專利名稱：用于為地下發(fā)射選擇頻率的測量設(shè)備及相關(guān)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及對地下(ingroimd)發(fā)射頻率源的定位和/或定性，且更具體 地，涉及一種用于測量噪聲的設(shè)備和方法，所述噪聲會(huì)干擾在地下發(fā)射頻率下收到的信號(hào) 的接收。
背景技術(shù)：
在使發(fā)射器移動(dòng)經(jīng)過地面的某些操作中，必須基本連續(xù)地監(jiān)視發(fā)射器位置和方 向。這類操作的一個(gè)示例在于由地下鉆探工具所攜載的發(fā)射器的使用。這類操作的另一示 例在于移動(dòng)發(fā)射器通過地面內(nèi)預(yù)先存在的鉆探或路徑。作為示例，可使用這類預(yù)先存在的 路徑的操作包括通過預(yù)先形成的鉆探回拉公共事業(yè)線以及對各種類型的公共事業(yè)線包括 供水管線和廢水管線繪圖。結(jié)合前述操作使用的傳統(tǒng)的定位和監(jiān)視系統(tǒng)通常是基于包含對 由移動(dòng)經(jīng)過地面的發(fā)射器所射出的振蕩磁場進(jìn)行檢測的完善技術(shù)?，F(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中所關(guān)注的一點(diǎn)涉及發(fā)射器信號(hào)的本地干擾，這是由存在于環(huán)境中 的電磁噪聲引起的。發(fā)射器信號(hào)通常限于小于50千赫茲的低頻范圍，以便使信號(hào)有效穿透 地面并可通過位于表面上的接收器來檢測。在下述系統(tǒng)的正常操作條件中會(huì)存在若干噪聲 源，所述系統(tǒng)采用在地面中移動(dòng)并同時(shí)以這些頻率發(fā)射的發(fā)射器。例如，地下交通回路系 統(tǒng)，其根據(jù)在十字路口存在有機(jī)動(dòng)車而自動(dòng)操作停車燈，可以射出在相同低頻率范圍中的 信號(hào)作為用于傳統(tǒng)的定位器/監(jiān)視器信號(hào)的信號(hào)。發(fā)現(xiàn)另一重要噪聲源為高架或埋置的輸 電線，其一般發(fā)出50Hz或60Hz (及其諧波)的噪聲。而且，如果兩個(gè)或多個(gè)地下發(fā)射器彼 此靠近操作，則所射出的發(fā)射器信號(hào)會(huì)互相干擾，從而降低了所涉及的全部系統(tǒng)的精度和 功效。其干擾信號(hào)頻率是已知的這類噪聲源可以被稱為城市特定噪聲源。在環(huán)境中會(huì)存在 有其他低頻噪聲源，諸如由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接和社區(qū)訪問電視(CATV)線路產(chǎn)生的噪聲，并且 這些噪聲可以被稱為城市一般噪聲源。城市特定噪聲和城市一般噪聲源會(huì)限制可采用地下發(fā)射器的精度和范圍。例如， 可以將地下發(fā)射器的使用限制在有交通回路的街道下面。然而，申請人認(rèn)識(shí)到對精度和范 圍的限制可依從于頻率。即是說，一個(gè)頻率下的精度和范圍會(huì)比特定噪聲環(huán)境中的不同頻 率更多地受到限制。相關(guān)技術(shù)的前述示例及其相關(guān)限制意圖為說明性而且排他性的。通過閱讀說明書 以及研究附圖，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，相關(guān)技術(shù)的其他限制將變得明顯。

發(fā)明內(nèi)容
結(jié)合下述系統(tǒng)、工具和方法來描述并圖示出下列實(shí)施例及其各個(gè)方面，所述系統(tǒng)、 工具和方法意為示例性和說明性的而非限定范圍。在各種實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)上述問題 已得到緩解或消除，而其他實(shí)施例也為其他改進(jìn)指引了方向?！愣?，描述一種用于與系統(tǒng)結(jié)合使用的設(shè)備及相關(guān)聯(lián)的方法，在所述系統(tǒng)中， 使發(fā)射器在操作程序期間移動(dòng)經(jīng)過一區(qū)域中的地面，同時(shí)發(fā)射具有發(fā)射頻率的發(fā)射器信號(hào)。所述發(fā)射頻率可被選擇為在發(fā)射頻率范圍中間隔開的一組離散發(fā)射頻率其中之一，并 且所述區(qū)域包含會(huì)在所述區(qū)域內(nèi)變化且覆蓋所述發(fā)射頻率范圍的電磁噪聲。在本公開的一個(gè)方面中，所述便攜式設(shè)備可以包括接收器，所述接收器具有至少 包含所述發(fā)射頻率范圍的接收器帶寬，用于在所述發(fā)射頻率范圍中測量所述電磁噪聲以建 立所述電磁噪聲的頻率組成，所述電磁噪聲的頻率組成用于在選擇離散發(fā)射頻率其中之一 作為選定的發(fā)射頻率時(shí)使用，所述選定的發(fā)射頻率隨后在所述操作程序期間由接收器接 收。在本公開的另一方面中，所述便攜式設(shè)備可以包括接收器，所述接收器具有至少 包含所述發(fā)射頻率范圍的接收器帶寬并被配置用于在下列模式下操作(i)設(shè)定模式，用 于至少在所述發(fā)射頻率范圍中測量電磁噪聲以建立所述電磁噪聲的頻率組成，所述電磁噪 聲的頻率組成用于在選擇離散發(fā)射頻率其中之一作為選定的發(fā)射頻率時(shí)使用，所述選定的 發(fā)射頻率隨后在所述操作程序期間由接收器接收；和(ii)定位模式，用于接收所選定的發(fā) 射頻率以提供與所述發(fā)射器相關(guān)的特定信息。在本公開的再一方面中，描述一種方法，其中，在所述操作程序之前，檢測所述區(qū) 域中的電磁噪聲，以產(chǎn)生一組噪聲環(huán)境信息。分析該組噪聲環(huán)境信息，以建立電磁噪聲的頻 率組成，用于在將所述發(fā)射頻率選擇為所述多個(gè)離散發(fā)射頻率其中之一時(shí)使用。在本公開的又一方面中，描述一種用于與下述系統(tǒng)結(jié)合使用的便攜式設(shè)備及相 關(guān)聯(lián)的方法，在所述系統(tǒng)中，在操作程序期間從區(qū)域中的地面內(nèi)發(fā)射電磁定位信號(hào)。所述定 位信號(hào)包含可從在發(fā)射頻率范圍中間隔開的一組離散發(fā)射頻率中選擇的發(fā)射頻率，并且所 述區(qū)域包含會(huì)在所述區(qū)域內(nèi)變化且覆蓋所述發(fā)射頻率范圍的電磁噪聲。所述便攜式設(shè)備包 括接收器，所述接收器具有至少包含所述發(fā)射頻率范圍的接收器帶寬，用于至少在所述發(fā) 射頻率范圍中測量所述電磁噪聲以建立所述電磁噪聲的頻率組成，所述電磁噪聲的頻率組 成用于在選擇離散發(fā)射頻率其中之一作為選定的發(fā)射頻率時(shí)使用，所述選定的發(fā)射頻率隨 后在所述操作程序期間被用作為所述定位信號(hào)。在本公開的連續(xù)的方面中，描述一種用于與系統(tǒng)結(jié)合使用的便攜式設(shè)備，在所述 系統(tǒng)中，在操作程序期間從區(qū)域中的地面內(nèi)發(fā)射電磁定位信號(hào)。所述定位信號(hào)包含可從在 發(fā)射頻率范圍中間隔開的一組離散發(fā)射頻率中選擇的發(fā)射頻率，并且所述區(qū)域包含會(huì)在所 述區(qū)域內(nèi)變化且覆蓋所述發(fā)射頻率范圍的電磁噪聲。所述便攜式設(shè)備包括接收器，所述接 收器具有至少包含所述發(fā)射頻率范圍的接收器帶寬并被配置用于在下列模式下操作(i) 設(shè)定模式，用于至少在所述發(fā)射頻率范圍中測量電磁噪聲以建立所述電磁噪聲的頻率組 成，所述電磁噪聲的頻率組成用于在選擇離散發(fā)射頻率其中之一作為選定的發(fā)射頻率時(shí)使 用，所述選定的發(fā)射頻率隨后在所述操作程序期間被用作為所述電磁定位信號(hào)；和(ii)定 位模式，用于接收所選定的發(fā)射頻率以提供與所述電磁定位信號(hào)相關(guān)的特定信息。在本公開的又一方面中，描述一種用于與下述系統(tǒng)結(jié)合使用的設(shè)備及相關(guān)聯(lián)的方 法，在所述系統(tǒng)中，使發(fā)射器在操作程序期間移動(dòng)經(jīng)過區(qū)域中的地面，同時(shí)發(fā)射具有發(fā)射頻 率的發(fā)射器信號(hào)并且所述區(qū)域包含會(huì)在所述區(qū)域內(nèi)變化且覆蓋所述發(fā)射頻率范圍的電磁 噪聲。通過檢測器，在所述操作程序之前，在地上位置檢測所述區(qū)域中的電磁噪聲，使得所 述電磁噪聲在沒有發(fā)射器信號(hào)的情況下被檢測到。通過處理器，至少部分基于所檢測到的 電磁信號(hào)，確定用于在地上位置接收所述發(fā)射器信號(hào)的發(fā)射器的預(yù)測最大操作深度。至少在所述操作程序之前顯示所述預(yù)測最大操作深度。除了上述示例性方面和實(shí)施例以外，通過參照附圖以及研究下列描述，進(jìn)一步的 方面和實(shí)施例將變得清楚。


在附圖中的參照圖中圖示出示例性實(shí)施例。這里披露的實(shí)施例和圖旨在作為說 明性的而非限制性的。圖1是根據(jù)本發(fā)明制作的便攜式設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例的圖解視圖，在此示出以圖示 其組件。圖2是將要在其中執(zhí)行操作程序的區(qū)域的圖解平面圖，并且其中，作為操作程序 的準(zhǔn)備可以使用圖1的設(shè)備。圖3是噪聲功率相對于頻率的曲線圖，包括圖2的區(qū)域中三個(gè)不同頻率的噪聲功 率的標(biāo)繪圖，并且與圖2中所示的各種噪聲產(chǎn)生特征垂直對齊。圖4是平面2的部分區(qū)域的進(jìn)一步簡化的圖解視圖，包括將圖1的便攜式設(shè) 備布置在其上方的預(yù)期路徑。該預(yù)期路徑在起始點(diǎn)或凹坑與停止點(diǎn)或凹坑之間延伸。圖3 的曲線圖被示出為與預(yù)期路徑對齊并與地下障礙物相關(guān)。圖5是圖4的區(qū)域的簡化圖解視圖，為正視圖，其中，操作者沿著測量路徑移動(dòng)圖 1的便攜式設(shè)備。圖6是圖示出用于圖1的設(shè)備處于噪聲測量模式下的操作的一個(gè)實(shí)施例的流程 圖。圖7是圖示出圖1的設(shè)備的顯示屏幕在對噪聲測量進(jìn)行設(shè)定期間的一個(gè)可能外觀 的屏幕截圖。圖8是圖示出圖1的設(shè)備的顯示屏幕在噪聲測量期間的一個(gè)可能外觀的又一屏幕 截圖，其中，可以指示操作者沿著測量路徑移動(dòng)并且可以給其各種選項(xiàng)以控制并監(jiān)視噪聲測量。圖9-11是圖示出圖1的設(shè)備的顯示屏幕在噪聲測量期間在沿著測量路徑的三個(gè) 相應(yīng)位置的可能外觀的屏幕截圖，并且其中，每個(gè)圖示出了這些位置中相應(yīng)的一個(gè)位置的 實(shí)時(shí)噪聲。圖12是圖示出圖1的設(shè)備的顯示屏幕在噪聲測量之后的一個(gè)可能外觀的又一屏 幕截圖，其中，操作者可令設(shè)備進(jìn)入自動(dòng)選擇模式。圖13是圖示出圖1的設(shè)備的顯示屏幕的一個(gè)可能外觀的又一屏幕截圖，其為隨后 的使用指定自動(dòng)識(shí)別的發(fā)射頻率，并且其中，給操作者提供有附加選項(xiàng)。圖14是圖示出圖1的設(shè)備的顯示屏幕的一個(gè)可能外觀的又一屏幕截圖，其示出了 已為沿著測量路徑監(jiān)視的大量所選頻率確定的噪聲值。圖15是圖示出圖1的設(shè)備在噪聲測量模式下的操作的另一個(gè)實(shí)施例的流程圖。圖16是圖示出圖1的設(shè)備的顯示屏幕的一個(gè)可能外觀的屏幕截圖，其示出了可 呈現(xiàn)給用戶的顯示輸出選項(xiàng)。圖17是圖示出圖1的設(shè)備的顯示屏幕的一個(gè)可能外觀的屏幕截圖，其響應(yīng)于用戶 對在一個(gè)或多個(gè)選定的頻率下沿著預(yù)期路徑所測量的噪聲的顯示的選擇。
圖18是圖示出圖1的設(shè)備的顯示屏幕的一個(gè)可能外觀的屏幕截圖，其響應(yīng)于用戶 對操作區(qū)域的噪聲分布圖的顯示的選擇。圖19a是圖示出帶有相干解調(diào)器的相干接收器的基帶解碼的過程圖。圖19b和19c是分別圖示出曼徹斯特編碼的位1和位0的波形圖，其中，圖19b示 出了位“1”的曼徹斯特編碼的基帶波形，圖19c示出了位“0”的曼徹斯特編碼的基帶波形， 并且其中每一個(gè)都發(fā)生在具有對應(yīng)于1比特時(shí)間段的長度的比特區(qū)域中。圖19d是示出了比照信噪比繪制的誤碼率值的對數(shù)坐標(biāo)圖，其中，示出了完美解 調(diào)的曼徹斯特編碼的OOSK的BER，并且誤碼率表示為Pe，信噪比表示為Eb/Nq。圖19e是運(yùn)用圖解法圖示出在發(fā)射器與接收器之間的距離(Itl處信號(hào)強(qiáng)度的確定 的過程圖，其中，示出了距離發(fā)射器Cltl處的接收器的位置的Sci(Cltl)2估計(jì)。圖19f是運(yùn)用圖解法圖示出噪聲值Ntl的確定的過程圖，其中，示出了發(fā)射器關(guān)閉 情況下的N。估計(jì)。圖19g是圖示出下述技術(shù)的一個(gè)示例的流程圖，所述計(jì)數(shù)用于按照檢測到的噪聲 在沿著鉆探路徑或者其他合適的路徑的各點(diǎn)確定最大可用發(fā)射器深度。圖20是圖示出圖1的設(shè)備的顯示屏幕的一個(gè)可能外觀的屏幕截圖，其響應(yīng)于用戶 對操作區(qū)域內(nèi)的最大可用發(fā)射器深度的顯示的選擇。圖21是用于為可靠的數(shù)據(jù)解碼預(yù)測最大可用操作深度的方法的另一實(shí)施例的流 程圖。圖22是圖示出顯示器的外觀的一個(gè)示例的屏幕截圖，其提供對所關(guān)注的發(fā)射器 頻率的確認(rèn)和用戶選擇。
具體實(shí)施例方式做出下列描述以使本領(lǐng)域一個(gè)普通技術(shù)人員能夠制作和使用本發(fā)明，并且該描述 在專利申請及其要求的語境下提供。對所描述的實(shí)施例的各種修改對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而 言將是顯而易見的并且在此教導(dǎo)的一般原理可應(yīng)用于其他實(shí)施例。因而，并非意圖將本發(fā) 明限制于所示出的實(shí)施例，而是要使其與符合在此描述的原理和特征、包括修改例及其等 同物的最大范圍相一致，其被限定在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。要注意的是，附圖并未按比 例而實(shí)際上是以認(rèn)為是最佳圖示出所關(guān)注的特征的方式概略示出的。對于圖中所提供的各 種視圖，可采用諸如上/下、左/右等描述性術(shù)語，以增進(jìn)讀者的理解，并且這些術(shù)語決非 意圖進(jìn)行限制?，F(xiàn)在回到附圖，其中各圖通篇用相同附圖標(biāo)記表示相同項(xiàng)目，緊接著注意圖1，其 圖示出便攜式設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例，該便攜式設(shè)備一般用附圖標(biāo)記10表示。要注意的是， 為了保持圖示清楚而未示出組件之間的電纜，但本領(lǐng)域一個(gè)普通技術(shù)人員結(jié)合該全部公 開內(nèi)容要理解這些電纜存在并且可容易地實(shí)施。設(shè)備10包括三軸天線集束(three-axis antenna cluster) 11，其用于測量磁通量的表示為bx、by和bz的三個(gè)正交布置的分量。名 稱為“ORTHOGONAL ANTENNA ARRANGEMENT AND METHOD”的第 6，005，532 號(hào)美國專利披露了 準(zhǔn)備在這里使用的一個(gè)有用的天線集束，其與本發(fā)明一起被共同擁有并通過引用全部并入 此中。天線集束11與接收器部件12電連接，所述接收器部件12根據(jù)需要可以包括放大和 濾波電路。至于后者，可以提供數(shù)據(jù)檢測濾波器作為該接收器部件的一部分。未示出與接
10收器部件的電連接，但要理解為該電連接存在?？商峁﹥A斜的傳感器裝置14，用于測量引力 角度，由所述引力角度可確定磁通量在水平坐標(biāo)系中的分量。設(shè)備10進(jìn)一步包括圖形顯示 器16、接收器部件17、具有天線19的遙測裝置18以及與各種組件適當(dāng)?shù)鼗ミB的處理部件 20。該處理部件可以包括數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)，所述DSP被配置成用以執(zhí)行操作期間所需 的各種程序。應(yīng)當(dāng)理解，圖形顯示器16可以為觸摸屏，以便有利于操作者對在屏幕上定義 的各種按鈕進(jìn)行選擇，并且/或者有利于在屏幕上定義的各種按鈕之間翻滾，以提供給操 作者選擇。這類觸摸屏可以單獨(dú)使用或者與輸入設(shè)備21例如鍵盤組合使用。后者可以在 觸摸屏并非必需的情況下使用。而且，可以采用輸入設(shè)備的許多變型并且其可以使用滾輪 以及其他合適的公知形式的選擇設(shè)備。遙測裝置及相關(guān)聯(lián)的天線是可選的。處理部件可以 包括諸如一個(gè)或多個(gè)處理器、任何適當(dāng)類型的存儲(chǔ)器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器這樣的組件。如本領(lǐng)域 所公知的，后者應(yīng)當(dāng)能夠檢測至少兩倍于所關(guān)注的最高頻率的頻率。作為一個(gè)選項(xiàng)，GPS(全 球定位系統(tǒng))接收器22可與GPS天線24 —起被包括。GPS組件可用以勘測坡度(survey grade)，以便提供提高的位置確定準(zhǔn)確度。在其中未使用GPS接收器的一個(gè)實(shí)施例中，可采 用某一其他形式的測量設(shè)備。作為以幻象示出的一個(gè)示例，可以將測量輪28支撐在支腿30 上，所述支腿30能可拆卸地與設(shè)備10附接。將傳感器32安置在支腿30上，用于隨著測量 輪28沿著地面34滾動(dòng)監(jiān)視其轉(zhuǎn)動(dòng)。該傳感器可為任何合適的類型，例如，光電的、機(jī)械的 或霍爾效應(yīng)的，并且適當(dāng)?shù)貙y量輪28配置成與選定類型的傳感器協(xié)調(diào)工作。傳感器32 產(chǎn)生由處理部件20監(jiān)視的信號(hào)，以便為下述目的對設(shè)備的移動(dòng)定性，所述目的將在下面 變得顯而易見。根據(jù)需要添加其他組件(未示出)，例如，磁強(qiáng)計(jì)和超聲波變換器，所述磁強(qiáng) 計(jì)用以幫助進(jìn)行相對于鉆頭方向的位置確定，所述超聲波變換器用于測量設(shè)備在地面上方 的高度。在本示例中，設(shè)備10被配置成用作為定位器，用于監(jiān)視并跟蹤移動(dòng)經(jīng)過地面的發(fā) 射器，如第6，496，008號(hào)美國專利(以下被稱為'008專利)中所描述的，其與本申請一起 被共同擁有并通過引用全部并入此中。,008專利進(jìn)一步提供了關(guān)于設(shè)備10的組件及其 用于跟蹤并監(jiān)視發(fā)射器在地下的操作的具體細(xì)節(jié)。在'008專利的示例中，發(fā)射器射出如 該發(fā)明的圖2-4中所示的偶極子場(dipolefield)。如所將看到的，設(shè)備10進(jìn)一步被配置 成用于在實(shí)際執(zhí)行具體操作程序之前為發(fā)射器選擇頻率，發(fā)射器隨后將以該頻率在地面中 工作。這類操作程序包括，但不限于水平方向鉆進(jìn)操作(drilling operation)、回拉操作 (pullback operation)禾口勘察操作(survey operation)，所述f占進(jìn)操作用于形成f占探，所 述回拉操作可以在鉆進(jìn)操作之后執(zhí)行，且所述勘察操作用于繪制地面中預(yù)先存在的通路。 另一類與這些討論相關(guān)的操作程序是纜線定位。在纜線定位時(shí)，令地下纜線沿著其長度射 出電磁場。該定位功能可以在期望的操作程序期間由設(shè)備10提供，并且被用作為該設(shè)備的 一個(gè)模式，所述一個(gè)模式可被稱為定位模式。不論將要執(zhí)行的操作程序的具體類型為何，都應(yīng)當(dāng)理解，可以使發(fā)射器或探空儀 可用于任何頻率下，但必須具有可互換的罩殼外形。通常，將在地面中工作的鉆探工具或回 拉設(shè)備裝置成用于容納具有指定罩殼外形的發(fā)射器，從而能夠通過僅安裝精選的發(fā)射器就 可以在大量可用射出器當(dāng)中選擇定位信號(hào)。然而，將會(huì)期望關(guān)于哪一個(gè)可用發(fā)射器將會(huì)最 佳匹配具體操作程序而給操作者提供現(xiàn)場向?qū)?。參考圖2，在平面圖中圖示出了將要在其中執(zhí)行操作程序的區(qū)域100。具體而言， 鉆機(jī)(drill rig) 102被圖示出用于執(zhí)行水平方向的鉆進(jìn)程序，以使鉆頭串(drill string)(未示出)從起始點(diǎn)112沿著預(yù)期或期望路徑110延伸到停止點(diǎn)114，所述起始點(diǎn)112示出 為第一凹坑，所述停止點(diǎn)114示出為停止凹坑。應(yīng)當(dāng)理解，這些起始點(diǎn)和停止點(diǎn)的存在對于 使用便攜式設(shè)備10執(zhí)行將要描述的程序并非是必須的，并且示出這些凹坑是出于說明性 目的。預(yù)期路徑在通向十字路口 118的通道116下方延伸。交通回路120被用于以已知的方 式控制交通信號(hào)122，使交通回路射出交通回路干擾124。公共事業(yè)線(utility line) 130 被埋入在十字路口中且在平面圖中其本身與預(yù)期路徑110相交。高架公共事業(yè)電力線136 位于十字路口近旁，并依據(jù)區(qū)域100在世界上的物理位置射出一般產(chǎn)生于50Hz或60Hz的 電力線干擾139及其諧波。應(yīng)當(dāng)理解，噪聲環(huán)境的測量應(yīng)當(dāng)優(yōu)選代表在隨后的操作程序期 間，例如，在用于安裝公共事業(yè)的水平方向鉆進(jìn)或回拉操作期間將會(huì)遇到的實(shí)際噪聲環(huán)境。 在某些諸如回拉操作這樣的情況下，預(yù)期路徑是預(yù)先存在的鉆探。對于其他操作程序例如 繪制現(xiàn)有公共事業(yè)線的操作程序而言，地下路徑可以是預(yù)先存在的。結(jié)合圖2參照圖3，后者包括噪聲功率P對沿χ軸的距離的曲線圖138。所標(biāo)繪的 三個(gè)頻率包括12KHz，示出為實(shí)線并用附圖標(biāo)記140表示；19KHz，示出為虛線并用附圖標(biāo) 記142表示；和33KHz，示出為由用短劃線分開的成對的長劃線組成的線并用附圖標(biāo)記144 表示。應(yīng)當(dāng)理解，這三個(gè)頻率代表可從諸如由鉆探工具執(zhí)行的地下發(fā)射器發(fā)射定位信號(hào)的 實(shí)際頻率；然而，并非意圖將這些頻率作為限制而是為了示例性目的選擇它們。任何合適的 發(fā)射頻率都可利用并根據(jù)這些描述來考慮。據(jù)此，用圖3中的標(biāo)繪圖代表對應(yīng)于可用的任 何一組發(fā)射頻率的發(fā)射器。圖3的標(biāo)繪圖示出為與圖2的區(qū)域100通常為垂直對齊關(guān)系， 以便圖示出干涉產(chǎn)生組件在不同頻率下會(huì)有的影響。例如，響應(yīng)于交通回路干擾124，12KHz 下的標(biāo)繪圖140在位置X1處呈現(xiàn)波峰150，其具有較之于標(biāo)繪圖142或144在X1處呈現(xiàn)的 噪聲功率要大的噪聲功率。值得注意的是，波峰150大體至少與圖2的公共事業(yè)線130對 齊。除波峰150之外，標(biāo)繪圖140所呈現(xiàn)的噪聲功率中絕大部分大致都是沿著χ軸的三個(gè) 標(biāo)繪圖的最低點(diǎn)。響應(yīng)于高架電力線噪聲139，標(biāo)繪圖144在X2處呈現(xiàn)波峰152，其在另外 兩個(gè)標(biāo)繪圖上方顯著延伸。除標(biāo)繪圖140的波峰150的區(qū)域以外，標(biāo)繪圖144沿著χ軸進(jìn) 一步呈現(xiàn)全部最高噪聲值。雖然19KHz下的標(biāo)繪圖142與標(biāo)繪圖140相比并未顯示出沿著 χ軸的許多位置的最低噪聲，但值得注意的是，標(biāo)繪圖142并未如另外兩個(gè)標(biāo)繪圖一樣包含 明顯的波峰。參考圖4，區(qū)域100的簡化的圖解圖示在平面圖中示出了起始點(diǎn)112和停止點(diǎn)114 以及在它們之間延伸的預(yù)期路徑110。示出了公共事業(yè)130其在該視圖中與預(yù)期路徑相交 的一部分。此外，圖示出便攜式設(shè)備10，且其通常被布置在預(yù)期路徑的一端，用于至少在該 預(yù)期路徑表現(xiàn)為地面的投影時(shí)至少通常沿著預(yù)期路徑在方向151上移動(dòng)。參考圖5，在正視圖中示出了區(qū)域100的簡化的圖解圖示，其示出了起始點(diǎn)112、停 止點(diǎn)114以及在它們之間延伸的預(yù)期路徑110。地面用附圖標(biāo)記152表示。預(yù)期路徑被配 置成在公共事業(yè)130下面經(jīng)過以便避免與該公共事業(yè)碰撞或接觸。操作者154握住便攜式 設(shè)備10并使其沿著延伸至停止點(diǎn)114的測量路徑156在箭頭151的方向上移動(dòng)。要注意 的是，測量路徑與圖4的視圖中的預(yù)期路徑一致，為地面的投影。在本示例中，操作者154 使測量輪128至少通常沿著預(yù)期路徑110在地面的投影滾動(dòng)。如將進(jìn)一步討論的，測量輪 128和支腿130并非是必需的。即是說，可使用便攜式設(shè)備10的移動(dòng)的其他形式的測量， 例如，可指示GPS接收器22或操作者154使便攜式設(shè)備在箭頭151的方向上以恒定速度移動(dòng)。在另一個(gè)實(shí)施例中，可以使用加速計(jì)裝置用于檢測移動(dòng)。例如，在諸如計(jì)步器這類的設(shè) 備中，加速計(jì)響應(yīng)于由腳步產(chǎn)生的移動(dòng)而產(chǎn)生脈沖，并且對所得到的脈沖計(jì)數(shù)，以提供距離 指示。如本領(lǐng)域所公知的，通過將加速計(jì)脈沖數(shù)據(jù)和與單個(gè)操作者的步幅有關(guān)的信息相結(jié) 合，能夠使移動(dòng)距離表現(xiàn)得更為精確，盡管這樣的精度并不認(rèn)為是必要的。如本領(lǐng)域所公知 的，例如可以通過使用利用地球磁場的磁傳感器來檢測方向性移動(dòng)。為了本示例的目的，關(guān) 于位置k，k+l. . . k+n對設(shè)備10的移動(dòng)定性，其中，便攜式設(shè)備的當(dāng)前位置是位置k，且位置 k = η位于停止點(diǎn)114處。參考圖6和7，前者是圖示出用于設(shè)備10的操作的方法的一個(gè)示例的流程圖，其用 附圖標(biāo)記200表示，而后者圖示出設(shè)備10的屏幕16。首先，在圖6的202，設(shè)備10可以請 求與預(yù)期路徑的目標(biāo)深度相關(guān)的信息以及與發(fā)射器相關(guān)的信息。在圖7的對應(yīng)的屏幕截圖 中，操作者154(圖5)可以輸入選定的或目標(biāo)操作深度。也可輸入發(fā)射器功率。在本示例 中，已經(jīng)用輸入線205在204選擇了 8英尺的深度。編輯選擇206可以提供對屏幕上的任 何輸入的修訂。輸入線208提供與可用射出器頻率相關(guān)的信息的輸入。在本示例中，操作 者已輸入12ΚΗζ、19ΚΗζ、33ΚΗζ的值，其對應(yīng)于圖3和4中為說明性目的而示出的頻率。實(shí) 際上，操作者可以輸入射出器頻率的任何組合。當(dāng)然，可以通過例如在屏幕上直接或者使用 圖1的輸入設(shè)備21選擇編輯特征206來修訂當(dāng)前輸入。一旦操作者結(jié)束了數(shù)據(jù)輸入，操作 者就會(huì)選擇“開始噪聲測量”按鈕210。在噪聲測量模式下，其可被稱為多模式設(shè)備中的設(shè)定模式，操作前進(jìn)至圖6的 220。依據(jù)設(shè)備10的具體實(shí)施例，可伴隨著噪聲的測量對設(shè)備10的移動(dòng)進(jìn)行監(jiān)視。即是 說，噪聲測量可以基于設(shè)備10的移動(dòng)加權(quán)。如上所述，通過隨著測量輪28沿著地面滾動(dòng)監(jiān) 視其轉(zhuǎn)動(dòng)或者通過使用GPS 22來提供本示例中的移動(dòng)監(jiān)視。關(guān)于根據(jù)圖6的設(shè)備10的操 作，將看到噪聲測量在一系列間隔上進(jìn)行。每個(gè)間隔都相當(dāng)短，并且基于正在監(jiān)視的發(fā)射 器頻率選擇間隔的時(shí)間段。據(jù)此，對該間隔檢測到一組噪聲環(huán)境信息，其可用以建立以特定 頻率和/或以連續(xù)方式在整個(gè)頻率范圍上存在的噪聲。圖8圖示出測量模式期間的屏幕16的外觀的一個(gè)實(shí)施例，其可以與根據(jù)圖6的正 在進(jìn)行的操作一起顯示。此屏幕指示操作者沿著測量路徑移動(dòng)并以在屏幕上定義的按鈕的 形式提供大量選項(xiàng)。在一個(gè)選項(xiàng)中，操作者可以選擇“實(shí)時(shí)顯示”按鈕230，其將令設(shè)備顯示 對操作者已選定的發(fā)射器頻率的當(dāng)前噪聲測量。下面將更加詳細(xì)地討論這樣的實(shí)時(shí)顯示。 另一個(gè)選項(xiàng)是“暫?！卑粹o232，其響應(yīng)于用戶的激勵(lì)而令處理部件20在當(dāng)前間隔中至少 暫時(shí)停止采集噪聲信息。該暫停功能通過圖6的步驟234實(shí)施。一旦進(jìn)入暫停模式，該步 驟就令設(shè)備10對另一用戶交互監(jiān)視按鈕232。在暫停模式下，屏幕16可以給操作者提供 可以閃現(xiàn)的“已暫?！敝甘厩野粹o232可以顯示“重新繼續(xù)”。與此同時(shí)，設(shè)備10可以提供 聽覺指示，例如，周期性的嘟嘟聲，以將操作者的注意力引至設(shè)備的已暫停狀態(tài)。響應(yīng)于按 鈕232的另一操作者激勵(lì)的檢測，圖6中的操作移至240，其中，對當(dāng)前間隔重新繼續(xù)噪聲測 量。在242，響應(yīng)于當(dāng)前噪聲間隔的結(jié)束，如果記錄了移動(dòng)信息，則可以將所測得的噪聲值 與移動(dòng)信息一起保存。應(yīng)當(dāng)理解的是，為了處理目的可以將噪聲信息和可選的運(yùn)動(dòng)信息儲(chǔ) 存在易失性存儲(chǔ)器中。在244，將噪聲信息轉(zhuǎn)換至頻域，以對當(dāng)前間隔建立電磁噪聲的頻率 組成。頻率組成可以被表示為噪聲功率相對于頻率。可以公知的方式，例如，用快速傅立葉 變換(TFT)執(zhí)行該轉(zhuǎn)換。應(yīng)當(dāng)理解的是，將要描述的另一個(gè)實(shí)施例不必使用時(shí)域_頻域變換?；谵D(zhuǎn)換的結(jié)果，在246，對當(dāng)前間隔在頻域中建立噪聲的功率譜。此功率譜可以被顯 示出，這將在下面進(jìn)一步討論。在248，可以對每一個(gè)所關(guān)注的頻率建立噪聲值。在本示例 中，所關(guān)注的頻率為12KHz、19KHz和33KHz。在250，可以按比例繪制并保存所關(guān)注的頻率 的噪聲值。在252，可以將實(shí)時(shí)噪聲顯示在圖1的屏幕16上。盡管這些噪聲值對應(yīng)于當(dāng)前 間隔，但應(yīng)當(dāng)理解的是，該間隔持續(xù)時(shí)間可以很短，至少從實(shí)踐的觀點(diǎn)來看噪聲顯示似乎是 連續(xù)的。例如，近似0. 1秒的間隔持續(xù)時(shí)間實(shí)質(zhì)上對于操作者而言是難以覺察的并提供對 足夠低的頻率的監(jiān)視。對于沿著測量路徑的多個(gè)位置，下文中緊接著將對噪聲信息的顯示 進(jìn)行詳細(xì)描述。結(jié)合圖2和3參照圖9，圖示出其中操作者在圖3的位置X1處選擇了實(shí)時(shí)顯示的顯 示器16。以條形圖形式示出該顯示，其中，橫軸300代表頻率且縱軸302代表0-10刻度上 的噪聲功率。12KHz直條304延伸至噪聲刻度上的約7. 1，19KHz直條306延伸至噪聲刻度 上的約3. 05且33KHz直條308延伸至噪聲刻度上的約4. 8。12KHz的峰值310在直條304 上用星號(hào)標(biāo)出，且12KHz的平均值312在直條304的主干上用三角形標(biāo)出。要注意的是，雖 然為了圖示清楚而對于其余頻率以及在相關(guān)圖中沒有示出峰值和平均值，但對于每個(gè)頻率 都可以顯示這樣的值。這些峰值和平均值可以任何合適的方式，例如，用這里所描述的技術(shù) 來確定。在一個(gè)實(shí)施例中，可以確定電磁噪聲的噪聲功率相對于頻率的標(biāo)繪圖316，并且可 以裝置顯示器16用于圖示出該標(biāo)繪圖。在本示例中，標(biāo)繪圖316表現(xiàn)平均噪聲功率，雖然 波峰噪聲功率正好是可容易顯示的，但為了保持圖示清楚而沒有示出。因而，在平均頻率組 成方面，可以將噪聲的功率譜表現(xiàn)為噪聲功率，其是由測量期間所得到的噪聲數(shù)據(jù)比照頻 率來繪制的。測量期間可以對應(yīng)于單個(gè)間隔，如結(jié)合圖6所描述的，或者對應(yīng)于一些間隔的 組合，其中，每個(gè)測量間隔都給組合的或整組噪聲環(huán)境信息貢獻(xiàn)一組噪聲數(shù)據(jù)。圖9的顯示器16還包括第一閾值320和第二閾值322，這兩個(gè)閾值并非必須示出 在顯示器上，但為了說明性目的而已示出。要注意的是，噪聲閾值的特定電平可以基于在圖 6的步驟202中輸入的信息。這類信息可以包括但不限于發(fā)射器在隨后的操作程序期間的 預(yù)期深度以及每個(gè)可用的發(fā)射器的發(fā)射功率和頻率。應(yīng)當(dāng)理解的是，可以使用顏色來強(qiáng)調(diào) 與閾值有關(guān)的噪聲值，但這類顏色由于圖示制約而未提供。在操作者未輸入此信息的情況 下，設(shè)備10不必顯示閾值。在本示例中，第一閾值320下方的區(qū)域可以被認(rèn)為是低度噪聲 區(qū)，在該區(qū)域中達(dá)到峰值的直條的顏色可以示出為綠色。第一閾值320與第二閾值322之間 的區(qū)域可以被認(rèn)為是中度噪聲區(qū)，在該區(qū)域中達(dá)到峰值的直條的顏色可以示出為黃色。鑒 于這一點(diǎn)，直條306和308都將示出為黃色。第二閾值322上方的區(qū)域可以被認(rèn)為是高度 噪聲區(qū)，在該區(qū)域中達(dá)到峰值的直條的顏色可以示出為紅色。相應(yīng)地，直條304的顏色將示 出為紅色。例如，在使用單色顯示器的實(shí)例中，通過在噪聲直條內(nèi)打上陰影或使用灰度值， 其中直條的明暗對應(yīng)于其相關(guān)聯(lián)的噪聲值，可以對各種噪聲范圍定性。要注意的是，使用圖 9中的暫停模式按鈕232可以進(jìn)入暫停模式。而且，使用顯示屏幕上的按鈕可以給操作者提 供其他選項(xiàng)。選擇暫停模式可以使顯示器16返回到圖8的外觀。參照圖9，應(yīng)當(dāng)理解的是，顯示器16可以非常多的方式示出實(shí)時(shí)噪聲信息而仍然 處于這里的教導(dǎo)的范圍之內(nèi)。例如，可以將條形圖格式修改成使這些直條直接靠在一起并 且每個(gè)直條都包括用數(shù)字表示的頻率指示。此外，條形圖格式并非是必需的。在一個(gè)途徑 中，顯示器可以完全依靠數(shù)字表示或者可以使用任何其他合適的形式的圖形表現(xiàn)，所述數(shù)
14字表示實(shí)質(zhì)上列出每個(gè)頻率及其相關(guān)聯(lián)的噪聲值。圖10圖示出其中操作者在圖3的位置X2處選擇了實(shí)時(shí)顯示的顯示器16。12KHz 直條304延伸至噪聲刻度上的約1. 8且基于閾值320其顏色可以為綠色，19KHz直條306延 伸至噪聲刻度上的約3. 2且其顏色可以為黃色，并且33KHz直條308延伸至噪聲刻度上的 約8. 9且其顏色可以為紅色。圖11圖示出其中操作者在圖3的位置X3處選擇了實(shí)時(shí)顯示的顯示器16。12KHz 直條304延伸至噪聲刻度上的約2. 9且基于閾值320其顏色可以為綠色，19KHz直條306延 伸至噪聲刻度上的約3. 8且其顏色可以為黃色，并且33KHz直條308延伸至噪聲刻度上的 約5. 7且其顏色可以為黃色。參照圖4-6和8，在到達(dá)停止點(diǎn)114(圖4)時(shí)，操作者在顯示器16上選擇“停止噪 聲測量”按鈕400(圖8)。作為響應(yīng)，步驟402 (圖6)終止噪聲數(shù)據(jù)的采集。之后，在404， 基于對發(fā)生在設(shè)備10沿著測量路徑移動(dòng)期間的時(shí)間間隔所儲(chǔ)存的信息，確定每個(gè)所關(guān)注 的頻率的平均噪聲功率。在執(zhí)行此確定時(shí)，可以使用在可選步驟242測量的移動(dòng)信息來對 噪聲信息加權(quán)，以解決操作者缺少移動(dòng)會(huì)引發(fā)的問題，即是說，操作者缺少移動(dòng)會(huì)趨于不成 比例地強(qiáng)調(diào)這些間隔中的至少一些間隔?？商娲兀谟脩艚K止噪聲測量之前，步驟402令 設(shè)備10進(jìn)入405處的下一測量間隔并將操作引回步驟220，用于下一測量間隔。參照圖6、12和13，在406，對操作者呈現(xiàn)屏幕16上的選項(xiàng)(圖12)，以使用自動(dòng) 選擇模式，用于自動(dòng)選定這些頻率其中之一。為了使用該自動(dòng)選擇模式，用戶選定“是”按 鈕410 (圖12)。響應(yīng)于該選擇，在一個(gè)實(shí)施例中，圖6的步驟412比較每個(gè)頻率的平均噪 聲功率并識(shí)別具有最低值的一個(gè)平均噪聲功率。然后，步驟414在顯示器16上指示選定的 頻率，例如，如圖13所示，用附圖標(biāo)記416指示。在本示例中，由于下述原因，所以自動(dòng)選定 的頻率為12KHz，所述原因根據(jù)接下來對平均噪聲功率的特定值的進(jìn)一步討論將顯而易見。 在另一個(gè)實(shí)施例中，由于每個(gè)頻率的噪聲值與閾值相關(guān)，所以自動(dòng)選擇可以考慮每個(gè)頻率 的噪聲值。例如，可以將下述頻率從作為發(fā)射頻率的可用選擇中排除，所述頻率其在沿著測 量路徑的任一點(diǎn)處的峰值都超過第二閾值322 (參見圖9，作為12KHz頻率的一個(gè)示例)或 者保持在第二閾值上方長于預(yù)定的一段時(shí)間。作為另一個(gè)示例，當(dāng)一特定頻率相對于其他 頻率保持在第一閾值320下方較長的一段時(shí)間時(shí)，自動(dòng)選擇可偏向于選擇該特定頻率作為 發(fā)射頻率。頻率選擇可相對于閾值對噪聲性能進(jìn)行加權(quán)。例如，頻率選擇可側(cè)重于相對于 第一閾值320的噪聲性能，其比相對于第二上閾值322的噪聲性能更為重要。在其他實(shí)施 例中，用戶例如可使用觸摸屏顯示器來標(biāo)記障礙物和/或其他關(guān)注點(diǎn)的位置，從而使提議 的鉆進(jìn)路徑可以與指定的障礙物以及相關(guān)聯(lián)的噪聲值一起呈現(xiàn)在顯示器上。鑒于這一點(diǎn)， 了解到，給定頻率的噪聲值在障礙物近旁超過第二閾值322，這可以是選擇不使用該給定頻 率作為發(fā)射頻率的因素。另一方面，可以忽略在鉆進(jìn)路徑的端點(diǎn)處的凹坑近旁超過第二閾 值322。在任何實(shí)施例中，每當(dāng)正采用的選擇參數(shù)沒有提供充分確定的結(jié)果時(shí)，自動(dòng)選擇特 征都可以默認(rèn)為手動(dòng)操作模式。例如，全部頻率都可能超過第二閾值322并且另外平均噪 聲值也相對較接近。圖13的顯示器16提供給操作者使用按鈕417切換至手動(dòng)操作的選項(xiàng)，這將導(dǎo)致 對每個(gè)頻率都顯示平均噪聲功率和波峰噪聲。當(dāng)然，如果操作者希望對最佳噪聲值作出他 或她自己的決定，則操作者可以選擇“否”按鈕418，這可導(dǎo)致在中間顯示平均和波峰噪聲功率。圖13中的顯示屏幕在雙模式設(shè)備中提供按鈕419，用于離開噪聲測量/設(shè)定模式并進(jìn) 入定位模式?，F(xiàn)在將注意力引至圖6和14。如果操作者選擇不使用自動(dòng)選擇特征，則步驟420 令顯示器16產(chǎn)生如其在圖14中所呈現(xiàn)的外觀。對每個(gè)頻率均示出波峰噪聲和平均噪聲功 率值。例如，可以基于顯示出最高噪聲功率的測量間隔來確定給定頻率的波峰噪聲。當(dāng)然， 波峰噪聲功率的確定可以在正在進(jìn)行的基礎(chǔ)上對其進(jìn)行監(jiān)視及更新。分別對應(yīng)于12KHz、 19KHz和33KHz，用旗形標(biāo)志(flag) 501、502和504示出波峰噪聲值。12KHz的波峰近似 為7. 1，19KHz的波峰近似為3. 6且33KHz的波峰近似為8. 9。分別對應(yīng)于12KHz、19KHz和 33KHz，用直條506、508和510表示每個(gè)頻率的平均噪聲功率。12KHz的平均噪聲值近似為 2. 2，19KHz的平均噪聲值近似為2. 8且33KHz的平均噪聲值近似為5. 0。要關(guān)注的是，盡管 12KHz具有最低平均噪聲值，但最低波峰噪聲值由19KHz呈現(xiàn)。鑒于這一點(diǎn)，操作者會(huì)關(guān)注 于了解每個(gè)波峰噪聲值沿著測量路徑發(fā)生在何處。在一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)備10可以跟蹤該信 息并且例如鄰近于顯示器16上個(gè)每個(gè)旗形標(biāo)志指示每個(gè)噪聲波峰的這類位置。在圖14中， 對于12KHz、19KHz和33KHz，每個(gè)波峰的χ軸位置分別被指示為500、900和650英尺。操作 者可以將這些波峰的位置與沿著預(yù)期路徑的任何地下障礙物的位置進(jìn)行比較，以便確保 在障礙物區(qū)域內(nèi)保持定位精度。在本示例中，公共事業(yè)130(參見圖4和5)位于約450英 尺處，非常接近12ΚΗζ的波峰噪聲值。在這樣的情形中，即使12ΚΗζ呈現(xiàn)出最低平均噪聲功 率，操作者也可選用12ΚΗζ以外的發(fā)射頻率。操作者可回憶起圖9示出的位置X1的實(shí)時(shí)顯 示示出了 19ΚΗζ在障礙物130近旁呈現(xiàn)出最低噪聲。當(dāng)然，操作者可以返回到位置X1重復(fù) 實(shí)時(shí)噪聲測量。作為另一示例，操作者可認(rèn)為接近停止點(diǎn)114的精度是最為重要的。在此 情況下，操作者可以基于位置X3的顯示(圖3和11)選定12ΚΗζ作為發(fā)射器頻率。當(dāng)然， 操作者可單根據(jù)呈現(xiàn)最低平均噪聲值而選擇12ΚΗζ。參照圖14，應(yīng)當(dāng)理解的是，可以使用以不同顏色表示、打上陰影和/或改變明暗來 相對于閾值320和322適當(dāng)?shù)貜?qiáng)調(diào)波峰和平均噪聲值。例如，平均值噪聲直條506和508的 顏色可以為綠色而平均值噪聲直條510的顏色可以為黃色。波峰噪聲旗形標(biāo)志501和504 可以為紅色而波峰噪聲旗形標(biāo)志502可以為黃色。在一個(gè)實(shí)施例中，操作者可以選擇顯示 特征，其比照χ軸標(biāo)繪出發(fā)射器頻率中選定的一個(gè)頻率的噪聲功率。此標(biāo)繪圖例如可以從 圖4提取的線圖之一的形式呈現(xiàn)在顯示器16上。現(xiàn)在將注意力轉(zhuǎn)向圖15，此圖是圖示出用于設(shè)備10的操作的方法的另一個(gè)示例 的流程圖，其總體上用附圖標(biāo)記200'表示。要注意的是，方法200'與圖6的方法200共 有大量步驟。據(jù)此，為了簡短的目的，將不再重復(fù)對這些共有步驟的描述且讀者可以參照以 上討論。然而，圖15中的技術(shù)的使用存在不同，其建立了一個(gè)或多個(gè)指定發(fā)射器頻率下的 噪聲。在一個(gè)實(shí)施例中，例如，使用可調(diào)諧窄帶接收器電路來進(jìn)行噪聲測量，上述可調(diào)諧窄 帶接收器相繼連續(xù)被調(diào)到所關(guān)注的每一個(gè)頻率。在其他實(shí)施例中，可以應(yīng)用數(shù)字濾波器技 術(shù)，與在整個(gè)頻譜上的噪聲測量不同，這使得確定離散頻率下的噪聲測量。方法200'以前述步驟202開始，其中，例如如上所述，發(fā)射器頻率、功率和目標(biāo)深 度信息可以由操作者輸入。在600，設(shè)定設(shè)備10以接收所關(guān)注的第一頻率。這可以是任何 頻率，但出于簡明的目的一般會(huì)是最低或最高頻率。在本示例中，假設(shè)最低頻率12ΚΗζ為第 一頻率，并且將19ΚΗζ和33ΚΗζ分別作為第二和第三頻率。通常，在一個(gè)實(shí)施例中，可以進(jìn)行離散傅立葉變換(DFT)以確定存在于所關(guān)注的頻率中的噪聲。應(yīng)當(dāng)理解的是，可以采用 任何合適的技術(shù)，包括，例如，戈策爾(Goertzel)濾波器，或作為另一個(gè)示例，小波濾波器。 在602，設(shè)備10進(jìn)入進(jìn)行噪聲測量的測量模式。然后，步驟234實(shí)施上述暫停特征，其令噪 聲測量中止并響應(yīng)于用戶交互而重新繼續(xù)。在604，對當(dāng)前頻率進(jìn)行噪聲測量和移動(dòng)監(jiān)視。 在606將所測得的噪聲值與當(dāng)前頻率的移動(dòng)信息一起保存。如上所述，移動(dòng)信息是可選的， 但可以用于在測量路徑的范圍內(nèi)確定平均噪聲值時(shí)對數(shù)據(jù)加權(quán)。在610，關(guān)于是否要監(jiān)視 另一頻率做出決定。如果要監(jiān)視，則在612將頻率增至所關(guān)注的下一頻率，并且對作為當(dāng)前 頻率的下一頻率，在600開始重復(fù)操作。另一方面，如果已對當(dāng)前間隔的全部所關(guān)注的頻率 都進(jìn)行了測量，則操作移至步驟250，所述步驟250對當(dāng)前間隔按比例放大噪聲值并保存。 據(jù)此，步驟606相繼連續(xù)產(chǎn)生一組噪聲環(huán)境信息，該組信息包含了全部所關(guān)注的頻率。步驟 252提供對來自當(dāng)前間隔的值以實(shí)時(shí)顯示的形式進(jìn)行的顯示，如上所述，以提供給操作者以 連續(xù)監(jiān)視沿著測量路徑的噪聲讀取的時(shí)機(jī)。沿著測量路徑的每個(gè)間隔都照這樣處理，直到 在402終止數(shù)據(jù)采集為止。剩余的程序與以上描述一致地執(zhí)行。如上所述，使用圖15的技 術(shù)容易實(shí)施顯示器16上的各種顯示。參照圖1，在其中設(shè)備10可用于噪聲測量和定位的雙模式的實(shí)施例中，將會(huì)有利 的是，在這兩個(gè)模式中使用相同的天線和接收器電路。即是說，天線11和接收器部件17可 以用于這兩個(gè)模式。這樣，由于用相同的組件測量噪聲環(huán)境和定位信號(hào)，所以不必確定作為 頻率的函數(shù)的天線和接收器組合的靈敏度。換言之，該靈敏度對于這兩個(gè)測量將是相同的。應(yīng)當(dāng)理解的是，設(shè)備10可容易用于在將要執(zhí)行的操作程序?yàn)槔|線定位程序時(shí)勘 測噪聲環(huán)境。例如，操作者可以使用基于纜線對地面的投影的測量路徑。當(dāng)然，操作者可 以輸入可用作為纜線定位頻率的頻率。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，施加纜線定位頻率會(huì)在噪聲 勘測期間產(chǎn)生將不存在的錯(cuò)誤定位信號(hào)。在名稱為“DISTINGUISHING FALSE SIGNALS IN CABLELOCATING”的第7，151，375號(hào)美國專利中披露了一種極為有利的系統(tǒng)和方法，所述系 統(tǒng)和方法實(shí)質(zhì)上消除在纜線定位程序期間出現(xiàn)的錯(cuò)誤纜線定位信號(hào)的作用，其與本發(fā)明一 起被共同擁有并通過引用全部并入此中。參考圖16，可以響應(yīng)于圖6和15的步驟420將顯示器輸出選項(xiàng)提供給操作者。在 步驟420，屏幕16可以給用戶提供大量選項(xiàng)，這些選項(xiàng)可以用任何合適的方式例如上述方 式來選擇。例如，一個(gè)選擇用附圖標(biāo)記450表示并允許用戶選擇條形圖顯示，其可以是圖14 的顯示。結(jié)合圖16參照圖17，選擇452允許用戶選擇對應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的以及先前選 定的發(fā)射器頻率的噪聲功率的顯示，例如其可以如圖17中所示呈現(xiàn)為比照距離標(biāo)繪的噪 聲功率。據(jù)此，提供并且可顯示對于每個(gè)選定的頻率的電磁噪聲的功率譜相對于距離的標(biāo) 繪圖?，F(xiàn)在，參考圖18并結(jié)合圖16，另一選擇454提供噪聲分布圖456的顯示。這類噪 聲分布圖可以包含比照距離標(biāo)繪的頻率，并且用顏色、灰度明暗或代表噪聲功率的恒定值 的等高線示出該分布圖上任何指定位置的噪聲值。在本示例中，由于與本討論相關(guān)聯(lián)的圖 示限制，所以使用了等高線458。分布圖的大片區(qū)域呈現(xiàn)白噪聲，其在若干位置用附圖標(biāo)記 460指示。然而，在分布圖456上可看見噪聲波峰462和464，從而用戶可選擇用虛線示出 的發(fā)射器頻率470，用于將要在與分布圖456相對應(yīng)的區(qū)域中執(zhí)行的地下操作，所述發(fā)射器頻率470避免了噪聲峰值。圖16進(jìn)一步提供選擇474，其允許用戶返回到自動(dòng)選擇模式并 可提供圖13中所示的顯示。鑒于前述，提供一設(shè)備以與系統(tǒng)結(jié)合一起使用，在所述系統(tǒng)中，使發(fā)射器在操作程 序期間移動(dòng)經(jīng)過區(qū)域中的地面，所述操作程序會(huì)涉及發(fā)射定位信號(hào)的地下發(fā)射器或發(fā)射定 位信號(hào)的地下纜線。所述信號(hào)具有可選自為一組離散頻率當(dāng)中的一個(gè)離散頻率的發(fā)射頻 率。作為一個(gè)示例，可以基于手邊可用的探測器來選擇選定的發(fā)射頻率，所述探測器可以內(nèi) 置于諸如鉆探工具或回拉裝置這類地下設(shè)備中，其中，每個(gè)可用的探測器都被配置用于以 不同的離散頻率發(fā)射。作為另一示例，可對指定的探測器進(jìn)行調(diào)諧或設(shè)定使其以選定的離 散發(fā)射頻率發(fā)射。作為又一示例，指定的探測器可被配置用以同時(shí)發(fā)射多個(gè)離散發(fā)射頻率， 并且可以對協(xié)作的接收器進(jìn)行調(diào)諧使其只接收選定的離散發(fā)射頻率。在纜線定位的例子 中，地上發(fā)射器可以被配置用以令所期望的纜線射出所關(guān)注的頻率。據(jù)此，以合適的方式， 可以將發(fā)射頻率設(shè)定為發(fā)射頻率范圍中間隔開的多個(gè)離散發(fā)射頻率其中之一。所述區(qū)域包 括可以在該區(qū)域內(nèi)變化且遍及所述發(fā)射頻率范圍的電磁噪聲。這里所描述的便攜式設(shè)備通 常包括接收器，所述接收器具有至少包含所述發(fā)射頻率范圍的接收器帶寬，用于在所述發(fā) 射頻率范圍中測量所述電磁噪聲以建立所述電磁噪聲的頻率組成，所述電磁噪聲的頻率組 成用于在選擇離散發(fā)射頻率其中之一作為選定的發(fā)射頻率時(shí)使用，所述選定的發(fā)射頻率隨 后在所述操作程序期間由接收器接收。所期望的是，根據(jù)存在的噪聲，為用戶確定并顯示與發(fā)射器在沿著鉆探路徑或其 他地下路徑和/或與鉆探路徑或其他地下路徑相關(guān)聯(lián)的指定點(diǎn)的最大可用深度相關(guān)的信 息，用于可靠的數(shù)據(jù)接收。以下，將緊接著描述用于確定最大可用深度的技術(shù)的一個(gè)實(shí)施 例。首先，假定是理想相干接收器，其中，已對載波進(jìn)行了相干解調(diào)，并且已對位/符 號(hào)時(shí)序和信息包同步圖案進(jìn)行了完全跟蹤。如圖19a的過程圖中所示，可以對最后得到的 基帶數(shù)據(jù)進(jìn)行最優(yōu)化解碼。基帶數(shù)據(jù)在數(shù)學(xué)上可以如下表示r(t) = Si(t)+v(t) ；i = {0，1}(1)其中，如在這里所提出的全部表達(dá)式中使用的，r(t)為所接收到的信號(hào)，單位為伏 特，且t為時(shí)間，單位為秒。函數(shù)Si(t)是在圖19b和19c的圖解標(biāo)繪圖中圖示出的曼徹斯 特編碼基帶數(shù)據(jù)波形，所述圖19b和圖19c示出了電壓中的信號(hào)幅度對時(shí)間，并且其中分別 示出了位1和位0的波形。雖然在本說明書的語境下使用了曼徹斯特編碼，但應(yīng)當(dāng)理解的 是，可以采用任何合適的類型的編碼。此外，要考慮到，本領(lǐng)域一個(gè)普通技術(shù)人員利用所掌 握的該全部公開內(nèi)容而能夠容易將所揭示的教導(dǎo)應(yīng)用于其他形式的編碼?？梢约俣ㄋl(fā)射的數(shù)據(jù)被加性高斯白噪聲(AWGN)v(t)污染。如果AWGN具有指數(shù) 為α2的正態(tài)分布(即，平均值為0的高斯)，則概率密度函數(shù)(PDF)可以表示為
權(quán)利要求
一種用于與系統(tǒng)結(jié)合使用的便攜式設(shè)備，在所述系統(tǒng)中，使發(fā)射器在操作程序期間移動(dòng)經(jīng)過一區(qū)域中的地面，同時(shí)發(fā)射具有發(fā)射頻率的發(fā)射器信號(hào)，并且所述發(fā)射頻率可被選擇為在發(fā)射頻率范圍中間隔開的一組離散發(fā)射頻率其中之一，并且所述區(qū)域包含會(huì)在所述區(qū)域內(nèi)變化且覆蓋所述發(fā)射頻率范圍的電磁噪聲，所述便攜式設(shè)備包括接收器，具有至少包含所述發(fā)射頻率范圍的接收器帶寬，用于至少在所述發(fā)射頻率范圍中測量所述電磁噪聲以建立所述電磁噪聲的頻率組成，以用于選擇離散發(fā)射頻率其中之一作為選定的發(fā)射頻率，所述選定的發(fā)射頻率隨后在所述操作程序期間由接收器接收。
2.如權(quán)利要求1所述的便攜式設(shè)備，進(jìn)一步包括顯示器，用于顯示電磁噪聲的至少存在于所述發(fā)射頻率范圍中的頻率組成。
3.如權(quán)利要求1所述的便攜式設(shè)備，其中，所述接收器包括檢測器，用于通過在測量 期間監(jiān)視所述電磁噪聲來檢測所述電磁噪聲以產(chǎn)生噪聲信號(hào)；和處理部件，用于處理所述 噪聲信號(hào)以建立所述電磁噪聲的對應(yīng)于所述測量期間的平均頻率組成。
4.如權(quán)利要求3所述的便攜式設(shè)備，進(jìn)一步包括移動(dòng)監(jiān)視裝置，用于建立所述便攜式設(shè)備處于移動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)其中的一種狀態(tài)， 并且被配置用以與所述處理部件協(xié)作，以通過響應(yīng)于所述靜止?fàn)顟B(tài)中止電磁噪聲的所述監(jiān) 視并且之后響應(yīng)于所述移動(dòng)狀態(tài)重新繼續(xù)所述電磁噪聲的所述監(jiān)視，來啟動(dòng)一暫停間隔， 從而使存在于所述靜止?fàn)顟B(tài)期間的電磁噪聲實(shí)質(zhì)上對所述平均頻率組成沒有影響。
5.如權(quán)利要求1所述的便攜式設(shè)備，包括用于接收一個(gè)或多個(gè)用戶交互的用戶輸入裝 置，并且其中，所述接收器被配置用以與所述用戶輸入裝置協(xié)作用于接受用戶交互，以通過 中止電磁噪聲的測量并且之后重新繼續(xù)所述電磁噪聲的測量來啟動(dòng)一暫停間隔，從而使存 在于所述暫停間隔期間的電磁噪聲實(shí)質(zhì)上對所述平均頻率組成沒有影響。
6.如權(quán)利要求1所述的便攜式設(shè)備，其中，所述接收器被配置用于在一系列測量時(shí)間 間隔上檢測電磁噪聲，并且建立所述電磁噪聲的對應(yīng)于每個(gè)所述測量時(shí)間間隔的頻率組 成。
7.如權(quán)利要求1所述的便攜式設(shè)備，其中，所述接收器被配置用于基于所述電磁噪聲 的頻率組成自動(dòng)選擇所述選定的發(fā)射頻率。
8.如權(quán)利要求7所述的便攜式設(shè)備，包括用于指示所述選定的發(fā)射頻率的顯示器。
9.如權(quán)利要求1所述的便攜式設(shè)備，其中，所述接收器被配置用于在時(shí)間間隔上建立 所述電磁噪聲的功率譜并且包括一顯示器，所述顯示器被配置用于描繪所述電磁噪聲的功 率譜。
10.如權(quán)利要求9所述的便攜式設(shè)備，其中，所述接收器產(chǎn)生所述電磁噪聲的所述功率 譜相對于頻率的標(biāo)繪圖，并且所述顯示器被配置用于圖示出所述標(biāo)繪圖。
11.如權(quán)利要求9所述的便攜式設(shè)備，其中，所述接收器對所述發(fā)射頻率范圍中的選定 的頻率產(chǎn)生所述電磁噪聲的功率譜相對于距離的至少一個(gè)標(biāo)繪圖，并且所述顯示器被配置 用于圖示出所述標(biāo)繪圖。
12.如權(quán)利要求1所述的便攜式設(shè)備，包括用戶輸入裝置，用于接收一個(gè)或多個(gè)用戶 交互；和處理器，被配置用以與所述用戶輸入裝置協(xié)作，以識(shí)別在所述用戶交互中選定的一 組所述離散發(fā)射頻率。
13.如權(quán)利要求12所述的便攜式設(shè)備，包括顯示器，并且其中，所述處理器被配置用于對所述一組離散發(fā)射頻率內(nèi)的每個(gè)發(fā)射頻率從所測得的電磁噪聲中產(chǎn)生出離散噪聲級(jí)別， 并且用于驅(qū)動(dòng)所述顯示器以指示與所述一組離散發(fā)射頻率中每個(gè)所述離散發(fā)射頻率相關(guān) 聯(lián)的噪聲級(jí)別。
14.如權(quán)利要求13所述的便攜式設(shè)備，其中，所述處理器被配置用于將所述顯示器限 制到所述一組離散發(fā)射頻率，而不顯示與在所述用戶交互中未選定的任何離散發(fā)射頻率相 關(guān)聯(lián)的噪聲級(jí)別。
15.如權(quán)利要求1所述的便攜式設(shè)備，其中，所述接收器被配置用于在所述操作程序期 間接收所述定位信號(hào)，并且所述便攜式設(shè)備進(jìn)一步包括與所述接收器通信的定位裝置，用 于在所述操作程序期間從所述接收器獲取所述發(fā)射器信號(hào)，用于在跟蹤發(fā)射器的地下位置 時(shí)使用。
16.如權(quán)利要求1所述的便攜式設(shè)備，其中，所述接收器包括天線陣列，所述天線陣列 被配置用于檢測沿著三個(gè)正交對置的接收軸的所述電磁噪聲。
17.如權(quán)利要求16所述的便攜式設(shè)備，其中，所述天線陣列被配置用于在所述操作程 序期間接收所述發(fā)射器信號(hào)。
18.一種用于與系統(tǒng)結(jié)合使用的便攜式設(shè)備，在所述系統(tǒng)中，使發(fā)射器在操作程序期間 移動(dòng)經(jīng)過一區(qū)域中的地面，同時(shí)發(fā)射具有發(fā)射頻率的發(fā)射器信號(hào)，并且所述發(fā)射頻率可被 選擇為在發(fā)射頻率范圍中間隔開的一組離散發(fā)射頻率其中之一，并且所述區(qū)域包含會(huì)在所 述區(qū)域內(nèi)變化且覆蓋所述發(fā)射頻率范圍的電磁噪聲，所述便攜式設(shè)備包括接收器，具有至少包含所述發(fā)射頻率范圍的接收器帶寬并被配置用于在下列模式下操 作(i)設(shè)定模式，用于至少在所述發(fā)射頻率范圍中測量電磁噪聲以建立所述電磁噪聲的 頻率組成，以用于選擇離散發(fā)射頻率其中之一作為選定的發(fā)射頻率，所述選定的發(fā)射頻率 隨后在所述操作程序期間由接收器接收；和(ii)定位模式，用于接收所選定的發(fā)射頻率以 提供與所述發(fā)射器相關(guān)的特定信息。
19.一種用于與系統(tǒng)結(jié)合使用的方法，在所述系統(tǒng)中，使發(fā)射器在操作程序期間移動(dòng)經(jīng) 過一區(qū)域中的地面，同時(shí)發(fā)射具有發(fā)射頻率的發(fā)射器信號(hào)，所述發(fā)射器信號(hào)的特征在于發(fā) 射頻率，所述發(fā)射頻率是可選擇的以便將所述發(fā)射頻率設(shè)定為發(fā)射頻率范圍中間隔開的多 個(gè)離散發(fā)射頻率其中之一，并且所述區(qū)域包含會(huì)在所述區(qū)域內(nèi)變化且覆蓋所述發(fā)射頻率范 圍的電磁噪聲，所述方法包括在所述操作程序之前，檢測所述區(qū)域中的電磁噪聲，以產(chǎn)生一組噪聲環(huán)境信息；以及分析該組噪聲環(huán)境信息，以建立電磁噪聲的頻率組成，以用于將所述發(fā)射頻率選擇為 所述多個(gè)離散發(fā)射頻率其中之一。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，包括提供便攜式設(shè)備，用于通過使便攜式設(shè)備沿著至 少一部分地上通道移動(dòng)來執(zhí)行電磁噪聲的所述檢測，所述地上通道的一部分與發(fā)射器的預(yù) 期地下移動(dòng)是間隔開的。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述預(yù)期地下移動(dòng)由預(yù)先存在的地下通道限定， 并且移動(dòng)使得所述便攜式設(shè)備至少大致沿著所述地下通道對地面的投影移動(dòng)。
22.如權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述預(yù)期地下移動(dòng)由隨后通過鉆探工具形成的 地下通道而限定，所述鉆探工具攜帶所述發(fā)射器使得所述地下通道為所述鉆探工具的預(yù)期 路徑，并且移動(dòng)使得所述便攜式設(shè)備至少大致沿著并在所述預(yù)期路徑上方移動(dòng)。
23.如權(quán)利要求19所述的方法，包括顯示至少存在于所述發(fā)射頻率范圍中的電磁噪聲 的頻率組成。
24.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述檢測在測量時(shí)間段上產(chǎn)生噪聲信號(hào)，并且對 所述噪聲信號(hào)的處理產(chǎn)生了該組噪聲環(huán)境信息，以建立對應(yīng)于所述測量時(shí)間段的電磁噪聲 的頻率組成。
25.如權(quán)利要求19所述的方法，其中，所述檢測電磁噪聲信號(hào)在一系列相繼連續(xù)的時(shí) 間間隔中執(zhí)行，從而對應(yīng)于每個(gè)相繼連續(xù)的時(shí)間間隔記錄一組噪聲數(shù)據(jù)，以建立于與每個(gè) 相繼連續(xù)的時(shí)間間隔相關(guān)聯(lián)的頻率組成。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，包括配置便攜式設(shè)備，用于執(zhí)行所述檢測和所述分 析，使得所述便攜式設(shè)備可以沿著地上通道移動(dòng)，所述地上通道與所述發(fā)射器的預(yù)期地下 移動(dòng)是間隔開的，并且隨著使所述便攜式設(shè)備沿著至少一部分所述地上通道移動(dòng)，啟動(dòng)所 述檢測；以及當(dāng)所述便攜式設(shè)備不沿著所述一部分地上通道移動(dòng)時(shí)，暫停所述檢測。
27.如權(quán)利要求25所述的方法，包括配置便攜式設(shè)備，用于所述執(zhí)行所述檢測和所述 分析，使得所述便攜式設(shè)備可以沿著地上通道移動(dòng)，所述地上通道與所述發(fā)射器的預(yù)期地 下移動(dòng)是間隔開的；以及使所述便攜式設(shè)備在所述檢測期間沿著至少一部分所述地上通道 以至少大致恒定的速度移動(dòng)，使得每個(gè)時(shí)間間隔的頻率組成沿著該部分所述地上通道至少 近似均等地被加權(quán)。
28.如權(quán)利要求25所述的方法，包括配置便攜式設(shè)備，用于所述執(zhí)行所述檢測和所述 分析，使得所述便攜式設(shè)備可以沿著地上通道移動(dòng)，所述地上通道與所述發(fā)射器的預(yù)期地 下移動(dòng)是間隔開的；并且進(jìn)一步配置便攜式設(shè)備，用于測量沿著地上通道的移動(dòng)并基于所 測得的移動(dòng)對每個(gè)相繼連續(xù)的時(shí)間間隔的頻率組成進(jìn)行加權(quán)。
29.如權(quán)利要求19所述的方法，包括顯示所述頻率組成。
30.如權(quán)利要求19所述的方法，包括基于用于在所述操作程序中使用的電磁噪聲的 頻率組成，自動(dòng)地以電子方式選擇所述離散發(fā)射頻率其中之一作為所述發(fā)射頻率。
31.如權(quán)利要求19所述的方法，其中，所述分析建立在一時(shí)間段上的所述電磁噪聲的 功率譜，并且包括顯示該電磁噪聲的功率譜。
32.如權(quán)利要求31所述的方法，包括產(chǎn)生電磁噪聲的所述功率譜相對于頻率的標(biāo)繪 圖，并顯示所述標(biāo)繪圖。
33.如權(quán)利要求31所述的方法，包括對所述發(fā)射范圍中的選定的頻率產(chǎn)生電磁噪聲 的所述功率譜相對于距離的至少一個(gè)標(biāo)繪圖，并對所述選定的頻率顯示所述標(biāo)繪圖。
34.如權(quán)利要求19所述的方法，包括提供具有處理部件的便攜式設(shè)備，用于執(zhí)行所述 檢測和所述分析，并且進(jìn)一步提供用戶輸入裝置作為所述便攜式設(shè)備的一部分，用于接收 一個(gè)或多個(gè)用戶交互，并配置所述處理部件用以與所述用戶輸入裝置協(xié)作以識(shí)別在所述用 戶交互中選定的一組所述離散發(fā)射頻率。
35.如權(quán)利要求34所述的方法，包括使用所述處理部件對所述一組離散發(fā)射頻率內(nèi) 的每個(gè)發(fā)射頻率從所測得的電磁噪聲中產(chǎn)生出離散噪聲級(jí)別，并且顯示與所述一組離散發(fā) 射頻率中每個(gè)所述離散發(fā)射頻率相關(guān)聯(lián)的離散噪聲級(jí)別。
36.如權(quán)利要求35所述的方法，包括將所述顯示器限制到所述一組離散發(fā)射頻率，而 不顯示與在所述用戶交互中未選定的任何離散發(fā)射頻率相關(guān)聯(lián)的噪聲級(jí)別。
37.如權(quán)利要求19所述的方法，包括提供便攜式設(shè)備，用于執(zhí)行所述檢測和所述分 析，并且進(jìn)一步使所述便攜式設(shè)備配置有定位裝置，用于在所述操作程序期間接收所述發(fā) 射器信號(hào)并跟蹤所述發(fā)射器在所述地下通道中的地下位置。
38.如權(quán)利要求19所述的方法，包括檢測沿著三個(gè)正交對置的接收軸的電磁噪聲。
39.如權(quán)利要求38所述的方法，包括使用天線陣列以檢測沿著三個(gè)正交對置的接收 軸的電磁噪聲，并且之后使用該天線陣列在所述操作模式期間接收所述發(fā)射器信號(hào)。
40.一種用于與系統(tǒng)結(jié)合使用的便攜式設(shè)備，在所述系統(tǒng)中，在操作程序期間從一區(qū)域 中的地面內(nèi)發(fā)射電磁定位信號(hào)，所述定位信號(hào)包含可從在發(fā)射頻率范圍中間隔開的一組離 散發(fā)射頻率中選擇的發(fā)射頻率，并且所述區(qū)域包含會(huì)在所述區(qū)域內(nèi)變化且覆蓋所述發(fā)射頻 率范圍的電磁噪聲，所述便攜式設(shè)備包括接收器，具有至少包含所述發(fā)射頻率范圍的接收器帶寬，用于至少在所述發(fā)射頻率范 圍中測量所述電磁噪聲以建立所述電磁噪聲的頻率組成，以用于選擇離散發(fā)射頻率其中之 一作為選定的發(fā)射頻率，所述選定的發(fā)射頻率隨后在所述操作程序期間被用作為所述定位 信號(hào)。
41.一種用于與系統(tǒng)結(jié)合使用的方法，在所述系統(tǒng)中，在操作程序期間從一區(qū)域中的地 面內(nèi)發(fā)射電磁定位信號(hào)，所述定位信號(hào)包含可從在發(fā)射頻率范圍中間隔開的一組離散發(fā)射 頻率中選擇的發(fā)射頻率，并且所述區(qū)域包含會(huì)在所述區(qū)域內(nèi)變化且覆蓋所述發(fā)射頻率范圍 的電磁噪聲，所述方法包括將接收器配置成包括至少包含所述發(fā)射頻率范圍的接收器帶寬，用于至少在所述發(fā)射 頻率范圍中測量所述電磁噪聲以建立所述電磁噪聲的頻率組成，以用于選擇離散發(fā)射頻率 其中之一作為選定的發(fā)射頻率，所述選定的發(fā)射頻率隨后在所述操作程序期間被用作為所 述定位信號(hào)。
42.一種用于與系統(tǒng)結(jié)合使用的便攜式設(shè)備，在所述系統(tǒng)中，在操作程序期間從一區(qū)域 中的地面內(nèi)發(fā)射電磁定位信號(hào)，所述定位信號(hào)具有可從在發(fā)射頻率范圍中間隔開的一組離 散發(fā)射頻率中選擇的發(fā)射頻率，并且所述區(qū)域包含會(huì)在所述區(qū)域內(nèi)變化且覆蓋所述發(fā)射頻 率范圍的電磁噪聲，所述便攜式設(shè)備包括接收器，具有至少包含所述發(fā)射頻率范圍的接收器帶寬并被配置用于在下列模式下操 作(i)設(shè)定模式，用于至少在所述發(fā)射頻率范圍中測量電磁噪聲以建立所述電磁噪聲的 頻率組成，以用于選擇離散發(fā)射頻率其中之一作為選定的發(fā)射頻率，所述選定的發(fā)射頻率 隨后在所述操作程序期間被用作為所述電磁定位信號(hào)；和(ii)定位模式，用于接收所選定 的發(fā)射頻率以提供與所述電磁定位信號(hào)相關(guān)的特定信息。
43.一種用于與系統(tǒng)結(jié)合使用的方法，在所述系統(tǒng)中，使發(fā)射器在操作程序期間移動(dòng)經(jīng) 過一區(qū)域中的地面，同時(shí)發(fā)射發(fā)射器信號(hào)，并且所述區(qū)域包含會(huì)在所述區(qū)域內(nèi)且基于頻率 變化的電磁噪聲，所述方法包括在所述操作程序之前，在地上位置檢測所述區(qū)域中的電磁噪聲；至少部分基于所檢測到的電磁信號(hào)，確定用于在地上位置接收所述發(fā)射器信號(hào)的發(fā)射 器的預(yù)測最大操作深度；以及至少在所述操作程序之前指示所述預(yù)測最大操作深度。
44.如權(quán)利要求43所述的方法，其中，所述發(fā)射器信號(hào)可以在所述操作程序期間以一發(fā)射頻率進(jìn)行發(fā)射，并且其中，確定所述預(yù)測的最大操作深度包括建立至少在所述發(fā)射頻 率下的電磁噪聲的平均值，且之后，至少部分基于所述平均值，對所述發(fā)射器信號(hào)建立閾值 信號(hào)值，以用于建立所述預(yù)測的最大操作深度。
45.如權(quán)利要求44所述的方法，其中，確定預(yù)測最大操作深度包括建立所述電磁噪聲 的標(biāo)準(zhǔn)偏差，并且結(jié)合所述平均值使用該標(biāo)準(zhǔn)偏差，以建立所述預(yù)測最大操作深度。
46.如權(quán)利要求43所述的方法，其中，所述發(fā)射器信號(hào)可在所述操作程序期間以多個(gè) 不同頻率其中之一發(fā)射，并且其中，所述確定包括對每一個(gè)所述發(fā)射器頻率建立發(fā)射器的 最大操作深度，且所述指示包括顯示所述多個(gè)不同頻率中的每一個(gè)頻率的最大操作深度。
47.如權(quán)利要求43所述的方法，其中，所述發(fā)射器信號(hào)可在所述操作程序期間由所述 發(fā)射器發(fā)射，包含調(diào)制數(shù)據(jù)，并且所述方法進(jìn)一步包括發(fā)射由仿真調(diào)制數(shù)據(jù)調(diào)制的仿真發(fā) 射信號(hào)，且所述檢測包括與所述電磁噪聲一起接收所述仿真發(fā)射信號(hào)，且確定預(yù)測最大操 作深度包括修正所述仿真發(fā)射信號(hào)，以基于所述仿真調(diào)制數(shù)據(jù)的可解碼性來識(shí)別所述預(yù)測 最大操作深度。
48.如權(quán)利要求47所述的方法，其中，所述仿真發(fā)射信號(hào)包含仿真發(fā)射頻率，并且其 中，修正所述仿真發(fā)射信號(hào)包括將所述仿真發(fā)射頻率的信號(hào)強(qiáng)度變化一所述仿真發(fā)射頻率 的固定值，以識(shí)別代表最小信號(hào)強(qiáng)度的閾值信號(hào)強(qiáng)度，在所述最小信號(hào)強(qiáng)度下，所述仿真調(diào) 制數(shù)據(jù)是可解碼的，使得所述最小信號(hào)強(qiáng)度限定所述預(yù)測最大操作深度。
49.如權(quán)利要求48所述的方法，其中，改變所述仿真發(fā)射頻率的信號(hào)強(qiáng)度包括使所述 信號(hào)強(qiáng)度最初從仿真調(diào)制數(shù)據(jù)可解碼的值開始遞增地減小。
50.一種用于與系統(tǒng)結(jié)合使用的設(shè)備，在所述系統(tǒng)中，使發(fā)射器在操作程序期間移動(dòng)經(jīng) 過一區(qū)域中的地面，同時(shí)發(fā)射發(fā)射器信號(hào)并且所述區(qū)域包含會(huì)在所述區(qū)域內(nèi)變化的電磁噪 聲，所述設(shè)備包括檢測器，用于在所述操作程序之前，在地上位置檢測所述區(qū)域中的電磁噪聲，使得所述 電磁噪聲在沒有發(fā)射器信號(hào)的情況下被檢測到；處理器，被配置用于基于所檢測到的電磁噪聲，確定用于在地上位置接收所述發(fā)射器 信號(hào)的發(fā)射器的預(yù)測最大操作深度；和顯示器，用于至少在所述操作程序之前指示所述預(yù)測最大操作深度。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于與系統(tǒng)結(jié)合使用的便攜式設(shè)備及相關(guān)聯(lián)的方法，在所述系統(tǒng)中，在操作程序期間從地面內(nèi)發(fā)射定位信號(hào)。所述定位信號(hào)包含可從發(fā)射頻率范圍中的一組離散發(fā)射頻率中選擇的發(fā)射頻率，并且所述區(qū)域包含會(huì)變化的電磁噪聲。所述便攜式設(shè)備包括具有包含發(fā)射頻率范圍的帶寬的接收器，并可用于在發(fā)射頻率范圍中測量電磁噪聲以建立電磁噪聲的頻率組成，用于在選擇離散發(fā)射頻率其中之一作為選定的發(fā)射頻率時(shí)使用，所述選定的發(fā)射頻率隨后在操作程序期間被用作為定位信號(hào)。所述定位信號(hào)可以從鉆探工具、回拉裝置或地下纜線發(fā)出。發(fā)射器的預(yù)測最大操作深度可以在操作程序之前確定。
文檔編號(hào)G01V3/08GK101943760SQ20101014200
公開日2011年1月12日 申請日期2010年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月6日
發(fā)明者勞斯·韋亞特·萊姆, 艾伯特·W.·周 申請人:默林科技股份有限公司