LOCALIZATION TECHNIQUES IN WIRELESS GEOPHONE NETWORKS FOR HIGH- DENSITY SEISMIC ACQUISITION

LOCALIZATION TECHNIQUES IN WIRELESS GEOPHONE NETWORKS FOR HIGH- DENSITY SEISMIC ACQUISITION. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img] PDF
MS_Thesis_Final_rev3.pdf
Restricted to Repository staff only until 26 May 2022.

Download (1MB)

Arabic Abstract

يعد الحصول على البيانات الزلزالية للتنقيب عن النفط والغاز مهمة صعبة بسبب مساحة المسح الضخمة، على سبيل المثال تصل إلى 100 كيلومتر مربع، الأمر الذي يتطلب آلاف من مستشعرات الاهتزازات الأرضية. تعتمد العديد من الشركات في الوقت الحاضر على الكابلات التقليدية لنقل البيانات من مستشعرات الاهتزازات الأرضية إلى مركز جمع البيانات باستخدام الكابلات الطويلة، والتي تزن حوالي ٧٥٪ من التكلفة الإجمالية للمسح. على الرغم من أن الكابلات موثوقة لنقل البيانات، إلا أن نشرها وصيانتها واستكشاف الأعطال وإصلاحها والتكاليف اللوجستية والعمالة تجعل الخيارات الأخرى مثل نقل البيانات لاسلكيًا أكثر ملاءمة. ومع ذلك، فإن استبدال مستشعرات الاهتزازات الأرضية بمستشعرات لاسلكية يستلزم العديد من التحديات. أحد هذه التحديات هو سعة الطاقة المحدودة للمستشعرات اللاسلكية التي تعمل بالبطاريات، مما يحد القدرة على تزويد المستشعرات اللاسلكية بنظام تحديد المواقع العالمي. يعد تحديد المواقع بدقة للتنقيب أمرًا بالغ الأهمية لترجمة وتحليل البيانات المحسوسة والتي تم جمعها بشكل صحيح. لذلك، فإن هذا يدفع إلى الحاجة إلى تقنيات ذكية لتحديد مواقع المستشعرات بدقة عالية من خلال شبكات المستشعرات اللاسلكية. ستتطرق هذه الرسالة إلى هذه المشكلة وتقترح حلول مختلفة.

English Abstract

Seismic data acquisition in oil and gas exploration is a challenging task due to the huge survey areas, e.g. up to 100 km2, which requires thousands of geophones. Many companies rely on traditional cables to transfer the sensed/collected data from geophones to a Data Collection Center (DCC) using long cables, weights around 75% of the overall survey cost. Although cables are reliable for data transmission, their deployment, maintenance, and labor costs wireless data transfer an attractive alternative. Accurate positioning of geophones is crucial for the sensed data interpretation, which drives the need of power-efficient accurate positioning techniques for Wireless Geophones Networks (WGNs). This thesis will tackle this problem and propose novel approaches for energy-efficient WGN localization. We propose a realistic channel model for near-ground antennas, and cooperative localization techniques and compare it with non-cooperative localization techniques in WGNs. The proposed models showed that cooperative localization can enhance the localization performance greatly. For instance, at shadowing level of 4 dB standard deviation, we observed that cooperative localization can improve the accuracy by 80% compared to the noncooperative case and under the grid-deployment. Cooperative localization can be improved further by 41.1% using time of arrival techniques with additional complexity. Furthermore, the proposed channel parameters can affect the localization performance. Therefore, proper selection of the parameters can enhance the localization accuracy.

Item Type: Thesis (Masters)
Subjects: Engineering
Research
Electrical
Department: College Of Engineering Sciences > Electrical Engineering Dept
Committee Advisor: Al-Dharrab, Suhail
Committee Members: Alghadhban, Samir and Nasir, Ali
Depositing User: MANSOUR ALJARBUE (g201162510)
Date Deposited: 31 May 2021 06:48
Last Modified: 31 May 2021 06:48
URI: https://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/141888