(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地震探査活動で生成された地震探査情報を処理するための方法であって、地震探査情報の第１部分は、少なくとも一つのジオフォンが前記地震探査活動中に振動を検出することによって生成されたジオフォン応答出力情報を含み、地震探査情報の第２部分は、前記地震探査活動を行う際に用いられる信号であって、パイロット信号、パイロット・スイープ信号、又はバイブロサイス・パイロット信号を有する震源信号情報を含み、
前記方法は、
第１のジオフォンの応答パラメータ値の第１部分に含まれる開路感度値、減衰係数値および固有周波数値をキャリブレーション・テストによって決定すること、
前記地震探査情報の前記第１のジオフォンの前記ジオフォン応答出力情報を前記開路感度値、減衰係数値および固有周波数値を用いて修正することによって、前記地震探査情報の精度を改良すること、を含む方法。
【請求項２】
前記応答パラメータ値の第１部分の少なくとも一つを用いて前記震源信号情報を修正することによって、修正震源信号情報を生成すること、
前記修正震源信号情報およびジオフォン応答出力情報を用いて、相関出力信号情報を生成することをさらに含む請求項１の方法。
【請求項３】
前記応答パラメータ値の第１部分は、移動質量パラメータ値を含み、
前記方法は、
移動質量パラメータ値を用いて前記震源信号情報を修正することによって、修正震源信号情報を生成すること、
前記修正震源信号情報およびジオフォン応答出力情報を用いて、相関出力信号情報を生成することをさらに含む請求項１の方法。
【請求項４】
前記震源信号情報およびジオフォン応答出力情報を用いて相関出力信号情報を生成すること、
前記応答パラメータ値の第１部分の少なくとも１つを用いて前記相関出力信号を修正することによって、相関出力信号情報を生成することをさらに含む請求項１の方法。
【請求項５】
前記応答パラメータ値の第１部分が移動質量パラメータ値を含み、
前記方法は、
前記震源信号情報およびジオフォン応答出力情報を用いて相関出力信号情報を生成すること、
前記移動質量パラメータ値を用いて前記相関出力信号を修正することによって、前記相関出力信号情報を生成することをさらに含む請求項４の方法。
【請求項６】
前記第１のジオフォンの応答パラメータ値の第１部分に関する情報に基づいて、前記第１のジオフォンの理想的な応答のための第１の伝達関数を決定すること、
前記第１の伝達関数を用いて、震源信号情報を修正することをさらに含む請求項１の方法。
【請求項７】
前記第１のジオフォンの前記第１部分に関する情報に基づいて、前記第１のジオフォンの理想的な応答のための第１の伝達関数を決定すること、
前記第１の伝達関数を用いて、ジオフォン応答出力情報を修正することをさらに含む請求項１の方法。
【請求項８】
前記第１のジオフォンの応答パラメータ値の第１部分に関する情報に基づいて、前記第１のジオフォンの理想的な応答のための第１の伝達関数を決定すること、
前記震源信号情報およびジオフォン応答出力情報を用いて相関出力信号情報を生成すること、
前記第１の伝達関数を用いて、前記相関出力信号情報を修正することをさらに含む請求項１の方法。
【請求項９】
動作環境において前記第１のジオフォンの直流抵抗値を計測すること、
測定された直流抵抗値を用いて、前記第１のジオフォンの現在の温度値を決定すること、
前記現在の温度値を用いて、前記第１のジオフォンのジオフォン応答パラメータの少なくとも一部を計算することをさらに含む請求項１の方法。
【請求項１０】
前記現在の温度値を用いて、前記第１のジオフォンの開路感度値を計算すること、
前記現在の温度値を用いて、前記第１のジオフォンの減衰係数値を計算すること、
前記現在の温度値を用いて、前記第１のジオフォンの固有周波数値を計算することをさらに含む請求項９の方法。
【請求項１１】
前記地震探査活動はバイブロサイス探査活動を含み、前記地震探査情報が前記ジオフォン応答出力情報および震源信号情報を用いて生成された相関出力信号情報を含み、前記方法は、前記相関出力信号を修正して、前記相関出力信号に付随する位相特性を最小にすることをさらに含む請求項１の方法。
【請求項１２】
前記地震探査活動はバイブロサイス探査活動を含み、前記地震探査情報が前記ジオフォン応答出力情報および震源信号情報を用いて生成された相関出力信号情報を含み、前記方法は、前記相関出力信号を修正して、前記相関出力信号に付随する対称的な特性を高めることをさらに含む請求項１の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジオフォン、すなわち地層内の振動を検出するための装置に関する。また、本発明は、検出動作や送信動作を行う別のタイプの振動変換器に適用することができる。
【背景技術】
【０００２】
地震探査において、地震エネルギー源を原因とする地面の振動は、離散した位置で、センサによって検出され、このセンサの出力は、地下構造の性質を決定するために用いられる。地震エネルギー源としては、地震やその他の地殻変動活動、沈下、火山活動等の自然現象、または、人為的なもの、たとえば地表または地下での作業や、地表または地下における震源の計画的な操作による音波ノイズがある。センサは、震源から生じる圧力場を検出するハイドロフォンと、震源から生じる振動を検出するジオフォンとの、２つの主要なカテゴリに分類される。
【０００３】
地震エネルギー源から直接に、または地下の反射体経由で伝搬する地震エネルギーによって地面が動く時、地表または地面を貫くボアホールの壁に設けられるジオフォンは、エネルギーの伝搬方向へ動く。しかしながら、ジオフォンの軸が運動方向に合っていれば、ジオフォン内部のスプリングに載置された可動コイルは、同じ位置に滞り、ハウジングに対するコイルの相対運動を引き起こす。コイルが磁場中で動く時、このコイルに電圧が励起され、信号として出力される。ジオフォンの応答は、周波数依存である。
【０００４】
ジオフォンを確実に正しく動作させるために、定期的にまたは使用の前にキャリブレーションを行うことが好ましい。通常、ジオフォンのメーカーおよびベンダーは、顧客に売る前に、ジオフォン・ユニットのキャリブレーションを全く行わない。むしろ、メーカーは、ジオフォン・ユニットの仕様が、特定の気温、たとえば室温において、仕様の許容範囲内であるという保証を行う。しかしながら、この種の許容範囲の保証は、ジオフォン・ユニットの適当なキャリブレーションの代わりになるものではない。従って、多くのジオフォン・ユニット購入者は、現地に設置する前に、購入したジオフォン・ユニットのキャリブレーション・テストを、購入者自身で実行している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のジオフォン・キャリブレーション・テストは、今日の地震探査活動の多くが必要とするジオフォンの精度を保証するには、しばしば不十分である。したがって、地震探査測定の精度を向上するために、従来のジオフォン・キャリブレーション・テストの改良に対する要求は、当然のことである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の種々の実施例は、地震探査活動で利用するために構成されたジオフォン応答パラメータを計算するための、様々な方法、システム、コンピュータプログラム製品に関する。少なくとも一つのキャリブレーション・テストは、ジオフォンに対して行われ、このジオフォンに関連する応答パラメータの第１部分の値を決定する。たとえば、応答パラメータの第１部分は開路感度、減衰係数、固有周波数などを含む。そして、応答パラメータの第１部分に関する情報を用いて、ジオフォンの移動質量パラメータ値が決定される。一つの実施例によれば、移動質量パラメータ値は、ジオフォンに付随する移動質量の大きさを示している。
【０００７】
本発明の別の様相は、地震探査活動で利用するために構成または設計された第１のジオフォンによって生成された応答出力情報を修正するための技術に関する。第２のジオフォンの理想的な応答のための第２の伝達関数は、第２のジオフォンに付随する一部の応答パラメータに関する情報に基づいて決定される。たとえば、応答パラメータの一部は開路感度、減衰係数、固有周波数などを含む。そして、第１のジオフォンによって生成されたジオフォン応答出力情報は、伝達関数を用いて修正される。特定の実施例によれば、第１のジオフォンに関する他の伝達関数は、第１のジオフォンに付随する一部の応答パラメータに関する情報に基づいて決定される。第１のジオフォンにより生成されたジオフォンの応答出力情報は、第１および／または第２の伝達関数を用いて修正される。
【０００８】
本発明のさらに別の様相は、地震探査活動で生成された地震探査情報を処理するための技術に関する。地震情報の第１部分は、少なくとも一つのジオフォンにより生成されるジオフォン応答出力情報を含む。地震探査情報の第２部分は、地震の探査活動を実行する際に用いられる少なくとも一つの震源信号に関する震源信号情報を含む。第１のジオフォンに付随する応答パラメータ値の第１部分が決定される。一つの実施例において、応答パラメータ値の第１部分は、ジオフォン上の少なくとも一つのキャリブレーション・テスト手続きを実行することで測定される。少なくとも一部の地震探査情報を変更し、応答パラメータ値の第１部分の一つ以上を補正することにより、地震探査情報の精度が改良される。
【０００９】
本発明の様々の様相の更なる目的、特徴および利点は、添付図面を参照してなされる、以下の好ましい実施例の記述から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】従来のジオフォン１０の一例を示す。
【図２】図１のジオフォンの簡略化された電気回路図を示す。
【図３Ａ】ジオフォン応答特性を測定するためのステップ・キャリブレーション・テスト技術の一例を示す。
【図３Ｂ】ジオフォン応答特性を測定するためのステップ・キャリブレーション・テスト技術の一例を示す。
【図４Ａ】ジオフォン応答特性を測定するためのインパルス・キャリブレーション・テスト技術の一例を示す。
【図４Ｂ】ジオフォン応答特性を測定するためのインパルス・キャリブレーション・テスト技術の一例を示す。
【図５】ジオフォン応答特性を測定するためのインピーダンス・キャリブレーション・テスト技術の一例を示す。
【図６】ジオフォン応答特性を測定するためのダイナミック・キャリブレーション・テスト技術の一例を示す。
【図７Ａ】ジオフォン応答特性を測定するための相互関係キャリブレーション・テスト技術の一例を示す。
【図７Ｂ】ジオフォン応答特性を測定するための相互関係キャリブレーション・テスト技術の一例を示す。
【図８】バイブロサイス探査のために使用できる様々な装置構成の一例を示す。
【図９】図８に示される様々な特性および装置の間の異なる信号経路の一例を示す。
【図１０Ａ】与えられた期間に周波数が変化（たとえば５Ｈｚから５０Ｈｚ）するフィルタ処理されていないスイープ信号の一例を示す。
【図１０Ｂ】ジオフォンでフィルタ処理が行われた後の、シミュレートされたスイープ信号の一例を示す。
【図１１】フィルタ処理がなされてない（当初の）スイープ信号１１０２とジオフォンでフィルタ処理が行われたスイープ信号１１０４との間の相関関係の一例が、グラフを用いて示されている。
【図１２】どのように本発明のジオフォンの応答補正技術が、バイブロサイス探査処理のために設置されたジオフォン列に適用されるかを示す１つの実施例のブロック図である。
【図１３】どのように本発明のジオフォンの応答補正技術が、バイブロサイス探査処理のために設置されたジオフォン列に適用されるかを示す別の実施例のブロック図である。
【図１４】補正されていないジオフォンの応答信号と、本発明のジオフォンの応答補正技術を使用して補正されたジオフォンの応答信号との間の差分を、グラフを用いて示している。
【図１５】補正されていないジオフォンの応答信号と、本発明のジオフォンの応答補正技術を使用して補正されたジオフォンの応答信号との間の差分を、グラフを用いて示している。
【図１６】インピーダンス・キャリブレーション・テスト技術の特定の実施例の概略を記述するためのダイアグラム１６００を示す。
【図１７】複素平面上の円で表示される、インピーダンス式の実数部および虚数部を示す。
【図１８】本発明のジオフォンのキャリブレーションおよび補正技術の様々な様相を実装するのに適したネットワーク装置６０を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下により詳細に記載されているように、本発明は、地震探査活動を改良し容易にするために用いられる様々な技術を提供する。たとえば、本発明の一つの様相は、ジオフォン応答パラメータの現地測定を可能にする技術に関する。本発明の別の様相は、ジオフォンのキャリブレーションを改良するため、そして、ジオフォン応答パラメータの測定の精度を改良するための技術に関する。本発明のさらに別の様相は、ジオフォンの応答出力データの精度を改良するために、このデータの補正を行う技術に関する。
【００１２】
本出願に記載した様々な技術および機能のより良い理解のために、先ず、ジオフォン測定技術の概要を記述する。
【００１３】
地震調査では、地下を伝播する地震波を測定することにより、地中の構造イメージをマッピングする。しばしば、ジオフォンは、たとえば、ダウンホール、地表面や海底等の、様々な位置で地震信号を検出するために用いられる。従来のジオフォンの一例が、図１に示されている。図１のジオフォン１０は、図１に示すように、ボビン１４に載置された可動コイル１２、１３、マグネット１５、サスペンション・スプリング２０、２２を備えた一対のポールピース１６、１８、およびハウジング２４を含む。ポールピース１６、１８およびハウジング２４は、透磁的材料でできており磁場を発生させ、可動コイル１２、１３はその磁場の中に支持される。図１の例では、可動コイル１２、１３、ボビン１４およびサスペンション・スプリング２０、２２の組み合わせによって、ジオフォンの実効移動質量部（ｍ）が形成される。本件出願において用いられているように、「ジオフォン」という用語は、図１に示されているような従来タイプのジオフォンや、たとえばこの従来タイプのジオフォンに比較して、測定可能な加速度範囲が広く設計または構成されるジオフォン加速度計（ＧＡＣ）を含んでいる。
【００１４】
図１の実施例に示すように、ジオフォン１０は、１つまたは一対のスプリングによって、磁束内に支持されたコイルの移動質量を含む。磁気回路のハウジングが外部振動によって動く間、可動コイルは同じ位置に留まろうとする。図２は、図１のジオフォンの略図である。図２に示すように、可動コイル２０２は外部振動に応答して電圧ｅgを生成する。コイルには、直流抵抗ｒが付随している。必要な減衰係数を得るために、ジオフォン出力には抵抗Ｒが設けられている。
【００１５】
通常、ジオフォンの応答は、たとえば、室温における、その固有周波数、減衰係数、感度およびコイルの直流抵抗といった付随する応答特性により決定される。従来のジオフォンの応答特性の一例が、以下の式（１）乃至（６）により表される。説明のため、ここではジオフォンが正弦波の地面の加速度に応答するものとする。即ち、たとえば、地面の加速度が
【００１６】
α = ａ・sin(ωt) (1)
【００１７】
で表され、ジオフォンの応答が、次の式により特徴付けられる。
【００１８】
ｅg= A(ω)sin(ωt−φ) (2)
【００１９】
ここで、
0005468045.tif 000002
0005468045.tif 000003
0005468045.tif 000004
0005468045.tif 000005
【００２０】
ここで、
ｅgは発生電圧に対応し、
Ｓ0は開路感度に対応し、
Ｓはトータル感度に対応し、
ζ0は開路減衰係数に対応し、
ζはトータル減衰係数に対応し、
ω0は固有周波数 = 2πfoに対応し、
ｒは直流抵抗に対応し、
Ｓは分岐抵抗に対応し、
ｍは実効移動質量に対応する。
【００２１】
（バイブロサイス）
地震データの取得において、地下の地質学的構造を調べるために、地震波を利用する。物理探査技術の１つに、一般に「バイブロサイス」探査または単にバイブロサイスと呼ばれるものがある。バイブロサイスは、地中や水中を伝播し、地震検知器（たとえばジオフォン）により検出される、制御された波列を生成するバイブロサイス震源を利用する。
【００２２】
図８は、バイブロサイス探査に用いられる様々な装置構成の一例を示す。図８の一例に示すように、地震データの地表取得は、地表バイブロサイス震源８１２を使用して実行することができる。通常、地表バイブロサイス震源は、スイープ時間として知られる選択された期間の間に励起された波動場を発する。地震検知器（たとえば、地表取得ジオフォン８０６ａ、ダウンホール取得ジオフォン８０６ｂ）は、スイープ期間の間および聴取時間（listen time）と一般に呼ばれる追加期間の間、地面の運動を検出する。通常、励起は、約２から約２０秒またはそれより長いスイープ時間の間、連続的に変化する周波数で地面または水域に印加された正弦波の波動場を形成するように行われる。一般に、地震データの海洋取得では、海洋エアガン震源は、一般に多重周波数を有する単一パルスを含む震源信号を生成するために用いる。
【００２３】
図８に示されているようなバイブレータ８１２を利用する地震の取得の場合、パイロット・スイープ信号がバイブレータを駆動し、このパイロット・スイープ信号に基づいて、バイブレータが地中に音波信号を注入する。地表および／またはダウンホールのジオフォン（８０６ａ、８０６ｂ）は、図８に示すように地中を伝播する信号を検出する。ジオフォンにより検出された信号は、上記の式（１）および（２）のジオフォン伝達関数によって、フィルタ処理をかけられる。そして、記録された信号は、地震レコーダ（たとえば、地表地震レコーダ８０４ａ、ダウンホール地震レコーダ８０４ｂ）に直接送られるパイロット・スイープ信号（８０２ａ、８０２ｂ）と相関がとられる。
【００２４】
図９は、図８に示される様々な位置および装置の間の異なる信号経路の一例を示す。ここで、説明のために、バイブロサイス相互相関技術の一例を、図９、１０Ａ、１０Ｂおよび１１を参照して例示する。
【００２５】
図１０Ａは、与えられた期間、周波数が変化（たとえば５Ｈｚから５０Ｈｚ）するフィルタ処理されていないスイープ信号の一例を示す。図９に示すように、フィルタ処理されてない電気的スイープ信号は、バイブレータ９０２および相互相関ユニット９１２に送られる。１つの実装では、バイブレータ９０２は、地層構造９０４内で、対応する地震の振動を起こす電気的スイープ信号を用いる。これらの振動はジオフォン９１０により検出され、それによりフィルタ処理されたジオフォンの応答信号が出力される。図１０Ｂは、ジオフォンでフィルタ処理が行われた後の、シミュレートされたスイープ信号の一例を示す。図１０Ｂの一例において、７０％の減衰を有する１０Ｈｚのジオフォンによって、信号のフィルタ処理が行われている。
【００２６】
相互相関ユニット９１２は、フィルタ処理されてないパイロット・スイープ信号と、ジオフォンでフィルタ処理が行われたスイープ信号との比較を行う。図１１には、フィルタ処理がなされてない（すなわち当初のまたは発信元の）スイープ信号１１０２とジオフォンでフィルタ処理が行われたスイープ信号１１０４との間の相関関係の一例が、グラフを用いて示されている。図１１に示すように、たとえば１０Ｈｚから１００Ｈｚまで、５Ｈｚから５０Ｈｚまでといった様々な範囲のスイープ信号周波数について、もはや相関結果はゼロ位相ではない。
【００２７】
（ジオフォン応答特性およびキャリブレーション）
通常、ジオフォンメーカーは、室温での名目上の（公称の）応答特性を付けてジオフォンを供給しており、この応答特性が特定の許容範囲の仕様を満たしていることを保証している。たとえば、メーカーは、固有周波数、開路感度、開路減衰係数および直流抵抗について、室温での許容範囲が±５％であると明記している。しかしながら、本発明の思想に基づいて実行されたテストによれば、ジオフォンの応答特性の５％の誤差は、結果として、１５％以上の振動振幅測定誤差となりえることが示された。
【００２８】
正確な情報を得るのに充分な精度で地震の信号を処理するために、使用前にジオフォンのキャリブレーションを行い、たとえばこのジオフォン・キャリブレーションおよび／または応答特性を考慮してジオフォンの応答から得られたデータを調整する事により、ジオフォンの応答特性を補正することが望ましい。
【００２９】
普通は、ジオフォンのキャリブレーションは、固有周波数、減衰係数、感度および直流抵抗といったジオフォンの応答特性を決定するために、ジオフォン上の一つ以上のテストを実行することによってなされる。通常、可動コイルのジオフォンの直流抵抗（ｒ）は、マルチメータを使用して測定される。ジオフォンの固有周波数、減衰係数および感度特性は、たとえば、ステップ・キャリブレーション・テスト技術、インパルス・キャリブレーション・テスト技術、インピーダンス・キャリブレーション・テスト技術またはダイナミック・キャリブレーション・テスト技術といった異なる測定技術またはテスト技術を使用することにより、測定される。ジオフォンの感度特性も、相互関係キャリブレーション・テスト技術を使用して測定できる。これらの異なる測定技術の各々は、後述の通りである。
【００３０】
ステップ・キャリブレーション・テスト技術
ジオフォンの応答特性を測定するためのステップ・キャリブレーション・テスト技術の一例は、図３Ａおよび図３Ｂに図示されている。図３Ａは、ジオフォン３００の略図である。ステップ・キャリブレーション・テスト技術の一実施例によれば、Ｅ０に電圧を印加して可動コイル３１０をその中立位置からずらす。その後（たとえば、時間Ｔ０で）、Ｅ０への電圧の印加を止め、ジオフォンはその固有振動に従って応答を行う。この固有振動は、ジオフォンの出力からの応答信号として測定される。これは、たとえば、図３Ｂに示されており、ここではステップ・テスト入力電圧３５２（Ｅ０での）とジオフォン出力信号３５４をグラフを用いて示されている。ステップ・テストを用いることで、Ｅ０の値、可動コイルの直流抵抗およびジオフォンの移動質量の大きさを含む初期パラメータ・セットに基づいて、ジオフォンの感度、固有周波数および減衰係数特性が計算される。
【００３１】
インパルス・キャリブレーション・テスト技術
図４Ａおよび図４Ｂを参照すれば、ジオフォンの応答特性を測定するためのインパルス・キャリブレーション・テスト技術の一例が示されている。図４Ａは、ジオフォン４００の概略図である。インパルス・キャリブレーション・テスト技術の一実施例によれば、インパルス・テスト信号が、４０２でジオフォンに入力される。インパルス・テスト信号の一例は、図４Ｂの信号ライン４５２によって表示されている。感度、減衰および固有周波数に対して、ジオフォンの応答出力信号４５４の一部の幅（たとえば、ａｌ、ａ２、Ｔ）が、ジオフォンの応答特性の規定の許容範囲に基づいて予め算出されている。インパルス・テスト信号は、たとえば時間Ｔ０で印加され、ジオフォンの応答特性がその応答特性の規定の許容範囲に納まっているかどうかを確認するために、ａｌ、ａ２、Ｔにおいてジオフォンの応答が測定される。通常、インパルス・キャリブレーション・テスト技術は、ジオフォンのキャリブレーションには用いられず、むしろ、ジオフォンの応答特性がその応答特性の規定の許容範囲に納まっているかどうかを確認するために用いられる。
【００３２】
インピーダンス・キャリブレーション・テスト技術
図５を参照すれば、ジオフォンの応答特性を測定するためのインピーダンス・キャリブレーション・テスト技術の一例が、示されている。インピーダンス・キャリブレーション・テスト技術の一実施例によれば、５０４で入力信号（たとえば、正弦波信号）が印加され、図５に示されているように、出力電圧ｅ１、ｅ２が測定される。測定周波数でのインピーダンスは、以下の式により導き出すことができる。
【００３３】
0005468045.tif 000006
【００３４】
式７において、コイルに印加される電気信号は、ｅ２により表される。コイルに流れ込む電流は、ｅ１およびＲで決定される。ジオフォンのインピーダンスは、次のように表現される。
【００３５】
0005468045.tif 000007
【００３６】
インピーダンスの計算では、周波数ω１、ω２における少なくとも２つの測定結果を利用する。固有周波数（ω０）、減衰係数（ζ０）および感度（Ｓ０）は、以下の通り計算される。
【００３７】
0005468045.tif 000008
0005468045.tif 000009
0005468045.tif 000010
0005468045.tif 000011
【００３８】
なお、
0005468045.tif 000012
【００３９】
ここで、
ｆ０は、固有周波数[Hz]に対応し、
ζ０は、開路減衰係数係数に対応し、
Sgは、公称移動質量［Ｖ／ｍ／ｓ］から導き出された開路感度に対応し、
ω１は、ｆ１の角周波数に対応し、
ω２は、ｆ２の角周波数に対応し、
Re(Z)は、インピーダンス実数部に対応し、
Im(Z)は、インピーダンス虚数部に対応し、
ｒは、コイル抵抗[Ω]に対応し、
ｍは、ジオフォン移動質量［ｋｇ］に対応する。
【００４０】
上記のインピーダンス・キャリブレーション・テスト技術を用いたジオフォンの応答特性の計算が、ジオフォンの移動質量（ｍ）の既知の値の利用に依存していることが理解されよう。通常、このｍの既知の値は、メーカーにより提供される移動質量の公称値に対応する。
【００４１】
ダイナミック・キャリブレーション・テスト技術
図６を参照すれば、ジオフォンの応答特性を測定するためのダイナミック・キャリブレーション・テスト技術の一例が示されている。
【００４２】
ダイナミック・キャリブレーション・テスト技術の一実施例によれば、たとえば図６に示すように、キャリブレーションのなされた基準センサ６０４および一つ以上のキャリブレーション対象のジオフォン６０２が、加振装置６０６の上に配置される。ジオフォン６０２および基準センサ６０４は、加振装置６０６によって（たとえば、垂直方向の加振）振り動かされる。そして、ジオフォンの応答特性は、ジオフォンの応答出力を基準センサの出力と比較することにより、決定される。たとえば、位相および振幅応答が基準センサ測定から知ることができるので、当該ジオフォンの固有周波数および減衰係数は両者の伝達関数から決定することができる。
【００４３】
ダイナミック・キャリブレーション・テスト技術の相対的な精度が、基準センサのキャリブレーションおよび基準センサの応答の精度に依存することが理解されよう。通常、測定標準のためのある種の組織に関連する第三者によって、基準センサ６０４のキャリブレーションが行われる。
【００４４】
図６の実施例は、垂直構成を用いたダイナミック・キャリブレーション・テストの１つの実装を示している。本発明の別の実装では、ダイナミック・キャリブレーション・テストは、水平構成を用いて実行することができる。このような実施例では、ジオフォン、基準センサおよび加振装置アセンブリは水平に配置され、加振は水平方向に加えられる。
【００４５】
少なくとも一つの実施例によれば、ジオフォン、基準センサおよび加振装置は、ハウジングに収納され、たとえば、鉄、鋼および／または加振装置およびジオフォンの間の磁気結合を防止する効果のある材料によって作られる。
【００４６】
ダイナミック・キャリブレーション・テスト技術の１つの実装によれば、基準センサ６０４は、基準ジオフォンの移動質量が実質的に正確に測定および／または決定された基準ジオフォンに対応する。ジオフォンの移動質量を正確に測定するための様々な技術は、後でさらに詳細に記載される。
【００４７】
相互関係キャリブレーション・テスト技術
図７Ａおよび図７Ｂを参照すれば、ジオフォンの応答特性を測定するための相互関係キャリブレーション・テスト技術の一例が示されている。
【００４８】
一つの実施例では、相互関係キャリブレーション・テスト技術は、基準センサが用いられない状況で、多重ジオフォンの感度を決定するために用いることができる。
【００４９】
たとえば、図７Ａの実施例に示すように、三つのキャリブレーションされていないジオフォン（Ｇａ，Ｇｂ, Ｇｃ）は、１ブロック７１０に載置される。そして、正弦波電気信号ｅ０は、ジオフォンのうちの１つ（Ｇａ）へ入力される。そして、このジオフォンは示されている方向に加振される。この加振は、ブロック７１０の揺動となり、さらに、ジオフォンＧｂ、Ｇｃの揺動となる。
【００５０】
開路条件において、ジオフォンＧｂ、Ｇｃの応答出力信号（すなわち、ｅａｂおよびｅａｃ）は、以下に示すように、入力信号電圧およびジオフォンインピーダンスの関数として表現される。
【００５１】
0005468045.tif 000013
【００５２】
ここでＭは、三つのジオフォンを有するブロックの質量である。
そして、他の正弦波電気信号は、（たとえば、図７Ｂに記載されているように）ジオフォンＧｂへ入力され、ブロック７１０とともに、ジオフォンＧｃを揺動する。ジオフォンＧｃ（ｅｂｃ）の応答は、次のように表現される。
【００５３】
0005468045.tif 000014
【００５４】
三つのジオフォンの絶対感度は、下の式を解くことで決定される。
【００５５】
0005468045.tif 000015
【００５６】
図７Ａ乃至図７Ｂの実施例は、水平構成を用いている相互関係キャリブレーション・テストの１つの実装を示している。本発明の別の実装では、相互関係キャリブレーション・テストは、また、垂直構成を使用して実行することもできる。そのような実施例では、ジオフォンは垂直に配置され、加振は垂直方向に行われる。
【００５７】
相互関係キャリブレーション・テスト技術に関する追加細目については、「The Reciprocity Calibration of Piezoelectric Accelerometers」マーク・ハリソン、Ａ．Ｏ．サイカーズ、ポール Ｇ．マルコット、米国音響学会、２４巻、第４号（１９５２年７月）に記載されており、すべての目的に関して、これらの内容全体が本明細書中に組み込まれる。
【００５８】
ジオフォンのキャリブレーションの相互関係キャリブレーション・テスト技術の様々な実施例の詳述は、「APPARATUS AND METHOD FOR CALIBRATION OF SENSING TRANSDUCERS」という名称のゲイブリルセンの米国特許第５，６４４，０６７号に記載されており、すべての目的に関して、これらの内容全体が本明細書中に組み込まれる。
【００５９】
（ジオフォンのキャリブレーションに影響を及ぼしている他の要因）
本発明の思想に基づいて行われた研究は、ジオフォンの応答測定が、その内部応答特性だけでなく、たとえば温度およびジオフォンの傾斜といった外的要因にも依存していることを明らかにした。たとえば、ジオフォンの直流抵抗（ｒ）は温度の関数であり、ジオフォンの応答もまた、温度の関数である。より詳しく言えば、図２に示されている電気回路を考えると、ジオフォンの感度は、式６（上記）で示すように、コイル抵抗ｒの変化の影響を受ける。たとえば、図７に示されているように、開路感度は、温度によって低下する。温度は、開路減衰係数特性にも影響を及ぼす。ジオフォンの応答は、その傾斜によっても影響を受ける。さらに、ジオフォンが傾斜状態で用いられる場合、内部スプリングの変位は、ジオフォンの固有周波数を変更する。
【００６０】
移動質量について
ジオフォンの応答測定および／または応答特性に影響を及ぼす上記の要因に加え、上記ジオフォン・キャリブレーションとジオフォン応答特性テスト技術の多くは、未知のジオフォン特性の値を決定する上で、様々なジオフォン性質の既知の値の利用に依存しているという事が理解されよう。たとえば、上記したように、少なくとも上記ジオフォン・キャリブレーション・テスト技術およびジオフォン応答特性テスト技術の一部は、ジオフォンの移動質量（ｍ）に関して、既知の値を利用しなければならない。図１を参照して既に説明したように、可動コイル１２、１３、ボビン１４およびサスペンション・スプリング２０、２２の組み合わせによって、ジオフォン１０の移動質量部（ｍ）が形成される。通常、ｍの値は、メーカーにより提供される移動質量の公称値に対応している。ジオフォン移動質量値を決定するためにメーカーによって使われる技術の１つは、移動質量を構成する個々の要素（たとえば、可動コイル、ボビン、サスペンション・スプリング）毎に見積られた質量値または平均の質量値を合計することによって移動質量を計算することである。
【００６１】
ジオフォンメーカーは、普通、公称ジオフォン応答特性の値を提供しており、この応答特性が許容範囲の仕様を満たしていることを保証しているので、業界では、ジオフォン・キャリブレーション・テストを実行する際に、メーカーにより提供される移動質量の公称値に依存するのが通常である。さらに、ジオフォン移動質量値の正確な計算は、これを確認するのが極めて困難である。その１つの理由は、移動質量が、ユーザーからは通常アクセスできないジオフォン内部の（そして、繊細な）いくつかの異なる構成部分から成るということである。別の理由は、ジオフォン移動質量値に寄与する正確な移動サスペンション・スプリング質量部分を決定することは難かしいということである。
【００６２】
さらに、従来、業界ではジオフォン移動質量値の誤差が、実質的にジオフォンのキャリブレーションおよび／またはジオフォンの応答特性の誤差に影響を与えるという可能性の認識がなかったために、従来は、ジオフォン移動質量値の測定を別途実行する必要も要求もなかったのである。その結果、当業者には、メーカーにより提供される公称値よりも高い精度でジオフォン移動質量値を測定する動機はなかったのである。
【００６３】
しかしながら、これまでの常識に反して、本発明の思想により、ジオフォン公称移動質量値の誤差が、事実上、ジオフォンのキャリブレーションおよび／またはジオフォンの応答特性の誤差に実質的に寄与することが発見されたのである。したがって、ジオフォンのキャリブレーション測定および／またはジオフォンの応答補正技術を改良するための１つの技術は、ジオフォン移動質量特性の正確な測定を実行することである。本発明の少なくとも一つの実施例によれば、移動質量の大きさが測定され、様々なジオフォンの応答特性の決定および／または補正に用いられる。一つの実施例では、測定された移動質量の大きさは、たとえば、ジオフォンの応答特性テスト技術の一つ以上を使用することにより、ジオフォンの応答特性（たとえば固有周波数、減衰係数、感度、その他）をより正確に決定するために用いられる。
【００６４】
本発明の特定の実施例によれば、ジオフォンのキャリブレーション測定および／またはジオフォンの応答補正技術を改良するための１つの技術は、ジオフォン制作の前に、可動コイル、ボビンおよびサスペンション・スプリングの質量を測定することによって移動質量を決定し、ジオフォンにこの決定された移動質量の値を記録することである。このようにして、各々のジオフォンの実際の移動質量値を確認することができ、次の操作に利用することができる。この技術は、移動質量のメーカーの見積値または公称値を使用する従来の技術と異なっている。さらに、より正確な移動質量値を用い、たとえば、式９、１１および１２に記載されているインピーダンス法により、ジオフォン応答パラメータのより高い精度を得ることも可能である。
【００６５】
本発明の別の実施例によれば、ジオフォンの移動質量の大きさを決定するために使うことのできる他の技術として、上記のジオフォンの応答特性テスト技術の一つまたは複数を使用して決定されたジオフォン応答パラメータ値の少なくとも一部を用いて、ジオフォンの移動質量値を計算する。たとえば、１つの実装では、移動質量値は、以下の式にて説明されるように、ジオフォンの減衰係数、固有周波数および開路感度の測定値または算出値を使用して計算される。
【００６６】
0005468045.tif 000016
【００６７】
または
0005468045.tif 000017
【００６８】
ここで、
ｍ0は、絶対移動質量に対応し、
ζ0は、開路減衰係数に対応し、
Ｓ0は、開路感度に対応し、
Ｓgは、開路感度に対応し、
ω1は、最初の測定の角周波数に対応し、
Im(Z)は、インピーダンス虚数部に対応し、
ω0は、固有周波数に対応する。
【００６９】
一つの実施例では、たとえば、測定および／またはダイナミック・キャリブレーション・テスト技術を用いて、ジオフォンの開路感度を決定する。ジオフォンの減衰係数および固有周波数を、たとえば、インピーダンス・キャリブレーション・テスト技術を用いて決定する。ダイナミック・キャリブレーションテスト技術を含む測定のための異なる実施例では、基準センサや基準ジオフォンの応答パラメータ値は、種々な技術を利用して求められる。たとえば、このような技術として、（１）移動質量を測定すること（たとえば、基準センサの制作前に、可動コイルの質量を測定し、移動質量値を記録すること）による基準ジオフォンの制作、（２）たとえば、日本の計量研究所（http://www.nrlm.go.jp/english/）のような公的な計量標準に適合した基準センサの使用、（３）相互関係キャリブレーション・テスト技術の使用、等がある。
【００７０】
少なくとも一つの実装によれば、移動質量値は、温度やジオフォンの傾きの変化によって変化しない定数である。このように、一旦、移動質量が求められれば、上記の技術の一つまたは複数を用いて、いつでも現地において、ジオフォンのテストを行うことができる。加えて、本発明の技術により、現地でまたはその前に行われるジオフォンのキャリブレーションの精度の改善が可能となることが理解されよう。
【００７１】
ジオフォンの応答補正
本発明の技術を用いて、たとえば、感度、減衰および／または固有周波数といったジオフォン応答パラメータを、より正確に決定できることが理解されよう。たとえば、より正確な算出移動質量値を用いてインピーダンステストを行って、たとえば、開路感度、開路減衰係数および／または固有周波数といったジオフォン応答パラメータを、より正確に決定することができる。従って、ジオフォン応答パラメータの改善された精度によって、ジオフォンのキャリブレーションをより高い精度で行うことが可能となるだけでなく、より高い精度のジオフォンの応答補正技術を可能とすることができる。
【００７２】
本発明の様々な実施例によれば、種々の異なるジオフォンの応答補正技術により、ジオフォンの応答特性および／または測定のより高い精度を達成することもできる。たとえば、少なくとも一つの実装では、ジオフォン応答パラメータ値（たとえば、ジオフォンのキャリブレーション中に決定される値）を用いて、より高い精度の達成および／または理想的なジオフォンの応答特性のより良い近似を可能とするような方法で、ジオフォンの応答出力信号を補正および／または変換することができる。異なる実施例では、理想的なジオフォンの応答特性は、たとえば、ゼロ位相特性を持つジオフォンの応答信号、対称的な特性を持つジオフォンの応答信号、等を含む。
【００７３】
本発明の特定の実施例によれば、理想的なジオフォンの応答特性のより良い近似を可能とするような方法で、ジオフォンの応答出力信号を変換するために、伝達関数が用いられる。一つの実施例では、伝達関数は、ジオフォン応答パラメータ値に関する情報を使用して導き出される。理想的なジオフォン応答の伝達関数（たとえば、次の特性を有するジオフォンの伝達関数：固有周波数＝１０Ｈｚ、開路感度＝３０Ｖ／ｍ／ｓ、開路減衰係数＝０．４、直流抵抗＝３７５Ω、実効移動質量＝１０グラム）も知られているので、ジオフォン応答信号を、この理想的なジオフォン応答として、転送または変換することが可能である。一つの変換例は、以下の式を使用して実装することができる。
【００７４】
0005468045.tif 000018
【００７５】
ここで、
Ｈは、ジオフォンの伝達関数に対応し、
ｆｎは、公称固有周波数（たとえば１０Ｈｚ）に対応し、
ζｎは、減衰係数（たとえば０．７）に対応し、
Ｓｎは、公称感度に対応し、
ＤＣＲｎは、公称応答パラメータを決める公称直流抵抗（ＤＣＲ）に対応し、
ｆｍは、動作環境において測定された固有周波数に対応し、
ζｍは、動作環境において測定された減衰係数に対応し、
Ｓｍは、動作環境において測定された減衰係数に対応し、
ＤＣＲｍは、ジオフォンが地震信号を測定する、測定抵抗（ＤＣＲ）に対応し、
Sigｎは、補正信号に対応し、
Sigｍは、動作環境において測定された信号に対応する。
【００７６】
異なる実施例によれば、本発明のジオフォンの応答補正技術は、ジオフォン列と同様に、個々のジオフォンに適用することができる。たとえば、１つの実装で、本発明のジオフォンの応答補正技術は、たとえば、ジオフォン列の平均移動質量値を表す移動質量値を用いて、そのジオフォン列に適用することができる。さらに、選択されたジオフォンが許容範囲外にあると決定された場合でも、本発明のジオフォンの応答補正技術を用いて、許容範囲外ジオフォンの出力データを補正して、有効で利用可能なデータに変換することができる。
【００７７】
バイブロサイス・ジオフォン応答補正
図１１は、ジオフォン出力応答信号のバイブロサイス相関がゼロ位相でないことを、グラフを用いて示した図である。しかしながら、本発明の少なくとも一つの実施例によれば、少なくとも一つのジオフォン伝達関数は、バイブロサイス測定のためのジオフォンの応答補正を行うために、デジタル化されたパイロット・スイープ信号に適用される。たとえば、これは図１２乃至図１５に示されている。
【００７８】
図１２は、どのように本発明のジオフォンの応答補正技術が、バイブロサイス探査処理のために設置されたジオフォン列に適用されるかを示す１つの実施例のブロック図である。この例では、パイロット信号が、平均または公称ジオフォン応答伝達関数に適用され、それにより変化したパイロット信号と１つ以上のジオフォン応答出力信号との相関が取られる。図１２で示される一例において、ジオフォン補正処理は、たとえば、以下の式を適用することによって、ジオフォン補正ブロック１２０２で実装される。
0005468045.tif 000019
【００７９】
ここで、
Ｈは、ジオフォンの伝達関数に対応し、
ｆｎは、公称固有周波数（たとえば１０Ｈｚ）に対応し、
ζｎは、公称減衰係数（たとえば０．７）に対応し、
Ｓｎは、公称感度に対応し、
ＤＣＲｎは、公称応答パラメータを決める公称直流抵抗（ＤＣＲ）に対応し、
ζｍは、動作環境において測定された減衰係数に対応し、
Sigｎは、補正信号に対応し、
Sigｍは、動作環境において測定された信号に対応する。
【００８０】
図１３は、本発明のジオフォンの応答補正技術が、バイブロサイス探査処理のために設置されたジオフォン列にどのように適用されるかを示す別の実施例のブロック図である。１つの実装によれば、個々のジオフォン応答補正関数は、ジオフォン（たとえば１３０４ａ−ｃ）の列内の対応するジオフォンに適用される。図１３に示される一例において、バイブロサイス・パイロット信号とジオフォン応答出力信号との相関が取られ、それにより、複数の相関出力信号が生成される。それから、相関出力信号は、たとえば、補正または訂正処理を実装することによって、修正される。１つの実装では、それぞれの相関出力信号の修正は、たとえば、式（１８）を適用することによって、各々のジオフォン校正ブロック１３０２ａ−ｃで実装することができる。
【００８１】
図１２および図１３に示される各々の実施例において、全部または選択されたジオフォン信号の現場テストから得られる修正フィルタを適用することも可能である。
【００８２】
図１４および図１５は、補正されていないジオフォンの応答信号と、本発明のジオフォンの応答補正技術を使用して補正されたジオフォンの応答信号との間の差分を、グラフを用いて示している。図１４の例において、信号１４０２は、ジオフォン応答補正が実行されなかった（１０乃至１００Ｈｚのパイロット・スイープ周波数範囲に対応する）相関ジオフォン応答信号を表わす。信号１４０４は、ジオフォン応答補正が実行された（１０乃至１００Ｈｚのパイロット・スイープ周波数範囲に対応する）相関ジオフォン応答信号を表わす。図１４に示すように、信号１４０４は、信号１４０２よりも、理想的なジオフォン応答特性をより良く近似する。
【００８３】
図１５の例において、信号１５０２は、（５乃至５０Ｈｚのパイロット・スイープ周波数範囲に対応する）ジオフォンの応答補正のなされていない相関ジオフォン応答信号を表わす。信号１５０４は、（５乃至５０Ｈｚのパイロット・スイープ周波数範囲に対応する）ジオフォンの応答補正のなされた相関ジオフォン応答信号を表わす。図１５に示すように、信号１５０４は、信号１５０２よりも、理想的なジオフォン応答特性をより良く近似する。
【００８４】
相関ジオフォン応答信号の位相を最小にするために、本発明の技術を用いてもよいことが理解されよう。さらに、本発明のジオフォンの応答補正技術を用いて、相関ジオフォン応答信号の真のゼロ位相が得られる。
【００８５】
ジオフォン応答パラメータの決定
以下のセクションでは、ジオフォン応答パラメータの測定における精度を得るのに利用可能な様々な技術のさらに詳細な議論を行う。
【００８６】
上記したように、多くのジオフォン応答パラメータ（たとえば、固有周波数、減衰係数、感度、直流抵抗、その他）の測定値は、たとえば、ジオフォンの温度および傾斜といった外的要因に依存する。動作環境において直流抵抗（ＤＣＲ）を測定することによって、ジオフォンの実際の温度、すなわちリアルタイム温度を決定することが可能である。一旦、ジオフォンのリアルタイム温度が決定されると、ジオフォンの他の応答パラメータ（たとえば、減衰係数、感度および固有周波数）の値は、ジオフォンの実際の動作温度について、正確に計算することができる。
【００８７】
たとえば、標準銅磁気ワイヤについて、以下の通り、ＤＣＲは温度の関数として表される。
0005468045.tif 000020
【００８８】
ここで、Ｃｒ＝（０．３９３％）／℃
【００８９】
ジオフォンのキャリブレーションを実行するためのインピーダンス・キャリブレーション・テスト技術において、普通、ＤＣＲはマルチメータで測定される。そして、キャリブレーション・テスト技術は、固有周波数、開路減衰係数および感度を計算するために用いてもよい。しかしながら、本発明の思想により、（たとえば、マルチメータによって得られた）個々のＤＣＲ測定が、減衰係数および感度について、多数の可能な値の計算に利用できることが判明した。したがって、少なくとも一つの実施例では、インピーダンス・キャリブレーション・テスト技術を用いて、ＤＣＲ値の計算または測定を行うことができる。以下の議論では、２つの異なる周波数で信号を投入することによって、どのように４つのジオフォン応答パラメータのキャリブレーションが行われたかを簡潔に述べている。より詳しくは、特定の実施例によれば、４つの未知のジオフォン応答パラメータの値、すなわち、ＤＣＲ（ｒ）、固有周波数（ω０）、減衰係数（ζ０）および感度（Ｓ０）は、２つの異なる周波数ω１およびω２を用いて、２つのインピーダンス測定により導き出された４つのインピーダンス方程式を解くことにより、決定することができる。
【００９０】
図１６は、インピーダンス・キャリブレーション・テスト技術の特定の実施例の概略を記述するためのダイアグラム１６００を示す。図１６に示すように、電流（ｉ）が、磁束Ｂ（図示せず）内に支持された可動コイル部１６０２に流れ込む。可動コイルに作用する力Ｆは、Ｂを磁束密度、ｌを磁束Ｂ内での可動コイルの実効配線長、ｉを電流として、Ｆ＝Ｂｌｉと表される。
【００９１】
可動コイルのための運動方程式は、次のように表される。
0005468045.tif 000021
【００９２】
ここで、ξは、ジオフォン内部の可動コイルの相対的な位置である。式（Ａ１）の左側の第１項は慣性力を示し、第２項は速度に比例する摩擦力を示し、最後の項はバネ力を示す。これらの三つの力の和は、電流による力とつりあう。
【００９３】
可動コイルは、次のように、磁場に対する運動の速度に比例する電気信号ｅｇを発生する。
0005468045.tif 000022
【００９４】
式（Ａ１）は、ｅｇを用いて、次のように書き換えることができる。
0005468045.tif 000023
【００９５】
ここで、
0005468045.tif 000024
【００９６】
となっている。ジオフォン出力信号は、次のように表されるので、
0005468045.tif 000025
【００９７】
式（Ａ３）は、ジオフォン出力信号を用いて、次のように書き換えることができる。
0005468045.tif 000026
【００９８】
式（Ａ５）のラプラス変換によって、次に示すように、ジオフォンのインピーダンスが得られる。
0005468045.tif 000027
【００９９】
式（Ａ６）は、次のように書き換えることができる。
0005468045.tif 000028
【０１００】
インピーダンスの実数部および実虚数部は、次のように計算できる。
0005468045.tif 000029
0005468045.tif 000030
【０１０１】
たとえば、図１７に示すように、インピーダンス式の実数部および虚数部は、複素平面上の円で表示される。
【０１０２】
式（Ａ８）および（Ａ９）の二乗和から、次のような表現が得られる。
0005468045.tif 000031
【０１０３】
式（Ａ１０）は、次の式を満たす半径ａを有する図１７の円で表される。
0005468045.tif 000032
【０１０４】
円の中心ｃは次のように与えられる。
0005468045.tif 000033
【０１０５】
ジオフォンパラメータの計算は、次のように表現できる。
0005468045.tif 000034
【０１０６】
たとえば、式（Ａ１４）乃至（Ａ１７）によって示されているように、２つの周波数ω１およびω２におけるインピーダンス測定から、２つのインピーダンスの実数部および虚数部について４つの式が得られる。
【０１０７】
0005468045.tif 000035
0005468045.tif 000036
0005468045.tif 000037
0005468045.tif 000038
【０１０８】
これらの４つの式から、ｒ、ζ０、ω０およびＳ０の４つのジオフォンパラメータを導き出すことが可能である。
【０１０９】
Ｚ１とＺ２を式（Ａ１１）へ代入すれば、インピーダンス円の中心および半径が得られる。
0005468045.tif 000039
0005468045.tif 000040
【０１１０】
そして、直流抵抗ｒは、次のように計算される。
ｒ＝ｃ−ａ                                            （Ａ２０）
【０１１１】
４つのインピーダンス式（Ａ１４）乃至（Ａ１７）から、ζ０、ω０およびＳ０が、次のように決定できる。
0005468045.tif 000041
【０１１２】
ここで、
0005468045.tif 000042
0005468045.tif 000043
0005468045.tif 000044
【０１１３】
ζ０およびＳ０は、次のようにも表されることも注意されたい。
0005468045.tif 000045
0005468045.tif 000046
【０１１４】
ｒが式（Ａ１８）、（Ａ１９）および（Ａ２０）から計算される場合、式（Ａ１３）および（Ａ２４）から計算されたζ０およびＳ０の値は、式（Ａ２５）および（Ａ２６）から計算された値と一致する。しかしながら、たとえばｒが、マルチメータのような別個の装置を用いて測定される場合、これらζ０およびＳ０の値は一致しない。
【０１１５】
他の実施例
通常、本発明のジオフォンのキャリブレーションおよび補正技術は、ソフトウェアおよび／またはハードウェアで実装することができる。たとえば、それらは、オペレーティングシステムのカーネル、別のユーザープロセス、ネットワーク・アプリケーションにバインドされたライブラリ・パッケージ、独自に設計された装置、またはネットワーク・インターフェイスカードに実装することができる。本発明の特定の実施例において、本発明の技術は、オペレーティングシステムのようなソフトウェア、またはオペレーティングシステムで実行しているアプリケーションとして実装される。
【０１１６】
本発明のジオフォンのキャリブレーションおよび補正技術の、ソフトウェアまたはソフトウェアとハードウエアの組み合わせによる実装は、メモリに格納されたコンピュータ・プログラムによって選択的に起動され再構成された汎用プログラマブル装置により行うことができる。この種のプログラマブル装置は、パーソナルコンピュータまたはワークステーションのような汎用ネットワーク・ホストマシンとして実装できる。さらに、本発明は、ネットワーク装置または汎用コンピューティング装置のためのカード（たとえばインタフェースカード）に、少なくとも部分的に実装することができる。
【０１１７】
図１８を参照すれば、本発明のジオフォンのキャリブレーションおよび補正技術の様々な様相を実装するのに適したネットワーク装置６０は、主中央処理装置（ＣＰＵ）６２、インタフェース６８およびバス６７（たとえば、ＰＣＩバス）を含んでいる。適当なソフトウェアまたはファームウェアによる制御で動作する場合、ＣＰＵ６２は、所定のネットワーク装置の機能に関連した特別な機能を実装する必要がある。たとえば、汎用コンピューティング装置として構成する場合、ＣＰＵ６２は、データ処理、メディア管理、Ｉ／Ｏ通信、ジオフォン応答パラメータ値の計算、ジオフォンの応答補正処理、その他を実行する必要がある。ＣＰＵ６２は、オペレーティングシステム（たとえば、Windows NT）を含むソフトウェアや、その他の適当なアプリケーション・ソフトウェアによる制御でこれらの機能を実装することが好ましい。
【０１１８】
ＣＰＵ６２は、モトローラやインテルのマイクロプロセッサの１つ、またはＭＩＰＳプロセッサのような、一つ以上のプロセッサ６３を含む。別の実施例においては、プロセッサ６３は、ネットワーク装置６０の動作を制御するために、独自に設計されたハードウェアとなっている。特定の実施例においては、メモリ６１（たとえば、不揮発性ＲＡＭおよび／またはＲＯＭ）は、ＣＰＵ６２の一部となっている。しかしながら、メモリをシステムに接続するには、多くの異なる方法がある。メモリブロック６１は、たとえば、データやプログラミング命令のキャッシングおよび／または記憶等、種々の目的に使うことができる。
【０１１９】
インタフェース６８は、通常、インタフェースカード（しばしば、「ライン・カード」と呼ばれる）として提供される。通常、それらは、ネットワーク上のデータパケットの送受信を制御し、ときにはネットワークデバイス６０とともに用いられる表示装置７０および／またはプリント装置７２のような他の周辺装置をサポートすることもある。本発明の様々なジオフォンのキャリブレーションおよび補正技術により、電子表示装置および／または非電子表示装置（たとえば、紙に表示するための印刷）によって表示するためのデータや他の情報が生成されることが理解されよう。
【０１２０】
提供されるインタフェースのタイプの別の例としては、イーサネット・インタフェース、フレーム・リレー・インタフェース、ケーブル・インタフェース、ＤＳＬインタフェース、トークンリング・インタフェース、などがある。その他に、高速イーサネット・インタフェース、ギガビット・イーサネット・インタフェース、ＡＴＭインタフェース、ＨＳＳＩインタフェース、ＰＯＳインタフェース、ＦＤＤＩインタフェースなどのような、様々な超高速インタフェースも提供される。通常、これらのインタフェースは、適当なメディアとの通信のためのポートを含んでいる。いくつかの場合、それらは、自前のプロセッサと、場合によっては、揮発性ＲＡＭをも含んでいる。この自前のプロセッサは、たとえば、データ処理タスク、表示タスク、通信タスク、メディア・コントロール・タスク、その他のタスクを行うために用いられる。
【０１２１】
図１８に示されるシステムでは、本発明による１つのネットワーク装置を示しているが、それは本発明を実施できる唯一のネットワーク装置アーキテクチャというわけでは、決してない。たとえば、ルーティング計算等と共に通信を行うことが可能なシングル・プロセッサを有するアーキテクチャも、しばしば使われる。さらに、別の種類のインタフェースやメディアを、ネットワーク装置で利用することもある。
ネットワーク装置の構成に関わらず、汎用ネットワーク・オペレーションや、ここに記載したジオフォンのキャリブレーションや補正技術の機能に関する他の情報について、データやプログラム命令を格納するように構成された一つ以上のメモリまたはメモリーモジュール（たとえば、メモリブロック６５）を使うことができる。たとえば、プログラム命令は、オペレーティングシステムおよび／または一つ以上のアプリケーションの動作を制御する。これら一つまたはそれ以上のメモリは、データ構造、地震のログ情報、ジオフォン応答パラメータ情報、バイブロサイス探査情報および／またはここに記載した他の特定の非プログラム情報を格納するように構成することもできる。
【０１２２】
このような情報やプログラム命令は、ここに記載したシステム／方法を実装するためのものであるから、本発明は、ここに記載した様々な処理を実行するためのプログラム命令、状態情報、その他を記録した機械読み取り可能な記録媒体に関するものとも言える。機械読み取り可能な記録媒体の例としては、ハードディスク、フロッピーディスクおよび磁気テープといった磁気メディア、ＣＤ−ＲＯＭディスクといった光学式メディア、フロプティカルディスクといった光磁気メディア、或いは、読出し専用メモリー装置（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）といった、特にプログラム命令を保持し実行するように構成されたハードウェア装置があるが、これに限定されるものではない、本発明はまた、通信電波、光ライン、電送路等の適当なメディアを伝搬する搬送波によって実施することもできる。プログラム命令の具体例として、たとえばコンパイラが出力した機械語と、コンピュータがインタープリターを用いて実行できる高級言語のコードを格納したファイルの双方が含まれる。
【０１２３】
いくつかの好ましい実施例について、添付図面を参照しつつ、本発明の説明を詳しく行ったが、本発明がこれらの詳細な実施例に限られていないということ、および、添付の請求の範囲に記載された本発明の趣旨から離れることなく、その様々な改変と変更が当業者によって行われるであろうことを理解すべきである。
【図１】
0005468045.tif 000047
【図２】
0005468045.tif 000048
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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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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