Abstract
Ocean-bottom seismometer (OBS) positions are one of the key parameters in an OBS-airgun seismic survey for crustal structure study. To improve the quality of these parameters, we have developed a new method of determining OBS positions, using airgun shot data and bathymetric data in addition to available distance measurements by acoustic transponders. The traveltimes of direct water waves emitted by airgun shots and recorded by OBSs are used as important information for determining OBS locations, in cases where there are few acoustic transponder data (<3 sites). The new method consists of two steps. A global search is performed as the first step, to find nodes of the bathymetric grid that are the closest to explaining the observed direct water-wave traveltimes from airgun shots, and acoustic ranging using a transponder system. The use of precise 2D bathymetric data is most important if the bottom topography near the OBS is extremely rough. The locations of the nodes obtained by the first step are used as initial values for the second step, to avoid falling into local convergence minima. In the second step, a non-linear inverse method is executed. If the OBS internal clock shows large drift, a secondary correction for the OBS internal clock is obtained, as well as the OBS location, as final results by this method. We discuss the error and the influence of each measurement used in the determination of OBS location.
지각구조 연구에서 해저면 지진계(OBS)의 위치정보는 OBS-에어건 탄성파 탐사에 있어서 매우 중요한 변수들중의 하나이다. 이 변수의 정확도을 향상시키기 위해 우리는 이용 가능한 음향 트랜스폰더에 의한 거리 정보와 함께 에어건 발파 자료와 수심 자료를 이용하여 OBS 위치를 결정하는 새로운 방법을 개발하였다. 음향 트랜스폰더로 얻은 거리 자료가 3 지점 미만의 것일 때에는 에어건 발파에 의해 발생하여 OBS에 기록된 수중 직접파의 주시가 OBS 위치 결정에 매우 중요한 정보로 활용된다. 그 새로운 방법은 두 단계로 이루어져 있다. 첫 번째 단계에서는 광역 검색이 이루어지는데 이는 수심 격자상에서 에어건 발파로부터 나온 수중 직접파의 관측 주시와 트랜스폰더 시스템을 사용하여 얻은 음향 거리로 설명할 수 있는 가장 가까운 노드를 찾는 것이다. 만약 OBS가 위치한 해저면 지형이 매우 험하다면 정밀한 2D 수심 데이터의 사용이 가장 중요하다. 국부적으로 수렴하는 최소값에 빠지지 않기 위해 첫 번째 단계에서 얻은 노드의 위치는 두 번째 단계의 초기값으로 사용된다. 두 번째 단계에서는 비선형 역산법이 수행된다. 만일 OBS의 내부 시계가 큰 편차를 보인다면 이 방법을 사용한 최종 OBS 위치와 함께 내부 시계에 대한 보정 또한 이루어져야 한다. 우리는 여기에서 OBS 위치 결정에 사용한 각 측정값의 영향과 오차에 대해서도 토론하고자 한다.
