請求項１３に記載のシステム。
【請求項２３】
前記少なくとも１つの送信機は少なくとも１つのコイルであり、前記少なくとも１つの送信機を電気エネルギーが通過することに応答して、第１および第２の測定信号の少なくとも１つが第１および第２のセンサの少なくとも１つによって受信され、前記第１の信号は前記導電性媒体に関連した周囲の電気パラメータを測定し、前記第２の信号は前記導電性媒体に関連した周囲の磁気パラメータを測定し、
（ｅ）前記少なくとも１つの送信機を通過した前記電気エネルギーに対する（ｉ）実部および虚部の周波数領域応答ならびに（ｉｉ）時間領域応答の少なくとも１つを出力すべく、前記第１および第２の信号の少なくとも１つを処理する工程をさらに備える、
請求項１３に記載のシステム。
【請求項２４】
前記送信機は水平軸を有する電気双極子励起器である、請求項１３に記載のシステム。
【請求項２５】
前記少なくとも１つの送信機は少なくとも１つのコイルであり、前記システムはプロセッサを備え、前記プロセッサは、前記送信機を通過した前記電気エネルギーによって誘導される前記導電性媒体内の周囲の電気エネルギー内に所望の波形を生成するように前記選択波形を選択した後、誘導された分極効果を決定するために前記選択波形と前記生成された波形との間の差を分析するように動作する、請求項１３に記載のシステム。
【請求項２６】
前記少なくとも１つの電場センサは第１の電極及び第２の電極を備え、前記第１及び第２の電極は前記少なくとも１つの送信機の平面と平行な同一平面に配置されている、請求項１に記載の方法。
【請求項２７】
前記少なくとも１つの電場センサは第１の電極及び第２の電極を備え、前記第１及び第２の電極は前記少なくとも１つの送信機の平面と平行な同一平面に配置されている、請求項１３に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に地球物理学的システムおよび地球物理学的方法に関し、特に水中地球物理学的システムおよび水中地球物理学的方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭化水素および鉱物の採掘しやすい鉱床が開発されるようになるにつれて、水中鉱床が重要性を増している。たとえば、石油やガスでは、炭化水素鉱床を探して開発する技術が比較的成熟している。しかし、鉱化鉱床では、このような技術が未成熟である。
【０００３】
炭化水素および鉱物の地下鉱床を探す一般的方法として、耐震解析、マグネトテルリクス法（「ＭＴ法」）、および直流（「ＤＣ」）比抵抗測定法が挙げられる。耐震解析では、地震波が地下層に放出されて反射波または屈折波が検出される。音波は、異なる地震インピーダンスを有する種々の岩盤の界面で反射する。ＭＴ法は、自然発生的な磁場および電場の測定値を用いて、電気比抵抗（ρ）、またはその逆数の導電率（σ）の地下分布を測定する低周波電磁誘導法である。直流比抵抗では、電流が層を通って流れ、その結果生じる離間した電極間の電圧降下または電流によって生じる磁場が測定される。
【０００４】
現在、海底の比抵抗構造を測定するために複数の方法が採用されている。１つの方法では、送信機と受信機の双方にコイルが使用される。このシステムは、陸上および空中探査システム（たとえば、ヘリコプター電磁探査システム）で使用されるシステムに類似している。別の方法では、送信機として電流双極子が使用され、受信機としてＥ場双極子が使用される。このシステムは、陸上で使用される探査システム、たとえば、誘電分極探査システムに類似している。別の方法では、制御された電流双極子が水中を移動し、海底の定位置に設置されたＥ場センサおよびＨ場センサのアレイによってＥ場およびＨ場の測定が行なわれる。これは、ＣＳＥＭ法と呼ばれ、陸上で使用されるＣＳＡＭＴ法調査に類似している。別の方法では、パイプトラッキングＥＭシステムは、主に送受信に共線タイプのコイル（通常、２つの水平コイル）を使用し、位相または振幅が摂動される二次磁場を検出するか、あるいはパイプまたはケーブルに直接電気接続することによって交流電流を伝送した後、得られた交流磁場を受信機コイルによって検出する。これらのシステムは、水中で展開することが難しい場合がある。一般的な方法として、これらのシステムは、大規模な電気伝導度構造を測定するために使用されるが、海底の小規模な導電性または抵抗性の地物に必要な小さい設置面積を有していない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記および他の要求は、本発明の様々な実施形態および構成によって対処される。本発明は、一般に、選択された目標物を検出する地球物理学的方法および地球物理学システムを対象とし、特に、水中用途を対象とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の実施形態では、地球物理学的方法は、
（ａ）水平に方向付けられた軸を有する、少なくとも１つの送信機を提供する工程と、
（ｂ）前記少なくとも１つの送信機を囲む導電性媒体に関連した周囲の電気パラメータを測定するために、前記少なくとも１つの送信機の下方に配置された少なくとも１つの電場センサを提供する工程と、
（ｃ）渦電流が前記導電性媒体で誘起される選択波形を有する電気エネルギーを前記少なくとも１つの送信機に通過させる工程と、
（ｄ）前記通過させる工程（ｃ）の間に、前記測定された周囲の電気パラメータに比例する信号を前記少なくとも１つの電場センサから受信する工程と、
を備え、地球物理学的方法を行う際に前記少なくとも１つの送信機と前記少なくとも１つの電場センサとが一定の距離を隔てて相互接続される。
【０００７】
第２の実施形態では、地球物理学システムは、
（ａ）水平に方向付けられた軸を有する少なくとも１つの送信機と、
（ｂ）前記少なくとも１つの送信機を囲む導電性媒体に関連した周囲の電気パラメータを測定するために、前記少なくとも１つの送信機の下方に配置される少なくとも１つの電場センサと、
（ｃ）渦電流が前記導電性媒体で誘起される選択波形を有する電気エネルギーを前記少なくとも１つの送信機に通過させることができる電源とを備え、
前記少なくとも１つの送信機に電気エネルギーを通過させる間に、前記少なくとも１つの電場センサは前記測定された周囲の電気パラメータに比例する信号を受信し、地球物理学的システムとして動作する際に前記少なくとも１つの送信機と前記少なくとも１つの電場センサとが一定の距離を隔てて相互接続される。
【０００８】
センサとしては、用途に応じて、Ｅ場センサ、およびＨ場センサのうち少なくとも１つが考えられる。理論上、電場と磁場はファラデーの法則によって関連付けられるので、電極（Ｅ場）センサを磁気（Ｂ場）センサで置き換えることができる。
【０００９】
測定されるパラメータとしては、たとえば、電圧、電流、周波数成分、位相、場の強度、時間の遅れ、磁束、およびこれらの組合せが考えられる。
一実施形態では、同時または異なる時刻に励起される可能性のある複数の送信機コイルが、海床の電磁特性に関するより詳細な情報を提供するために使用される。この構成では、複数のセンサが採用されてもよい。
【００１０】
本発明は、具体的な構成に応じていくつもの利点を提供することができる。例として、周囲の導電性媒体（たとえば、水）に電気的に接続されなくても大量の電力がこの媒体に放出される。これによって、腐食問題を排除してシステムをより安全に動作させることができる。安全性に関する利益には、作業者が触れる可能性のある高出力電源の潜在性を排除することが含まれる。さらに、海中設備の設計においてケーブルが挟まれたりコネクタが漏洩したりした場合の短絡の確率を減らすために、電気接続を海水から分離することが典型的に行なわれる。送信機コイルの電気インピーダンスは、音声スピーカーの電気インピーダンスと大差がないように選択される。それゆえ、適切なパワーアンプがそれほど苦労せずに得られる。一方、かりに電極を通じて水の中に直接電流を発生させるものとすると、海水は低インピーダンスであるため、同様の出力を得るのに特別な低電圧、大電流のアンプが必要となる。コイルの向きによって、電流場を下方の海の底に向けて任意の角度と方向に導くことが可能であるが、これは送信機として１対の電流電極を用いる場合に一般に可能でない。それにひきかえ、「ＣＳＥＭ」法では、送信電極が使用される。本発明は、携帯性が高く、したがって、起伏の多い地形で行なえる高度に管理された調査に好適となる。センサ電極は、相対的に小型軽量化して任意の位置に設置することが可能である。Ｂ場コイルは、比較的重く、場の測定が非常に局所的である。Ｂ場コイルを用いて同じ距離（たとえば、２ｍ）にわたって平均化された比抵抗を測定するとなると、コイルは長さが少なくとも２ｍになるはずである。電極をセンサとして使用する場合、測定を有効に行なうためには、典型的に１対の電極を所要距離だけ離して設置すればよい。さらに、局所的な導電率は海床の近くで変化するので、誘導電流は海底に向かって流れたり、海底から離れる方向に流れたりすることになる。この現象を特に監視するために、１対または複数対の電極を設置することができる。また、センサとしての電極は、欠点の少ない比較的急峻な応答を示す可能性がある。
【００１１】
上記および他の長所は、本明細書に記載される本発明の開示から明らかになるであろう。
用語「１つ」で示した構成要素は、その構成要素が１つまたは複数あることを指す。したがって、用語「１つ」、「１つまたは複数」、および「少なくとも１つ」は、本明細書において同じ意味で使用されている。また、用語「備える」、「含む」、および「有する」も同じ意味で使用されることに留意されたい。
【００１２】
句「少なくとも１つ」、「１つまたは複数」、ならびに「〜および〜のうち少なくとも１つ」は、接続的および離接的な両効力を有する無制限の表現である。たとえば、表現「Ａ、Ｂ、およびＣの少なくとも１つ」、「Ａ、Ｂ、またはＣの少なくとも１つ」、「Ａ、Ｂ、およびＣの１つおよび複数」という表現の各々は、「Ａ、Ｂ、およびＣの１つまたは複数」、ならびに「Ａ、Ｂ、およびＣのうち少なくとも１つ」は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡおよびＢの双方、ＡおよびＣの双方、ＢおよびＣの双方、あるいはＡ、Ｂ、およびＣのすべてを意味する。
【００１３】
本明細書で使用される用語「自動的な」およびその変形は、プロセスまたは動作が実施されるときに実質的な人による入力なしで行なわれる任意のプロセスまたは動作を指す。ただし、たとえプロセスまたは動作の実施に人による入力が利用される場合でも、人による入力がプロセスまたは動作の実施前に受け入れられる場合は、人による入力が実質的か否かにかかわらず、プロセスまたは動作は自動的となる。このような入力がプロセスまたは動作の実施方法に影響を与える場合、人による入力は実質的であると見なされる。プロセスまたは動作の実施を受け入れる人による入力は、「実質的である」と見なされない。
【００１４】
本明細書で使用される用語「コンピュータ読取可能媒体」は、プロセッサに実行を命令することに関与する任意の実体的な記憶装置および伝送媒体のうち少なくとも１つを指す。このような媒体は、不揮発性媒体、揮発性媒体、および伝送媒体を含むがこれらに限定されない多くの形態を取いうる。不揮発性媒体は、たとえば、ＮＶＲＡＭ、あるいは磁気ディスクまたは光ディスクを含む。揮発性媒体は、メインメモリなどのダイナミックメモリを含む。コンピュータ読取可能媒体の一般的な形態は、たとえば、フロッピー（登録商標）ディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、またはその他の磁気媒体、磁気光学媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、その他の光媒体、パンチカード、紙テープ、その他の穿孔パターンを有する物理的媒体、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、およびＥＰＲＯＭ、フラッシュＥＰＲＯＭ、メモリカードなどの半導体媒体、その他のメモリチップまたはカートリッジ、以下に記載される搬送波、あるいはコンピュータによる読取りが可能なその他の媒体を含む。Ｅメールなどの自己完結した情報アーカイブまたはアーカイブの集合へのデジタルファイル添付は、実体的な記憶媒体と同等な配布媒体であると考えられる。コンピュータ読取可能媒体がデータベースとして構成されるとき、データベースは関係型データベース、階層型データベース、オブジェクト指向型データベース、および同等のもののうち少なくとも１つなど、いかなるタイプのデータベースであってもよいと理解されたい。したがって、本発明は、実体的な記憶媒体または配布媒体、ならびに先行技術で認められた均等物および後継媒体を含むものと考えられ、これらの媒体には本発明のソフトウェア実行が保存される。
【００１５】
本明細書で使用される用語「決定する」、「計算する」、および「算定する」、ならびにこれらの変形は、同じ意味で使用され、いかなるタイプの手順、プロセス、数学演算、または数学的手法をも含む。
【００１６】
用語「Ｅ場」は電気ベクトル場を指す。
用語「Ｈ場」は磁気ベクトル場を指す。
用語「Ｂ場」は磁束密度場を指す。
【００１７】
用語「Ｊ場」は電流密度場を指す。
本明細書で使用される用語「モジュール」は、任意の周知のまたは後に開発されるハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、人工知能、ファジー論理、またはその要素に関連した機能を実行可能なハードウェアとソフトウェアの組合せを指す。また、本発明は例示的な実施形態に関して説明されているが、本発明の個々の態様は別々に請求されることを理解されたい。
【００１８】
用語「海」は、塩分を含むか否かに関わらず、水域または他の導電性流体域を指す。したがって、「海」は、その大きさに関係なく、淡水域または塩水域を指す。
用語「海底」は、地球物理学測定システムを含む導電性流体と調査対象とされる物体との界面を指す。
【００１９】
前述の内容は、本発明のいくつかの態様を理解するために本発明を要約したものである。この要約は、本発明とその様々な実施形態とを広範囲にわたって概説するものでも網羅するものでもない。これは、本発明の主要または重要な要素を特定するものでもなく、本発明の範囲を正確に記述するものでもなく、以下のより詳細な説明の序論として本発明の選択された概念を簡単に提示するものである。以下の説明から分かるように、前述され、あるいは以下で詳しく説明される１つまたは複数の特徴を単独でまたは組み合せて利用する本発明の他の実施形態も考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】一実施形態による地球物理学システムを示す透視図である。
【図２】一実施形態による送信される電磁エネルギーを示す。
【図３】一実施形態による送信される電磁エネルギーを示す。
【図４】一実施形態による送信される電磁エネルギーを示す。
【図５】一実施形態による地球物理学システムを示す透視図である。
【図６】図５の地球物理学システムを示す背面図である。
【図７】図５の地球物理学システムを示す透視図である。
【図８】一実施形態による地球物理学システムを示す側面図である。
【図９】図８の地球物理学システムを示す透視図である。
【図１０】図８の地球物理学システムを示す正面図である。
【図１１】一実施形態による油圧インターフェースを示すブロック図である。
【図１２】一実施形態による地球物理学システムの機能部品を示すブロック図である。
【図１３】一実施形態による地球物理学システムの機能部品を示すブロック図である。
【図１４】一実施形態によるケーブル配線を示すブロック図である。
【図１５】一実施形態による海中キャニスタおよび船上コンピュータを示すブロック図である。
【図１６】一実施形態による信号処理アーキテクチャを示すブロック図である。
【図１７】一実施形態による信号処理アーキテクチャを示すブロック図である。
【図１８】海中構造の電磁応答を示すマップである。
【図１９】同じ海中構造の深浅測量および掘削結果を示すマップである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
地球物理学探査システム
図１を参照して、システムの実施形態を説明する。
システム１００は、海底１２８の空間的に近くに配置される改良された水中遠隔操作作業船（「ＲＯＶ」）１０４を備える。ＲＯＶ１０４はとりわけ、送信機コイル１１２を搭載した伸縮自在アーム１０８、電磁センサ１１６、電子回路パッケージ１２０、およびＲＯＶ１０４を水上船（図示せず）に接続する供給パイプライン１２４を含む。
【００２２】
ＲＯＶ１０４は、具体的な水中用途に適したいかなる設計を有していてもよい。ＲＯＶ１０４は、これを部分的または全面的に自動化するインテリジェンスを船上に有していてもよい。こうして、システムを自律型水中ロボット（ＡＵＶ）として展開することができ、１つまたは複数のシステムを無人の動作モードで同時に展開することができる。
【００２３】
伸縮自在アーム１０８は、いかなる適切な構成を有していてもよい。アーム１０８は、たとえば、伸縮自在に延長できて回転ジョイントまたは回転ヒンジを中心として所定位置に回転されてもよく、パンタグラフ構造（図５に示される）、適切な機構によって所定位置に移動されるラーメン構造、および固定された非移動構造のうち少なくとも１つであってもよい。
【００２４】
送信機コイル１１２は、その巻きが実質的に垂直に方向付けられ、円形（図示）、長方形、台形などの多角形、または楕円形など、任意の適切な形状を有していてもよく、絶縁導線の単一巻きまたは重ね巻きで形成される。導線の絶縁外部塗装は、電流が周囲の導電性の水の中に直接流れることを阻止する。送信機コイル１１２は、時間的に変化する電流波形で励起されてもよく、時間的に不変の波形で励起されてもよい。一実施形態では、電流は可変周波数成分を有する時間的に変化する波形である。
【００２５】
送信機コイル１１２の大きさは、調査の量に直接的に関係している。例として、コイル１１２が大きくなると調査の量が増加し、コイル１１２が小さくなると調査の量が減少する。つまり、コイル１１２の大きさは、海床１２８から離れていてもなお海床１２８の実効比抵抗／導電率測定を実施できる最大スタンドオフ距離に直接的に関係している。好ましくは、コイルは、従来の地球物理学用送信機コイルと比べて小さい。海床１２８とコイル１１２の望ましい最大スタンドオフ距離は海の表皮厚さ、送信される波形の周波数、および受信機回路のノイズフロアの関数であるが、海床比抵抗が測定されるときの海床とコイルの望ましい最大スタンドオフ距離は好ましくはコイルの直径のせいぜい約１０倍であり、さらに好ましくはコイルの直径のせいぜい約５倍である。
【００２６】
電磁センサ１１６は、周囲の電気ベクトル（「Ｅ」）場および磁気ベクトル（「Ｈ」）場のうち少なくとも１つを感知する。一構成では、センサ１１６は、Ｈ場を測定するもので、コアに巻かれた１つまたは複数の直列接続磁気コイルなど、任意の適切なＨ場センサ、その他のコイル設計、ホイートストーン回路を含む磁気抵抗センサ、および磁束磁力計である。理論に制約されたくないが、相反定理によると、電気双極子励起子など（コイル１１２などの磁場送信機の代わりに使用された場合）、電気双極子によって生成される時間的に変化する電場は、海底の導電率構造を推測するためにＥ場センサの代わりに磁場センサを使用して測定可能な対応する磁場を生成することになる、ということである。磁場センサは、静的磁場、または動的磁場、あるいはその双方を測定することができる。図１に示される一実施形態では、センサ１１６は、Ｅ場を測定し、ＲＯＶ１００から下方に延びる１対の相隔たる第１および第２の電極１２８ａ−ｂを含む。図から分かるように、他の電極構成も可能である。これらの電極は、一実施形態では、周辺水域の誘導電場を測定する。この実施形態では、測定された周囲の誘導電圧は、送信機コイル１１２を励起する電流に関係している。電場測定によって、水の導電率を推定することができるので電流密度を決定することができる。海底上方の水の電流密度を測定し、センサおよび海底の形状とこれらの相対的位置とを知ることによって、システムは誘電分極とｃｏｌｅ−ｃｏｌｅパラメータを含む、海底または海中周囲の見かけ複素比抵抗を測定することができる。位置と形状が既知でない場合でも、海底が相対的に導電性か電気抵抗性か、あるいは電流密度の相対的変化を考慮して見かけ複素比抵抗パラメータが異常であるかどうか、を推論することが可能である。
【００２７】
送信機コイル１１２と第１および第２の電極１２８ａ−ｂの相対的な向きは、従来の地球物理学装置に比べて予想外の利益をもたらす可能性がある。第１および第２の電極１２８ａ−ｂは、実質的に同一平面上にあってコイル１１２の下方に設置され、つまり、第１および第２の電極１２８ａ−ｂの平面は、コイル１１２の平面と平行であり、好ましくはコイル１１２の平面と同じである。海床１２８に対して、コイル１１２と第１および第２の電極１２８ａ−ｂとの平面は、垂直に配置され、一実施形態では、海床１２８の平面に実質的に垂直である。このような向きに置かれたコイル１１２は、実質的に水平な磁気双極子を提供し、磁気双極子は海床１２８に実質的に平行である。
【００２８】
一構成では、センサは送信機コイルおよび同一平面上のセンサの平面に垂直な平面内に第２のセンサを含む。たとえば、センサが電極対として構成されるとき、第１の電極対はコイルの平面内にあり、第２の電極対はコイルの平面に直交する平面内にある。第２の電極対は、非対象な電磁情報を提供することができる。
【００２９】
理論に制約されたくないが、コイル１１２およびセンサ１１６は、水中で曳航される４プローブ比抵抗アレイが電流電極によって励起され、電圧電極が感知に使用される４プローブ比抵抗アレイの改良と見なされる。励起電極は、主軸が水平に方向付けられた交流動作のコイル１１２によって置き換えられる。このコイル１１２は、コイルの巻きの平面内でコイル１１２を囲む成分電流（Ｊ場）によって電磁場を発生する。コイルの巻きに平行な電圧を測定するために、電圧感知電極１１６がコイルの下方に設置される。海水は導電性であるため、コイル１１２からの距離が増加しても電流場の大きさは有意なままである。海水の導電率はほとんど一定であるため、発生する電磁場と開放水域における誘導電流場との空間的な関係および大きさの関係を予測することができる。標準の４プローブ比抵抗アレイと同様に、電圧センサ１１６は海水中の電流場（Ｊ場）によって生じる電圧を測定する。コイルの主軸は水平に方向付けられるので、誘導電流場の一部は下方の海床１２８を向いている。コイル１１２の下方に導線または絶縁体が存在すると、局所的な比抵抗が変化し、電磁場に歪みが生じる。電磁場の歪みは、電圧感知電極で測定される電圧に変化をもたらす。
【００３０】
図２〜４を参照してコイルおよびセンサの動作をさらに論じる。これらの例は、コイル１１２の周辺の電流分布がコイル周辺の導電率構造の分布、送信機コイルの形状、およびコイル内の時間的に変化する電流の関数であることを示す。
【００３１】
図２に示されるように、コイル１１２（これは長方形であるものとして示される）は、電流で励起されると磁場を形成し、磁場はコイルの平面内でコイルの周辺に電流を誘起する。誘導電流の振幅および位相分布は、誘導電流が循環する媒体の導電率の関数である。干渉構造物がない場合、電流は、通常、コイル１１２の周辺で形状も大きさも実質的に対称である。
【００３２】
図３に示されるように、コイル１１２は、ここでは抵抗性の海底１２８（玄武岩など）に空間的にごく接近している。海底１２８は、海水よりも高い比抵抗を有する。励起されたコイル１１２は、コイルの平面内でコイル周辺に電流を誘起する。ただし、前述の例とは違って、電流は水中を優先的に流れるので、コイル１１２の下方の水中における電流密度は異常に高く、コイル周辺の他の位置における電流密度とは異なる。水は、抵抗性の海底に比べて導電性が高い。つまり、コイル１１２と海底１２８の間の水平なＥ場は、コイル周辺の他の位置における水だけの中のＥ場よりも高い。
【００３３】
図４に示されるように、コイル１１２は、ここでは導電性の海底１２８（硫化物など）の空間的にごく近くにある。海底１２８の導電率は、水の導電率よりも高い。励起されたコイル１１２は、コイルの平面内でコイル周辺に電流を誘起する。ただし、前述の例とは違って、電流は硫化物の中を優先的に流れるので、コイル１１２の下方の水中における電流密度は異常に低く、コイル周辺の他の位置における電流密度とは異なる。水は、導電性の海底に比べて導電性が低い。つまり、コイル１１２と海底１２８の間の水平なＥ場は、コイル周辺の他の位置における水だけの中のＥ場よりも低い。
【００３４】
これらの例から分かるように、コイルによって誘起される電流は、コイルの平面内にある。したがって、電流はコイルの平面内に配置された第１および第２の電極によって最適に測定される。
【００３５】
図１を参照して、電子回路パッケージ１２０および供給パイプライン１２４を以下で詳しく論じる。
センサの測定との干渉を回避するために、ＲＯＶの他の部品は、ＲＯＶが展開されるときのこれら部品の電気的特性を考慮して選択される。たとえば、ＲＯＶの導電性部品は、これら部品が誘導循環電流の領域にあるときセンサ測定に影響を与える可能性があり、測定を行なう際にこれらの導電性部品が考慮される（以下でさらに詳しく論じる）。
【００３６】
他の地球物理学システム設計
地球物理学システムは、ほかに無数の設計を有する可能性がある。
図５〜７を参照すると、別の実施形態による地球物理システム５００が示されている。ＲＯＶ５０４は、パンタグラフの形態の伸縮アーム５０８と、アーム５０８の底部に配置された第１および第２のセンサ電極５１２ａ，ｂとを含む。図から分かるように、パンタグラフは、各トラス部材５２０の接合部に回転ヒンジ５１６を有するトラス状構造物である。部材５２０の上端は、回転可能にヒンジ結合されるか５２４、あるいはチャネル５３２に摺動自在に係合される５２８。送信機コイルは、領域５３６を囲んでこの領域に隣接する部材５２０に配置される導電性の巻き（図示せず）によって形成される。図６〜７は、アーム５０８が完全に後退された状態のシステム５００の別の図である。図７は、同一直線上の第１および第２の電極５１２ａ，ｂに係合しこれらを分離する絶縁スリーブ７００と、電極５１２ｂと部材５２０の端部７０４との摺動自在の係合とを示す。
【００３７】
図１１は、単一の油圧機能を用いてアーム１０８および５０８を展開するために使用される油圧インターフェース１１００のブロック図である。インターフェース１１００は、ＲＯＶ油圧アセンブリ１１０４とアーム油圧展開アセンブリ１１０８とを含む。ＲＯＶ油圧アセンブリ１１０４は、アーム油圧展開アセンブリ１１０８とＲＯＶ油圧アセンブリ１１０４の他の部品との間に配置された四方レート弁１１１２を含む。アセンブリ１１０８は、第１および第２の（クイックディスコネクト）インターフェース継手１１１６ａ，ｂ、展開されている間に硬い物体（たとえば、海床）に突き当る場合にアーム構造部材を保護するための減圧／安全弁１１２０、アームの展開および格納の速度をオペレータが手動で制御できる第１および第２のインライン流量調整弁１１２４ａ，ｂ、油圧シリンダ１１２８、ならびに第１および第２の緊急後退用クイックディスコネクト継手１１３２ａ，ｂを含む。図から分かるように、油圧シリンダ１１０４は、アームと動作可能に係合し、油圧管路のそれぞれ加圧と減圧に応答し、膨張してアームを伸ばして展開し、収縮してアームを縮める。
【００３８】
図８〜１０を参照すると、別の実施形態による地球物理学システム８００が示されている。上記の実施形態では、ＲＯＶからの電磁ノイズを低減するためと、ナビゲーションおよびビデオ機器の動作へのコイル１１２による悪影響に関する懸念とから、コイル／センサアセンブリをＲＯＶの十分下方に配置したが、この位置調整は多くの実施において必要でないかもしれない。ＲＯＶ８０４は、前述の実施形態と同様に、第１および第２の電極８１４ａ，ｂの上方に配置された第１および第２の垂直方向に相隔たる送信機コイル８０８および８１２を含むが、前述の実施形態と違って、コイル８０８および８１２と第１および第２の電極８１４ａ，ｂとはＲＯＶ８０４のフレームに堅く結合される。この取付方法の利点として、作業船の近くに配置されるコイルおよびセンサが損傷をほとんど受けないことと、ＲＯＶのオペレータが作業船のはるか下方にある物体との衝突の回避に気を配る必要がないこととが挙げられる。コイルおよびセンサは、携帯性が高く、これらを遠隔移動先に結集することが簡単になり、費用が少なくなる。
【００３９】
第１および第２のコイル８０８および８１２と、第１および第２の電極８１４ａ−ｂとの同一平面上の向きが図１０に明示されている。図１０から分かるように、コイル８０８および８１２（これらはコイルの水平対称軸に対して直角である）の各々の長手方向対称面は、第１および第２の電極８１４ａ−ｂによって画定される平面と実質的に同一平面上にある。
【００４０】
複数のコイルを使用すると、複数のデータチャネルを同時にまたは間断なく順次記録してデータの解釈可能性を改善することができる。これには、Ｅ場センサまたは送信機コイルの種々の形状、あるいは複数の送信機コイルまたは送信機周波数が含まれてもよい。たとえば、垂直平面内で一方のコイルの上方に他方のコイルを正しい向きで配置した２つの送信機コイルを使用し、これらのコイルを電流で交互に励起することによって（たとえば、励起コイルを時分割して、第１のコイルを駆動し、続いて他のコイルを同じアンプで駆動する）、海底の導電性または抵抗性を明確に測定することができる。海底に近づくときのシステム応答は、海水の導電率に対する海底の導電率の対比を特徴的に示している。海底から離れた種々の高さで２つのコイルを交互に使用すると、システムが搭載されたプラットフォームを水中で上下に移動しなくても海底に近づく送信コイルのシミュレーションを行なうことができる。換言すると、このコイル配列は、海床１２８に近づいたり海底１２８から離れたりする際の電極電圧変化のシーイング効果をエミュレートし、「ディッピング」に対する要件を排除するものである（後述）。
【００４１】
一構成では、第１および第２のセンサ電極対が相隔たる両コイルの下方に配置される。第１および第２のセンサ電極対の隣接面間の垂直距離は、コイルの隣接面を隔てる垂直距離と実質的に同じ距離である。第１および第２のコイルを交互に励起する間に、第１および第２の電極対に対応する第１および第２の出力から測定信号が受信される。開放水域では、第１および第２の電極対は実質的に同じ導電率を観測するはずである。しかし、電極が導電性の海底に近いとき、下方の第２の電極対は上方の第１の電極対よりも低い比抵抗（低い電圧）を示すはずである。抵抗性の海底に近いとき、下方の第２の電極対は高い比抵抗（高い電圧）を観測するはずである。
【００４２】
他の構成では、第１および第２の電極対は、第１および第２の垂直コイルと同じ垂直距離にない。垂直距離間隔が異なっても同じ結果が得られるようにシステム応答を較正することによって、距離の違いが明らかにされる。
【００４３】
他の構成では、第１および第２のコイルは、同時に励起されて付加的な電磁場を発生する。
他の構成では、第１および第２のコイルは、種々の周波数を用いて同時に励起されて、応答を２種類の周波数に分離する。このような方法では、第１のコイルと第２のコイルを時分割する必要がなくなる。
【００４４】
他の構成では、第１および第２のコイルはこれらの水平磁気軸が互いに直交するように搭載されて、海床比抵抗の方向による変化を検出することができる。
他の構成では、１つまたは複数のコイルが海中作業船またはプラットフォームのそれぞれの側に搭載されて、システムは海底比抵抗のさらなる変化を識別することができる。
【００４５】
地球物理学システムの他の実施形態では、１つまたは複数の送信機コイルおよび１つまたは複数のセンサが水上船または沈水船の後方で曳航される。
地球物理学システムの他の実施形態では、コイルおよびセンサは、物理的に分離されて複数の作業船によって運ばれ、コイルまたはセンサの一方は固定されるがコイルまたはセンサの他方は移動され、あるいはコイルおよびセンサはスポット測定を行なうために静止位置を占める。これは、コイルおよびセンサが相互の関連で固定されて一連の測定を終了するために海底の表面を同時に移動する上記の実施形態とは対照的である。
【００４６】
地球物理学システムの機能部品
図１２は、一実施形態によるシステムを示すブロック図である。このブロック図は、水上船（図示せず）の水面に配置された第１のアセンブリ１２０４と、水面の真下に配置されたＲＯＶアセンブリ１２０８とを含む。以下で論じるように、第１および第２のアセンブリは、周波数領域および時間領域のうち少なくとも１つで動作することができ、たとえば、見かけ比抵抗、誘電分極効果（たとえば、充電能、および海床のうち少なくとも１つまたは海中環境を記述するｃｏｌｅ−ｃｏｌｅパラメータを規定する応答の実成分と虚成分とを含む複素パラメータ）など、送信波形に対する周囲の複素応答を含む受信データストリームから情報を抽出することができる。
【００４７】
第１のアセンブリ１２０４は、それぞれ、ＥＭ船上コンピュータ１２１２、船上ナビゲーションシステム１２１６、ならびに音響測位モジュール１２２０および静止衛星測位モジュール１２２４を含む。
【００４８】
以下で詳しく論じるＥＭ船上コンピュータ１２１２は、ＲＯＶアセンブリ１２０８と通信し、オペレータ入出力機能を提供し、実時間データ処理を行なう。例示的なデータ処理タスクには、送信波形に対する受信電磁センサ信号の大きさと位相の測定が含まれる。これらのタスクを以下でさらに詳しく論じる。
【００４９】
船上ナビゲーションシステム１２１６は、音響測位モジュール１２２０からの信号に基づいて、水上船に対するＲＯＶアセンブリ１２０８の位置を測定し、その位置推定を静止衛星測位モジュール１２２４によって決定される水上船位置と結合し、生データと未処理データとを記録する組込コンピュータシステムである。一構成では、ナビゲーションシステムは、静止衛星を利用した座標と第２のアセンブリ１２０８から受信したナビゲーションセンサ情報とを使用し、これを、水上船を利用した音響測位モジュール１２２０からの測定値と統合する。音響測位モジュール１２２０は音響信号を用いてＲＯＶアセンブリを設置する任意の適切な装置とすることができ、静止衛星測位モジュール１２２４は全地球位置測定システム（ＧＰＳ）センサなどの任意の適切なセンサとすることができる。一構成では、音響測位モジュール１２２０は、超短ベースラインユニットである。別の構成では、音響測位モジュール１２２０は、水上船ではなく海床１２８を基準としており、長ベースラインユニットである。ＲＯＶ位置の推定値を生成するために、カルマンフィルタまたは同等のアルゴリズムが典型的に利用される。
【００５０】
第２のアセンブリ１２０８は、海床１２８上方のＲＯＶの高度を測定するための高度計１２２８（音響マルチビームソナーまたは音響高度計など）と、送信機コイル１１２に動作可能に係合される電磁送信機キャニスタ１２３０と、複数の電磁受信機センサ１１６ａ−ｎと動作可能に係合される電磁受信機キャニスタ１２３２と、水上船に対するＲＯＶの位置を測定するためのナビゲーション・センサ・パッケージ１２３６とを含む。パッケージ１２３６は、深度センサ１２４０と、海床および水柱のうち少なくとも１つに対するＲＯＶの速度を測定するためのドップラー速度センサ１２４４と、縦揺れ、横揺れ、角速度、および並進運動加速度を測定するための慣性センサ１２４８と、船首方位センサ１２５２（光ファイバージャイロスコープなど）と、船上を拠点とする音響測位システムと通信するための音響トランスポンダまたはレスポンダ１２５６とを含む。図から分かるように、各種センサは、所望の測定値を収集する任意の適切なセンサとすることができる。
【００５１】
電磁送信機キャニスタ１２３０は、水中キャニスタタイプのハウジングであり、これは電磁（ＥＭ）コイル１１６を駆動するためのパワーアンプを内蔵している。従来の高出力オーディオアンプはこの用途に適している。アンプへの「オーディオ」信号入力は、好ましくは受信機キャニスタ１２３２内のコンピュータにおける波形発生器に由来する。前述の通り、コイル１１６は、海底に入り込む電磁場を発生する。一構成では、唯一のコイル１１６が使用される。他の構成では、複数のコイル１１６が使用される。好ましい構成では、一方が他方の上方に配置された第１および第２のコイルが使用される。この構成によって、システムはプラットフォームの高度を変更せずに「ディッピング」の影響、すなわち、海底に向う移動と海底から遠ざかる移動とをエミュレートすることができる。
【００５２】
電磁受信機キャニスタ１２３２は、海中のデータ収集装置および実時間処理装置を内蔵している。この装置は、受信機センサ１１６からの信号を入力するための高分解能アナログデジタル変換器を含む。また、この装置は、ＥＭ船上コンピュータ１２１２と通信して第１のアセンブリから命令を受信し、このアセンブリにデータを提供する。
【００５３】
図１４は、送信機キャニスタ１２３０および受信機キャニスタ１２３２における様々な部品間の電気的インターフェースの実施形態を示す。このインターフェースはトランスキャニスタ１４００を含んでおり、トランスキャニスタ１４００は２２０Ｖセンタータップ付きの二次巻線にデータが接続された３相ステップダウントランスを内蔵する。二次巻線は、２００Ｖの３相出力において１５ｋＶＡ、または１１０Ｖの３相出力において７．５ｋＶＡと定格が定められている。受信機キャニスタおよび送信機キャニスタはいずれも、トランスキャニスタ１４００から給電される。受信機キャニスタは、マルチビームソナーセンサ１４０４に電源を供給する。ＲＯＶ末端キャニスタ１４０８は、トランスキャニスタ１４００の部品と供給パイプライン１２４の部品との間の電気的インターフェースを提供する。
【００５４】
図１３は、一実施形態によるシステムを示すブロック図である。この実施形態は、第１および第２アセンブリが多数の追加部品を含むことを除いて前述の実施形態と類似している。
【００５５】
第１のアセンブリ１３００は、たとえば、複数のマッピング・ソナー・コンピュータ１３０４ａ−ｊと、海底下コンピュータ１３０８と、マルチビームコンピュータ１３１２と、磁気探知器コンピュータ１３１６と、重力計コンピュータ１３２０と、ビデオ処理モジュール１３２４とを含む。様々な部品がＥＭマッピングコンピュータ１３２８にデータを提供する。
【００５６】
マッピング・ソナー・コンピュータ１３０４ａ−ｊは、マッピングソナー１３３２ａ−ｉからのデータを処理し、オペレータに表示と制御を提供し、生データと処理データとを記録する。
【００５７】
海底下コンピュータ１３０８は、海中の海底下プロファイラ１３３６からのデータを処理し、海底を覆う沈泥の深さを推定し（任意）、オペレータに表示と制御を提供し、生データと処理データとを記録する。
【００５８】
マルチビームコンピュータ１３１２は、海中マルチビームソナー１３４０からのデータを処理し、海底の等高線を推定し、オペレータに表示と制御を提供し、生データと処理データとを記録する。
【００５９】
磁気探知器コンピュータ１３１６は、海中磁気探知器１３４４からのデータを処理し、局所磁場を推定し、オペレータに表示と制御を提供し、生データと処理データとを記録する。
【００６０】
重力計コンピュータ１３２０は、海中重力計１３５２からのデータを処理し、局所重力異常を推定し、オペレータに表示と制御を提供し、生データと処理データとを記録する。
ビデオ処理モジュール１３２４は、表示、ロギング、および（任意で）フィルタ処理、拡大、特徴抽出、相対速度推定を含む。
【００６１】
ＥＭマッピングコンピュータ１３２８は、時間同期された海底下コンピュータ１３０８、船上コンピュータ１２１２、マルチビームコンピュータ１３１２、および船上ナビゲーションシステム１２１６からデータを受信し、調査結果を表示するマップを作成する。これを可能にするために、すべてのデータに共通基準時刻に準拠したタイムスタンプが記録される。このようなマップの例が図１８〜１９に示される（以下で論じる）。
【００６２】
第１のアセンブリ１３００は、複数のマッピングソナー１３３２ａ−ｉ、海底下プロファイラ１３３６、マルチビームソナー１３４０、磁気探知器１３３４、ビデオカメラ１３４８、および重力計１３５２を含む。
【００６３】
マッピングソナー１３３２ａ−ｉは、サイドスキャンソナーおよび前方ソナーを含む。前方ソナーは、可視光で見える視距離を超える海中船前方の物体を調べるために海中船のオペレータによって典型的に使用される。このソナーは、展開されたアームが海底などの物体と衝突する可能性を回避するために重要な場合がある。サイドスキャンソナーは、特徴のマッピングに典型的に使用される。サイドスキャンソナーは、マルチビームソナーよりも広いスワス幅を提供する。これらの装置は、本来、深浅測量情報を提供しないが、代わりに、海底の硬さと粗さとを示す反射率情報を提供する。この情報は、湖盆図を拡大するために利用される。これらの装置から得られるデータは、将来の観察のためにモザイクに取り込まれる。
【００６４】
海底下プロファイラ１３３６は、海床を調査して注目する炭化水素鉱床または鉱物鉱床を覆う沈泥の量を測定するプロファイラである。海床の導電率をよりよく推定するために、この沈泥の深さを高度の測定値に加えることができる。
【００６５】
マルチビームソナー１３４０は、高度計として等深線データ収集用に使用される１つまたは複数のマルチビームソナーを備える。これらのソナーによって、地球物理学システムは湖盆図と導電率マップを作成することができる。
【００６６】
磁気探知器１３４４は、局所的磁気異常を測定する。局所磁気構造のマップを生成するために、データは後処理されて「反転」される。
ビデオカメラ１３４８は、海中船の前方の物体を調べるために海中船のオペレータによって使用され、また検査と探査を目的として海中船の顧客によって使用される。また、これらのカメラから得られるデータは、海底のモザイク図を生成するために使用される。さらに、下向きカメラを用いると、海床に対する海中船の速度と方向の推定値を生成するために「オプティカルフロー」情報を抽出することができる。
【００６７】
重力計１３５２は、局所重力場における微小な変化を検出する。これらの変化は、金属鉱床（重力の増加）および埋蔵ガス鉱床（重力の減少）を探し出すために利用される。
図１５は、地球物理学システムの一実施形態を示しており、このシステムはＥＭ船上コンピュータ１２１２だけでなくＲＯＶ１００の表面に配置された受信機キャニスタ１２３２に典型的に内蔵される海中コンピュータ１５００も含む。
【００６８】
海中コンピュータ１５００は、データ収集、データ出力を実行し、時間変動波形または周波数変動波形、制御機能（たとえば、追加機器のオン／オフ）、および健全性監視（たとえば、温度の監視、水アラーム、接地事故、パワーアンプのステータス）を生成することによってコイル１１２の励起を実行し、標準ＴＣＰ／ＩＰイーサネット（登録商標）プロトコルを用いて船上コンピュータ１２１２と通信する。コンピュータ１５００は、アナログデジタル（「Ａ−Ｄ」）変換器１５０４、デジタルアナログ（「Ｄ−Ａ」）変換器１５０８、デジタルインターフェース１５１２、信号捕捉、波形発生、および制御と健全性検知を実行する浮動小数点ゲートアレイ（「ＦＰＧＡ」）１５１６、ならびにホストコントローラ１５２０を含む。波形は、Ｄ−Ａ変換器１５０８によってアナログ信号に変換され、送信機キャニスタ（１２３０）パワーアンプに供給される。Ａ−Ｄ変換器１５０４は、センサ１１６から検出信号を受信する。センサ１１６によって検出された信号は、微小であり、Ａ−Ｄ変換器１５０４によって高速（典型的に２０ｋＨｚ）かつ高分解能（典型的に２４ビット）でサンプリングされる。こうした高速でサンプリングする理由は、非常に低い信号レベルでのノイズ除去を改善するとともに、船上を拠点とするロックインアンプが送信信号に対して非常に正確な振幅と位相の測定値を決定するのを助けるためである。また、海中コンピュータ１５００は、送信波形の場の強度を測定する「探知コイル」から信号を入力することができる。
【００６９】
海中コンピュータ１５００およびナビゲーションセンサ１２３６からのデータは、供給パイプライン１２４における光ファイバーリンクによってパケットとして船上コンピュータ１２１２に転送される。光ファイバーリンクは、各端に、信号送信用光ファイバー、正のデジタルハードウェア変調器、および復調器を含む。下端において、光ファイバーリンクは、ＴＣＰ／ＩＰインターフェースから海中コンピュータ１５００に結合し、さらに特定の別のハードウェアインターフェースを介して、ナビゲーションセンサ１２３６に結合する。上端において、光ファイバーリンクは、船上コンピュータ１２１２から役割に特有の他の装置に結合し、さらにナビゲーションセンサ１２３６に結合する。
【００７０】
一部の変形では、船上コンピュータ１２１２は、海面または遠隔地の機器オペレータに、システムを制御して収集されたデータを精査する機能を提供する。オペレータは、システム操作パラメータを調整して測定結果を実時間で分析することができる。他の変形では、システムは独立に動作し、操作命令は事前にプログラムされ、データはＲＯＶが回収された後で精査される。たとえば、機器は海面下方のＲＯＶに搭載されてもよく、オペレータはＲＯＶ母船に対して遠く離れた陸上の場所に位置してもよい。
【００７１】
船上コンピュータ１２１２は、ソフトウェア・ロックイン・アンプ１５２４、第１および第２のＲＯＶ高度補償モジュール１５２８ａ−ｂ、マップディスプレイ１５３２、チャートディスプレイ１５３６、メーターディスプレイ１５４０、処理データロギングモジュール１５４４、時系列データロギングモジュール１５４８、およびシステム制御１５５２を備える。ソフトウェア・ロックイン・アンプ１５２４は、信号処理機能の重要な部分である。このアンプは各「探知コイル」から基準信号を入力し、探知コイルは、電流を駆動する電磁コイル１１２の大きさおよび位相と各センサ１１６からの受信信号とをアンプに伝える。この後、アンプ１５２４は、送信信号の周波数における受信信号の大きさと送信信号に対する受信信号の位相とを計算する。ロックインアンプ１２５４は、ノイズの存在下で信号の振幅と位相を測定する効果的な方法を提供することができる。ノイズは、基準信号によって伝えられる周波数と位相で入力信号をフーリエ変換することによって除去される。フーリエ変換は、基準復調パラメータ１５５６と入力信号とを複数の復調チャネル１５６０ａ−ｎに入力することによって実行され、複数の復調チャネル１５６０ａ−ｎの各々は特定の大きさと位相に対応する。ロックインアンプは、基準信号周波数を中心として狭帯域フィルタの機能を果たす。
【００７２】
図１６を参照すると、基準信号１６００は、基準信号から周波数および位相情報を抽出して純粋正弦波１６０８および純粋余弦波１６１２を発生する内部基準シンセサイザ１６０４に供給される。この後、正弦波１６０８は、混合信号１６２４を形成するために入力信号１６２０と混合される１６１６。入力信号１６２０中の各周波数成分に対して、ミキサー１６１６は、内部基準１６００と信号成分との周波数の差に等しい周波数（ωＲ−ωＳ）１６２０と、これら２つの周波数の和に等しい周波数（ωＲ＋ωＳ）とを有する２つの出力成分を発生する。典型的な事例では、入力信号１６２０は基準信号１６００と同じ基本周波数を有することに留意されたい。（また、入力信号１６２０は非線形歪みに起因するいくつかの低振幅の比較的高い周波数の高調波を含んでもよいが、これらは下流の低域通過フィルタ１６２８ａ−ｂによって除去されることになる。）
入力信号１６２０は基準と同じ周波数を有するので（ωＲ＝ωＳ）、第１のミキサー成分は０（ＤＣ信号）に等しい周波数を有することになり、第２のミキサー成分は基準周波数の２倍（２ωＲ）に等しい周波数を有することになる。ミキサー１６１６に続く低域通過フィルタ１６２８ａは、ＤＣ（第１の）成分以外のすべてを除去するように設定される。この成分の大きさは、入力信号１６２０、特にωＲにおけるその基本波成分の振幅と基準信号の位相に対するその位相の余弦とに比例する（Ａ・ｃｏｓ（θ））。この量は「Ｘ」と呼ばれる。
【００７３】
同じプロセスは、ωＲにおける純粋な余弦波を用いてミキサー１６３４によって入力信号１６２０に適用され、量「Ｙ」が生成される。Ｙは、信号成分の振幅と位相シフトの正弦との積に比例する（Ａ・ｓｉｎ（θ））。
【００７４】
上記２つの量から、入力信号の振幅（Ａ、これはＸとＹのベクトル和である）と相対位相（Ｒ、これは正接が上記２つの量の比である角度である）を計算することができる。
ＲＯＶ高度補償モジュール１５２８ａ−ｂは、ソフトウェア・ロックイン・アンプ１５２４からの大きさデータ出力に補正係数を適用する。ＲＯＶが一定の高度で海底を移動している場合、大きさの変化は導電率の変化によるものと考えられる。しかし、プラットフォームが高度を変更している場合、導電率の変化は表に現れないかもしれない。
【００７５】
補償機能を生成する簡単な方法では、実際のデータが使用される。電磁センサ１１６がそのプラットフォーム（たとえば、ＲＯＶ）と一体化されると、高度が連続的に変化した場合にセンサ１１６は様々なレベルの導電率を有する場所を通過する。高度変化は、今後行なわれる調査の期間に現れる変化の典型的な例であるように選択される。データが収集されると、（ａ）平均大きさ応答対高度と（ｂ）大きさ応答の標準偏差対高度とのプロットが生成される。大きさ応答は、簡単で滑らかな変曲のない多項式関数で近似される。この多項式関数は高度補償モジュールにプログラムされる。
【００７６】
いったん構成された高度補償モジュールは、大きさデータを実時間で変更された後で記録されてオペレータに表示される。
システム制御モジュール１５５２は、水アラーム表示および接地事故アラーム表示、メータ表示の選択、較正パラメータの変更、ならびにロギング動作の設定および制御など、表示と制御をオペレータに提供する。
【００７７】
各種表示モジュール１５３２、１５３６、および１５４０は、様々な表示をオペレータに提供する。
モジュール１５４４および１５４８は、生（時系列）データと処理データとを記録する。
【００７８】
信号処理手順
図１７は、様々な入力信号を処理するための一実施形態の手順を示す。
測定は、ＦＧＰＡ１５１６に入力される適切な波形定義をユーザが選択すること（ステップ１７００）によって開始される。選択波形は、正弦波に制限されず、三角波形、方形波形、ボックスカー波形、鋸歯状波形、疑似乱数波形、およびこれらの組合せなど、任意の望ましい波形であってよい。例として、コイル１１２を駆動するために三角波形が使用される場合、センサ周辺の誘導電流は方形波プロファイルを有するというファラデーの法則が適用される。しかし、他の影響が急激な遷移を制限する。急激に遷移する送信波形と受信波形の違いを見ると、海床１２８に関する他の情報を推察することができるかもしれない。たとえば、低周波では、誘電分極（ＩＰ）効果の観測が期待されるはずである。ＡＣ励起の周波数は、たとえば、約５Ｈｚ〜約５００Ｈｚの広い範囲にわたって変化する。（表皮厚さ対利得）
選択される波形定義は、対応するアナログ量に変換され（ステップ１７０４）、その後、生データストア１７２６に移動され、ＦＰＧＡ１５１６に入力され（ステップ１７０８）、発生された電流波形はコイル１１２に入力される。前述の通り、励起されたコイル１１２を流れる電流による磁場（Ｈ場）は、周囲の導電性媒体に所定波形の渦電流を誘起することになる。たとえば、発生される電流波形が三角波の場合、渦電流は方形波状となる。
【００７９】
Ｈ場を感知する「探知」コイル１７１２は、送信機コイル１１２から送信場出力に関係する信号を受信する。Ｅ場感知双極子１７１６として示されるセンサ１１６は、対応するＥ場に関係する信号を受信する。受信信号は、Ａ−Ｄ変換器１５０４によって対応するデジタル量に変換される（それぞれ、ステップ１７２０および１７２４）。送信機コイル１１２に提供される選択されたアナログ波形と測定されたＨ場およびＥ場の対応するデジタル量とが生データストア１７２６に保存される。
【００８０】
ステップ１７２８において、フーリエ変換、フェーズ・ロック・ループ、あるいは受信信号と同期的に測定された送信機信号との相互相関など、受信信号の実時間分析または後処理分析が実行される。Ｈ場感知コイル１７１２は、送信機信号を同期的に測定する。このステップの出力は、測定された送信波形に対する実部および虚部の周波数領域応答関数および時間領域応答のうち少なくとも１つである。全周波数で同相応答および逆相応答を測定することによって、応答を等価な時間領域応答に変換することができ、また、常に時間応答を測定することによって、測定された時間応答を等価な同相応答および逆相応答に変換することができる。
【００８１】
ステップ１７３４において、システム測位および位置記録の測定値とソナー等深線情報（存在する場合）、ならびに他の地球物理学データ（存在する場合）が回収される。
ステップ１７２８および１７３４の出力は、ステップ１７３８に提供される。ステップ１７３８において、ステップ１７３４からの測定データ位置情報は、ステップ１７２８からの応答関数／応答、適用された電磁システム応答補正、ならびに実行された実時間処理または後処理およびマップ作成と統合される。ステップ１７３８の出力は、データ出力としてユーザに提供されるか（ステップ１７４２）、または最終処理データストアに保存される（ステップ１７４６）。
【００８２】
地球物理学的調査方法
地球物理学的調査に先立って、試験測定を実施してシステムを較正するために、システムは、通常、開放水域で運転される。コイル電流と、コイルの形状と、電極の形状との関係をモデル化することはできるが、ある程度の変動が常に存在する。さらに、センサ１１６を潜水作業船に展開する必要性によって比抵抗に局所的な歪みが生じる。潜水作業船は導電性部品と抵抗性部品の組合せを含むことになり、これによって比抵抗に局所的な歪みを生じる。送信機コイル１１２が送信しており、センサ１１６が受信している場合、潜水作業船が海床に近づくと、海底の導電性が海水の導電性よりもどの程度高くなるかに応じた電極電圧の変化を観察することができる。これは、海底導電率の非常に簡単な定性試験である。同様に、作業船が海床から離れるにつれて電極電圧がその標準状態に戻ることを観察することができる。
【００８３】
試験および較正に続いて、潜水作業船は調査パターンを開始し、海床１２８の上方を航行して以下の情報を記録する。
送信機出力レベル
導電率を測定するための電極電圧
導電率を較正するための高度
地球物理学的位置（緯度、経度、深度）−導電率マップの生成が可能である
通常動作において一般に記録される追加情報は以下の項目を含む。
主作業船下方の地形（地形図および導電率マップの同時生成が可能である）
海底下プロファイル−主作業船下方の堆積物の厚さを推定し、海床における鉱石を含む岩石上方の高度の推定を改善する
記録されたデータに基づいて地球物理学的マッピングが実行される。
【００８４】
システムを海床１２８上方の一定高度で航行させる代わりに、「ディッピング」によって海床１２８に近づいたり離れたりするときに見られる挙動を利用することができる。「ディッピング」では、結果として得られる電極電圧を常に監視しながら作業船の高度が周期的に変更される。
【００８５】
図から分かるように、システムは海洋環境における鉱床の検出に限定されない。システムは、海床表面または海床内部に埋蔵された異常な抵抗性または導電性を有するいかなる種類の物体の検出にも利用される。たとえば、システムはパイプまたは他の同様の物体を探すために利用されてもよい。システムは、導電性流体の現場導電率の測定に利用される。また、システムは、海水以外の水域における塩水レンズまたは淡水レンズの検出、あるいは湖底や川底の見かけ比抵抗の測定に利用される。送信機コイルが流体上方の空中にある場合、システムはこの流体の導電率の推定、システム下方の水などの導電性流体との様々な幾何学的界面との推定、ひいては、この流体の性質である深さなどにおける潮流分布の推定に利用される。
【００８６】
実験
図５〜７に示される種類のプロトタイプ地球物理学システムは、１７００ｍの深さにある銅鉱物の推定埋蔵量に関する電磁法探査に利用された。この鉱物の推定埋蔵量は、事前に掘削によって分析されている。
【００８７】
図１９は、鉱化および非鉱化掘削孔、分析結果を待つ掘削孔、掘削分析に基づく鉱化システムの予想範囲、および観察された硫化物の露頭を示す湖盆図である。
図１８は、プロトタイプ地球物理学システムによって測定された電磁応答を示す。測定された電磁応答によって予想された鉱化地域は、掘削計画によって測定された鉱化地域と密接に相関する。
【００８８】
本発明の例示的なシステムおよび方法が、ＲＯＶを拠点とする海底調査に関して説明されている。ただし、本発明が不必要に分かりにくくならないように、前述の説明ではいくつかの既知の構造および装置を削除している。この削除は、発明の主張範囲を制限するものと解釈されるべきではない。本発明の理解を促すために、詳細情報が示される。ただし、本発明は本明細書に示される詳細情報以外の様々な方法で実施されてもよいことを理解されたい。
【００８９】
さらに、本明細書に示される例示的な実施形態は展開されるシステムの様々な構成部品を示すが、システムの一部の部品は、ＬＡＮおよびインターネットのうち少なくとも１つなどの分散型ネットワークの遠隔部分に、あるいは専用システム内部に遠隔で設置される。したがって、システムの構成部品は自律型水中ロボット、曳航装置などの１つまたは複数の装置に統合され、あるいはアナログおよびデジタル電気通信ネットワークのうち少なくとも１つ、パケット交換ネットワーク、または回路交換ネットワークなどの分散型ネットワークの特定ノードに展開されることを理解されたい。システムの構成部品はシステムの動作に影響を与えることなく構成部品の分散型ネットワーク内における任意の場所に配置されることは前述の説明および計算効率上の理由から理解されよう。たとえば、様々な構成部品が、１つまたは複数の通信装置、１つまたは複数のユーザ構内、あるいはこれらを組み合わせた装置または場所において、ＰＢＸおよびメディアサーバ、ゲートウェイ、などの切替器に設置される。同様に、システムの１つまたは複数の機能部分は、通信機器と関連コンピュータ装置との間に分散される。
【００９０】
さらに、要素を接続する様々なリンクは有線リンク、あるいは無線リンク、あるいはこれらの任意の組合せ、あるいは接続された要素との間でデータを供給および伝達のうち少なくとも１つが可能な他の既知の要素または後に開発される要素であってもよいことを理解されたい。これら有線リンクまたは無線リンクは、セキュアリンクとすることができ、また暗号化情報を伝えることができてもよい。リンクとして使用される送信媒体は、たとえば、同軸ケーブル、銅線、光ファイバー、音響リンク、およびレーザー光線を含む電気信号用の任意の適切な伝達体とすることができ、電波、青−緑レーザー、および音響テレメトリデータ通信など、音波または光波の形態をとってもよい。
【００９１】
また、フローチャートが特定の事象シーケンスに関して論じられて示されているが、本発明の動作に実質的に影響を与えることなくこのシーケンスに対する変更、追加、および削除が行なわれることを理解されたい。
【００９２】
本発明についてはいくつもの変更および修正を採用することができる。本発明の一部の特徴を備えることは他の特徴を備えなくても可能なはずである。
たとえば、代替的な一実施形態では、時間的に変化する磁場を生成するために使用される垂直に方向付けられた送信機コイルは、水平移動する電気双極子で置き換えられる。この実施形態では、センサは送信機双極子の垂直平面内に最適に配置されるコイルであり、あるいは送信機電流双極子の垂直平面内に最適に配置される電場測定双極子である。
【００９３】
さらに別の実施形態では、海水のバックグラウンド導電率を測定するために、導電率計がシステムに追加されている。これは、システムの応答を補正するためのベースライン値を提供することになる。すなわち、システムは、海水で囲まれて海底から離れているときに測定される値を基準として、海底に近いときに異常値を測定する。
【００９４】
他の実施形態では、鉱体の非対称な応答に関係するパラメータが測定できるように、追加の電場センサまたは磁場センサが展開される。
別の実施形態では、システムは作業船から展開される非常に大きい高電流送信機ループを有しており、この場合、拘束センサまたは自由遊泳性センサのいずれかを用いてループ下方のＥ場が測定される。この変形システムは、かなりの深さまで侵入するはずである。
【００９５】
他の実施形態では、システムおよび追加マッピングセンサが、標準的な水中ロボットおよびプラットフォームで展開されるようにモジュール化されている。これらはＲＯＶ、ＡＵＶ、有人潜水船、曳航体、グライダー、または海底クローリングシステムであってもよい。
【００９６】
別の代替的な実施形態では、データロギングおよびナビゲーションシステムが削除されており、したがって、機器は瞬時測定値を即座に解釈するためのディスプレイに伝えるだけである。
【００９７】
さらに別の実施形態では、コイル１１２は電極対で置き換えられる。
さらに別の実施形態では、本発明のシステムおよび方法は、専用コンピュータ、プログラムされたマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラ、および周辺集積回路素子、ＡＳＩＣまたは他の集積回路、デジタル信号プロセッサ、個別素子回路などのハードワイヤード電子回路または論理回路、プログラム可能な論理デバイス、またはＰＬＤ、ＰＬＡ、ＦＰＧＡ、ＰＡＬなどのゲートアレイ、専用コンピュータ、同等の手段などとともに実現される。一般に、本明細書に示される手順を実現可能なデバイスまたは手段は、本発明の様々な態様を実現するために使用される。本発明に使用される例示的なハードウェアは、コンピュータ、携帯端末、電話、（たとえば、携帯電話、インターネット電話、デジタル電話、アナログ電話、ハイブリッド電話など）、および従来知られているその他のハードウェアを含む。これらのデバイスの一部は、プロセッサ（たとえば、単一または複数のマイクロプロセッサ）、メモリ、不揮発性記憶装置、入力装置、および出力装置を含む。さらに、分散型処理、またはコンポーネント／オブジェクト分散型処理、並列処理、または仮想マシン処理を含むが、これらに限定されない代替ソフトウェアの実装は本明細書に記述された方法を実施するために構築することもできる。
【００９８】
さらに別の実施形態では、開示された方法は、様々なコンピュータまたはワークステーションプラットフォーム上で使用されるポータブル・ソース・コードを提供するオブジェクトソフトウェア開発環境またはオブジェクト指向ソフトウェア開発環境を用いてソフトウェアと連携して容易に実施されてもよい。あるいは、開示されたシステムは、標準的な論理回路またはＶＬＳＩ設計を用いて部分的または全面的にハードウェアで実現されてもよい。本発明に従ってシステムを実現するのにソフトウェア、ハードウェアのいずれを採用するかは、システムの速度要件および効率要件のうち少なくとも１つ、特殊な機能、ならびに利用されている特殊なソフトウェアまたはハードウェアまたはマイクロプロセッサまたはマイクロコンピュータシステムに左右される。
【００９９】
さらに別の実施形態では、開示された方法は、記憶媒体に保存されて、コントローラおよびメモリ、専用コンピュータ、マイクロプロセッサなどと連携してプログラム汎用コンピュータで実行されるソフトウェアで部分的に実現されてもよい。このような場合、本発明のシステムおよび方法は、アプレット、ＪＡＶＡ（登録商標）、またはＣＧＩスクリプトなどのパソコンに組み込まれたプログラムとして、サーバまたはコンピュータのワークステーションに常駐するリソースとして、専用測定システム、システム構成部品などに組み込まれたルーチンとして実現される。また、このシステムは、このシステムおよび方法のうち少なくとも１つをソストウェアおよびハードウェアシステムのうち少なくとも１つに物理的に組み入れることによっても実現される。
【０１００】
本発明は、特定の標準およびプロトコルに準拠した実施形態で実現される構成部品および機能を説明しているが、本発明はこのような標準およびプロトコルに限定されない。本明細書で言及していない他の同様の標準およびプロトコルが存在しており、これらが本発明に含まれるものと考えられる。さらに、本明細書で言及された標準およびプロトコル、ならびに本明細書で言及されていない他の同様の標準およびプロトコルは、本質的に同じ機能を有するより高速でより有効な標準およびプロトコルに定期的によって代替される。同じ機能を有するこのような代替標準およびプロトコルは、本発明に含まれる等効物と考えられる。
【０１０１】
本発明は、様々な実施形態、構成、および態様において、実質的に本明細書において描かれ説明されたような構成部品、方法、プロセス、システム、および装置のうち少なくとも１つを含み、それらの様々な実施形態、部分組合せ、および部分集合を含む。当業者は、本開示を理解した後にはいかにして本発明を実行しかつ利用すべきかを理解するであろう。本発明は、様々な実施形態、構成、および態様において、本明細書、あるいはそれらの様々な実施形態、構成、または態様に描かれておらずかつ／または説明されていない品目が存在しない装置およびプロセスを提供することを含み、たとえば、性能を改善し、実施事例を実現し、かつ／または実施コストを削減するために、以前の装置またはプロセスで使用され得たような品目が存在しない装置およびプロセスを含む。
【０１０２】
本発明の前述の議論は、図示および説明を目的として提示されている。前述の内容は、本発明を本明細書に開示された形態に限定するものではない。たとえば、前述の「発明を実施するための形態」では、本発明の様々な特徴が本開示の簡素化を目的として１つまたは複数の実施形態、構成、または態様にグループ化されている。本発明の実施形態、構成、または態様の特徴は、上記で論じられた以外の代替の実施形態、構成、または態様で組み合わせられてもよい。この開示方法は、主張された本発明が各請求項に明示的に列挙された特徴よりも多くの特徴を必要としているとの意図を反映するものと解釈されるべきではない。むしろ、以下の特許請求の範囲が示すように、本発明による態様の特徴は開示された前述の単独の実施形態、構成、または態様すべての特徴よりも少ない。したがって、以下の特許請求の範囲は、本明細書によって、この「発明を実施するための形態」に組み入れられ、各請求項は本発明の個々の好ましい実施形態として独立している。
【０１０３】
さらに、本発明の説明は、１つまたは複数の実施形態、構成、または態様の説明を含んでおり、一部の変形および修正、その他の変形、組合せ、および修正は、たとえば、本開示を理解した後には当業者の技術及び知識の範囲内にあるように、本発明の範囲内である。主張されたものに対して代替的で、互換性があり、かつ／または同等な構造、機能、範囲、またはステップが本明細書において開示されているか否かにかかわらず、かついかなる特許性のある対象をも公に捧げることを意図することなく、このような代替的で、互換性があり、かつ／または同等な構造、機能、範囲、またはステップを含む、別の実施形態、構成、または態様を許容される程度まで含む権利を得ることを目的とする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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