本申請涉及并要求于2015年9月3日提交的序列號為14/845,231的美國非臨時專利申請,于2014年9月5日提交的序列號為62/046,772的美國臨時專利申請,于2014年11月14日提交的序列號為62/080,225的美國臨時專利申請,于2015年4月4日提交的序列號為62/143,104的美國臨時專利申請的權(quán)益和優(yōu)先權(quán)，每個申請的全部內(nèi)容通過援引并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請總體上涉及與地下裝置有關(guān)的通信領(lǐng)域，更具體地，涉及使用多比特數(shù)據(jù)符號的高級地下裝置通信協(xié)議以及相關(guān)的方法。
背景技術(shù)：
：經(jīng)常被稱為水平定向鉆探(HDD)的技術(shù)能夠用于不需要挖掘溝渠來安裝公共設(shè)施的目的。典型的公共設(shè)施安裝包括使用具有鉆柱的鉆機，其在鉆柱的遠端或地下端支撐鉆孔工具。鉆機通過向鉆柱施加推力來迫使鉆孔工具穿過地面。在鉆柱的延伸期間鉆孔工具被轉(zhuǎn)向以形成導(dǎo)向孔(“pilotbore”)。在導(dǎo)向孔完成時，鉆柱的遠端附接到拉回設(shè)備，該拉回設(shè)備繼而附接到公共設(shè)施的前端。接著經(jīng)由鉆柱的縮回將拉回設(shè)備和公共設(shè)施拉通過導(dǎo)向孔以完成安裝。在一些情況下，拉回設(shè)備能夠包括向后鉸孔工具(“backreamingtool”)，其用于在公共設(shè)施前面擴大導(dǎo)向孔的直徑，使得安裝的公共設(shè)施能夠具有比導(dǎo)向孔的初始直徑更大的直徑。鉆孔工具的轉(zhuǎn)向能夠以公知的方式通過將鉆孔工具的不對稱面取向成響應(yīng)于前向運動在地下沿期望方向偏轉(zhuǎn)而實現(xiàn)。為了控制該轉(zhuǎn)向，期望的是基于由傳感器獲得的傳感器讀數(shù)來監(jiān)控鉆孔工具的取向，傳感器形成由鉆孔工具支撐的電子封裝的一部分。例如，傳感器讀數(shù)能夠被調(diào)制到由電子封裝發(fā)射的定位信號上，以通過便攜式定位器或其他適當?shù)脑诘孛嫔戏降难b置在地面上方接收。在一些系統(tǒng)中，電子封裝能夠?qū)⒂蓚鞲衅髯x數(shù)調(diào)制的載波信號耦合到鉆柱上，接著通過將鉆柱用作電導(dǎo)體而將信號發(fā)射到鉆機。與傳感器數(shù)據(jù)的傳送方式無關(guān)并且對于給定量的傳送功率，存在能夠以足夠的準確性恢復(fù)傳感器數(shù)據(jù)的有限傳送范圍。諸如例如存在于操作區(qū)域中的電磁干擾的因素能夠進一步限制傳送范圍。在試圖增加傳送范圍時，一種現(xiàn)有技術(shù)方法是從鉆孔工具或其他地下工具以這里的申請人稱為的“魔術(shù)頻率”來發(fā)射數(shù)據(jù)。盡管可能遇到多種多樣的環(huán)境干擾，后者能夠被表征為顯著地避免環(huán)境干擾以提供有效的接收范圍的載波頻率。如將進一步討論的，申請人認為至少基于應(yīng)用于任何一種廣泛的地理區(qū)域并且特別是基于全世界的應(yīng)用，這種魔術(shù)頻率不存在。另一種現(xiàn)有技術(shù)方法是僅僅是增加傳送功率。然而，申請人意識到，這種方法具有有限的價值，特別是當?shù)叵码娮臃庋b是由電池供電時。另一種現(xiàn)有技術(shù)方法在于降低數(shù)據(jù)被調(diào)制到定位信號上的數(shù)據(jù)或波特率。不幸地，這種方法伴隨著數(shù)據(jù)吞吐量的下降。相關(guān)技術(shù)的前述實例和與其相關(guān)的限制旨在是說明性的而非排他性的。在閱讀說明書和研究附圖之后，相關(guān)領(lǐng)域的其他限制對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將變得顯而易見。技術(shù)實現(xiàn)要素：廣義地，本文公開了在定向鉆探系統(tǒng)、設(shè)備和方法中的利用多比特數(shù)據(jù)符號傳送的通信協(xié)議。結(jié)合系統(tǒng)、工具和方法來描述和示出以下多個實施方式和方面，這些系統(tǒng)、工具和方法意在是示例性和說明性的，而不是限制范圍。在各種實施方式中，已經(jīng)減少或消除上述問題中的一個或多個，而其他實施方式針對于其他的改進。在本公開的一個方面中，描述了一種發(fā)射器和相關(guān)的方法，其用于與水平定向鉆探系統(tǒng)結(jié)合使用，該系統(tǒng)包括鉆柱，鉆柱從鉆機延伸到支撐發(fā)射器的地下工具，使得在地下操作期間鉆柱的延伸和縮回使地下工具移動通過地面。發(fā)射器包括天線和用于生成一個或多個傳感器信號的一個或多個傳感器。處理器配置成用于基于傳感器信號生成多比特符號流。天線驅(qū)動器裝置配置成用于電驅(qū)動所述天線以發(fā)射偶極定位信號作為深度信號，用于地上接收至少用于確定地下工具的深度，以及用于基于多比特符號流電驅(qū)動天線，以發(fā)射電磁符號流用于傳感器信號的地上恢復(fù)。在本公開的另一方面中，描述了一種發(fā)射器和相關(guān)的方法，用于與水平定向鉆探系統(tǒng)結(jié)合使用，該系統(tǒng)包括鉆柱，鉆柱從鉆機延伸到支撐發(fā)射器的地下工具，使得在地下操作期間鉆柱的延伸和縮回使地下工具移動通過地面。發(fā)射器包括天線和用于生成一個或多個傳感器信號的一個或多個傳感器。直接數(shù)字合成器配置成用于生成符號流，所述符號流由多個固定頻率的符號組成，并且直接數(shù)字合成器配置成針對不同的符號頻率定制驅(qū)動波形形狀。天線驅(qū)動器被配置用于基于符號流電驅(qū)動天線以發(fā)射電磁符號流，用于傳感器信號的地上恢復(fù)。在本公開的又一個方面中，描述了一種發(fā)射器和相關(guān)的方法，用于與水平定向鉆探系統(tǒng)結(jié)合使用，該系統(tǒng)包括鉆柱，鉆柱從鉆機延伸到支撐發(fā)射器的地下工具，使得在地下操作期間鉆柱的延伸和縮回使地下工具移動通過地面。發(fā)射器包括天線和用于生成一個或多個傳感器信號的一個或多個傳感器。處理器配置成用于基于傳感器信號生成多比特符號流。天線驅(qū)動器裝置配置成用于基于多比特符號流電驅(qū)動天線以發(fā)射電磁符號流，以至少用于傳感器信號的地上恢復(fù)。在本公開的又一個方面中，描述了一種便攜式裝置和相關(guān)的方法，用于與發(fā)射器結(jié)合使用，所述發(fā)射器配置成在操作過程期間在一個區(qū)域中移動通過地面，同時發(fā)射可由便攜式裝置接收的發(fā)射器信號，所述發(fā)射器信號經(jīng)受能夠在所述區(qū)域之內(nèi)變化的電磁噪聲。便攜式裝置包括接收器，其配置成接收發(fā)射器信號為多比特符號流，該多比特符號流至少表征在地下操作期間與發(fā)射器的操作有關(guān)的一組傳感器信息，以恢復(fù)該組傳感器信息。在本公開的另一方面中，描述了一種便攜式裝置和相關(guān)的方法，用于與發(fā)射器結(jié)合使用，所述發(fā)射器配置成在操作過程期間在一個區(qū)域中移動通過地面，同時發(fā)射可由便攜式裝置接收的發(fā)射器信號，所述發(fā)射器信號經(jīng)受能夠在所述區(qū)域之內(nèi)變化的電磁噪聲。便攜式裝置包括接收器，其配置成(i)測量電磁噪聲并且響應(yīng)該測量的電磁噪聲識別一組符號頻率用于隨后從所述射器的傳送以基于該組符號頻率形成多比特符號流，每個多比特符號對應(yīng)于符號頻率之一，以至少來表征與發(fā)射器的操作有關(guān)的傳感器信息，以及(ii)在地下操作期間接收來自發(fā)射器的多比特符號流以恢復(fù)傳感器信息。在本公開的進一步方面中，描述了一種便攜式裝置和相關(guān)的方法，用于與發(fā)射器結(jié)合使用，所述發(fā)射器配置成在操作過程期間在一個區(qū)域中移動通過地面，同時發(fā)射可由便攜式裝置接收的發(fā)射器信號，所述發(fā)射器信號經(jīng)受能夠在所述區(qū)域之內(nèi)變化的電磁噪聲。便攜式裝置包括接收器，其配置成(i)測量電磁噪聲并且響應(yīng)該測量的電磁噪聲識別一組符號頻率用于隨后從所述發(fā)射器的傳送，以至少來表征與發(fā)射器的操作有關(guān)的傳感器信息，(ii)在地下操作期間接收來自發(fā)射器的符號頻率以恢復(fù)傳感器信息以及(iii)向每個符號頻率分配發(fā)射功率。在本公開的另一方面中，描述了一種便攜式裝置和相關(guān)的方法，用于與發(fā)射器結(jié)合使用，所述發(fā)射器配置成在操作過程期間在一個區(qū)域中移動通過地面，同時發(fā)射可由便攜式裝置接收的發(fā)射器信號，所述發(fā)射器信號經(jīng)受能夠在所述區(qū)域之內(nèi)變化的電磁噪聲。便攜式裝置包括接收器，其配置為從發(fā)射器接收分組結(jié)構(gòu)，所述分組結(jié)構(gòu)由符號流中的多個多比特符號組成，所述符號流包括將所述傳感器信息表征為分組數(shù)據(jù)的至少一組多比特符號，以及用作糾錯數(shù)據(jù)塊的至少另一組多比特符號，所述分組數(shù)據(jù)表征在地下操作期間與發(fā)射器的操作有關(guān)的一組傳感器信息。切片器(“slicer”)被配置成用于將每個多比特符號接收為在時間上間隔開的多個符號片(“symbolslice”)，并且每個符號片都包括用于每個符號頻率的幅度的一組符號頻率幅度。頻譜圖緩沖器包括由一系列片位置組成的長度，其中每個片位置都被配置成存儲一組符號頻率幅度，并且頻譜圖緩沖器的長度足夠存儲對應(yīng)于分組結(jié)構(gòu)的持續(xù)時間的符號片的總數(shù)。時間片開關(guān)被配置成用于將符號片路由到頻譜圖緩沖器的片位置，以順序地和選擇地存儲與每個連續(xù)符號片相關(guān)的該組符號頻率幅度。解碼器被配置成基于糾錯數(shù)據(jù)塊來檢測作為恢復(fù)分組數(shù)據(jù)的一部分的頻譜圖緩沖器中的分組結(jié)構(gòu)的開始符號。在本公開的又一個方面中，描述了一種系統(tǒng)和相關(guān)的方法，用于與水平定向鉆探系統(tǒng)結(jié)合使用，該系統(tǒng)包括鉆柱，鉆柱從鉆機延伸到地下工具，使得在地下操作期間鉆柱的延伸和縮回使地下工具移動通過地面。該系統(tǒng)包括由地下工具支撐的發(fā)射器，發(fā)射器包括天線，用于生成一個或多個傳感器信號的一個或多個傳感器，處理器，被配置成用于基于傳感器信號生成多比特符號流，以及天線驅(qū)動器，用于電驅(qū)動所述天線以基于該多比特符號流發(fā)射電磁符號流。該系統(tǒng)進一步包括便攜式裝置，其包括接收器，配置成在地下操作期間在正常模式下接收多比特符號流，以恢復(fù)經(jīng)受電磁噪聲的該組傳感器信息。在本公開的又一個方面中，描述了一種發(fā)射器和相關(guān)的方法，用于與水平定向鉆探系統(tǒng)結(jié)合使用，該系統(tǒng)包括鉆柱，鉆柱從鉆機延伸到支撐發(fā)射器的地下工具，使得在地下操作期間鉆柱的延伸和縮回使地下工具移動通過地面。發(fā)射器包括天線和用于生成一個或多個傳感器信號的一個或多個傳感器。調(diào)制器被配置成用于基于傳感器信號以載波頻率生成至少一個調(diào)制數(shù)據(jù)頻率。深度音(“depthtone”)發(fā)生器配置成用于產(chǎn)生比載波頻率小二十倍或更多倍的未調(diào)制深度音頻率率，以及天線驅(qū)動器，用于電驅(qū)動至少一個天線以發(fā)射深度音頻率率和載波頻率，用于深度音頻率率的地上檢測，以及用于從調(diào)制的數(shù)據(jù)頻率恢復(fù)傳感器信號。在本公開的進一步方面中，描述了一種便攜式裝置和相關(guān)的方法，用于與水平定向鉆探系統(tǒng)結(jié)合使用，該系統(tǒng)包括鉆柱，鉆柱從鉆機延伸到地下工具，使得在地下操作期間鉆柱的延伸和縮回使地下工具移動通過地面，并且地下工具支撐發(fā)射器，發(fā)射器發(fā)射由便攜式裝置檢測的電磁信號，使得在地下操作期間鉆柱的延伸和縮回使地下工具移動通過地面。便攜式裝置包括接收器，用于當發(fā)射器在地面上方時在第一操作模式中檢測信號并且在發(fā)射器在地表下方時在第二操作模式中檢測信號，以及處理器，其配置成用于選擇的操作在(i)第一模式中，以基于所述電磁信號的地面上方測量信號強度和表面效應(yīng)補償確定從便攜式裝置到發(fā)射器的地面上方的范圍，以及(ii)第二模式中，其中發(fā)射器在地下，以基于電磁信號的地面下方的測量信號強度來確定發(fā)射器在表面下方的深度。在本公開的又一個方面中，描述了一種用于水平定向鉆探的系統(tǒng)和相關(guān)的方法，該系統(tǒng)包括鉆柱，鉆柱從鉆機延伸到地下工具，使得在地下操作期間鉆柱的延伸和縮回使地下工具移動通過地面。該系統(tǒng)包括發(fā)射器，其包括一個或多個傳感器，用于測量表征地下工具的狀態(tài)的一個或多個操作參數(shù)，其中發(fā)射器在兩個或更多個頻率處發(fā)射，其中至少一個這種頻率本身表示多個數(shù)據(jù)比特，多個數(shù)據(jù)比特表征地下工具的所述狀態(tài)，而與頻率的任何的調(diào)制無關(guān)。一種便攜式裝置，作為該系統(tǒng)的另一部分，包括配置成接收該兩個或更多個頻率的接收器，以及處理器，配置成從該兩個或更多個頻率中恢復(fù)地下工具的狀態(tài)。也描述了相關(guān)的便攜式裝置、發(fā)射器和方法。附圖說明在附圖的參照圖中示出了示例性實施方式。本文公開的實施方式和圖旨在是說明性的而不是限制性的。圖1是根據(jù)本公開的使用高級通信協(xié)議和方法來執(zhí)行地下操作的系統(tǒng)的實施方式的圖解視圖。圖2是示出根據(jù)本公開生產(chǎn)的發(fā)射器的實施方式的透視的圖解的部分剖視圖。圖3是示出了關(guān)于圖2的實施方式的發(fā)射器的附加細節(jié)的框圖。圖4是示出形成圖2和圖3的發(fā)射器的實施方式的一部分的頻率合成器的實施方式的細節(jié)的框圖。圖5a是頻帶和子帶的實施方式的圖示，基于其能夠配置根據(jù)本公開的發(fā)射器的各種實施方式。圖5b是一組查找表的實施方式的圖示，查找表能夠用于圖4所示的深度和符號頻率查找表。圖5c-5j是在圖5b的該組查找表中的查找表的實施方式的圖示，在這里示出以示意關(guān)于每個查找表的進一步細節(jié)。圖6a是在高分辨率處得到的噪聲的功率譜密度的繪圖，其對應(yīng)于使用50Hz電力線頻率的實際物理位置。圖6b是示出包括條形圖顯示的顯示器36的屏幕截圖的一個實施方式的圖解說明，該條形圖示出了針對于圖5a中初始示出的子帶的實施方式的每頻率子帶的平均噪聲。圖7是來自圖6a的子帶10的進一步放大視圖，在這里示出以便于討論深度頻率和符號頻率的部分并且包括插圖視圖，其示出了根據(jù)本公開發(fā)射的符號的頻譜內(nèi)容的實施方式。圖8是示出用于操作根據(jù)本公開的發(fā)射器的實施方式的流程圖。圖9是示出圖1所示的便攜式裝置的實施方式的框圖。圖10a是來自圖6a的頻率子帶6的展開圖。圖10b是屏幕截圖的一個實施方式的圖解說明，為了操作者選擇和修改符號頻率的目的，屏幕截圖示出了在顯示屏上出現(xiàn)子帶6以及根據(jù)本公開的其他功能。圖11是圖10a和10b的子帶6的一部分的進一步放大視圖，為了描述關(guān)于符號頻率選擇的進一步細節(jié)的目的而在這里示出。圖12是示出根據(jù)本公開的用于操作便攜式裝置的方法的實施方式的流程圖，該方法是為了頻譜掃描和符號頻率分配的目的。圖13是示出根據(jù)本公開的用于在地下操作期間在正常模式操作便攜式裝置的方法的實施方式的流程圖。圖14是示出根據(jù)本公開的深度檢測器的實施方式的框圖，深度檢測器用于基于接收的符號頻率來確定發(fā)射器的深度。圖15是示出根據(jù)本公開的深度檢測器的另一個實施方式的框圖,深度檢測器用于基于接收的符號頻率來確定發(fā)射器的深度。圖16是示出深度檢測器的又一個實施方式的框圖，深度檢測器用于通過使用糾錯碼來糾正與接收的符號相關(guān)的振幅來確定發(fā)射器的深度。圖17是示出根據(jù)本公開的用于基于接收的符號頻率來進行深度確定的方法的實施方式的流程圖。圖18是用于圖1的便攜式裝置中的天線的實施方式的圖解說明。圖19是根據(jù)本公開的包括無聲同步實現(xiàn)的符號流的圖解說明。圖20是根據(jù)本公開的發(fā)射數(shù)據(jù)波形的圖解繪圖，在這里示出以示意關(guān)于無聲同步的進一步細節(jié)。圖21是基于圖20的發(fā)射數(shù)據(jù)流的接收信號的一部分的進一步放大圖解繪圖，這里示出經(jīng)受噪聲。圖22是示出是圖21的波形的平方的波形的圖解繪圖，使得空符號是容易識別的。圖23是示出使用無聲同步來操作本申請的系統(tǒng)的方法的實施方式的流程圖。圖24是圖解地示出了根據(jù)本公開的表面效應(yīng)誤差對距離的繪圖。圖25是根據(jù)本公開的在地面上方的范圍測試模式下操作的便攜式裝置的顯示屏的外觀的實施方式的圖解說明。圖26是根據(jù)本公開的在正常模式中操作的便攜式裝置的顯示屏的外觀的實施方式的圖解說明。圖27是示出根據(jù)本公開的用于在包括在地面上方的范圍測試模式和正常模式的雙模式配置中操作便攜式裝置的方法的實施方式的流程圖。圖28是示出根據(jù)本公開的形成便攜式裝置的一部分的接收器部分的實施方式的框圖，該接收器部分接收在時間片中的多比特符號流以傳遞到頻譜圖緩沖器，并且其從頻譜圖緩沖器中排除被確定超過噪聲閾值的時間片。圖29是示出根據(jù)本公開的用于將頻譜圖時間片加載到頻譜圖緩沖器中并且用于隨后對時間片解碼以恢復(fù)分組數(shù)據(jù)的方法的實施方式的流程圖。圖30是示出根據(jù)本公開的頻譜圖緩沖器的內(nèi)容和與解碼該內(nèi)容有關(guān)的細節(jié)的圖解說明。圖31是示出根據(jù)本公開的用于從圖30的頻譜圖緩沖器恢復(fù)分組數(shù)據(jù)的解碼過程的實施方式的流程圖。具體實施方式呈現(xiàn)以下描述以使得本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)和使用本發(fā)明，并且在專利申請及其要求的上下文中提供。對所描述的實施方式的各種修改對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易是顯而易見的，并且本文中教導(dǎo)的通用原則可以應(yīng)用于其他實施方式。因此，本發(fā)明不旨在限于所示的實施方式，而是符合與本文所描述的包括修改和等同物的原則和特征一致的最寬范圍。注意的是，附圖不是按比例的，并且在本質(zhì)上是以被認為最好地示出感興趣的特征的方式圖解。為了增強讀者關(guān)于圖中提供的各種視圖的理解的目的，可以采用描述性術(shù)語，并且決不旨在作為限制。為了本申請的目的，一比特是具有被表征為諸如1/0，+/-等的兩個狀態(tài)的二進制數(shù)據(jù)值。為了本公開的目的，一符號是表示一個或多個比特的數(shù)據(jù)值。多比特符號表示兩個或更多個位。符號能夠表征任何適當類型的信息，諸如例如傾斜數(shù)據(jù)、滾動數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)、電池數(shù)據(jù)和同步數(shù)據(jù)，而不限于此。不同的多比特符號表示不同的多比特數(shù)據(jù)值。例如，16個不同的符號能夠表示四比特數(shù)據(jù)值。為了本公開的目的，每個多比特符號都由與任何其他多比特符號相關(guān)的頻率不同的獨特頻率表示。符號流由多比特符號的串行傳送組成，使得符號流可解碼成對應(yīng)的數(shù)字數(shù)據(jù)流，其能夠是二進制的。符號流能夠經(jīng)受分組結(jié)構(gòu)來發(fā)射，使得分組結(jié)構(gòu)之內(nèi)的給定符號的特定位置定義與該符號相關(guān)的數(shù)據(jù)類型。現(xiàn)在轉(zhuǎn)到附圖，其中貫穿各個圖中相似的項目可以由相似的附圖標記指示，將注意力立即指向圖1，圖1示出了用于執(zhí)行地下操作的系統(tǒng)的一個實施方式，其由附圖標記10概括地指示。該系統(tǒng)包括便攜式裝置20，其示出為由在地表22上方的操作者持有以及以進一步擴大的插圖視圖示出。注意的是，在裝置20之內(nèi)僅示出有限的部件間線纜以便保持說明的簡明，但是所有必需的線纜都被理解為存在的，并且可以容易地由本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員鑒于該全部的公開而實現(xiàn)。裝置20包括三軸天線簇26，其測量磁通量的三個正交布置的分量。在本文中考慮使用的有用天線簇的一個實施方式由美國專利號6,005,532公開，該專利與本申請共同擁有并通過引用并入本文。下文將在合適的點處提供關(guān)于在本文利用的天線的實施方式的細節(jié)。天線簇26電連接到電子部分32?？梢蕴峁﹥A斜傳感器裝置34用于測量重力角，從中可以確定水平坐標系中的通量的分量。作為非限制性實例，合適的傾斜傳感器包括三軸加速度計。裝置20能夠進一步包括圖形顯示器36和遙測天線40。后者可以發(fā)射或接收遙測信號44，用于與鉆機數(shù)據(jù)通信。應(yīng)當理解，圖形顯示器36能夠是觸摸屏，以便于操作者選擇在屏幕上限定的各種按鈕和/或能夠在屏幕上限定的各種按鈕之間方便地滾動以提供操作者選擇。這種觸摸屏能夠單獨使用或與輸入裝置48諸如，例如觸發(fā)按鈕結(jié)合使用。后者能夠在不需要觸摸屏?xí)r使用。此外，可以采用輸入裝置的許多變型，并且能夠使用滾輪和現(xiàn)在可用的或待開發(fā)的其他適當?shù)男问降倪x擇裝置。電子部分能夠包括諸如，例如一個或多個處理器、任何合適類型的存儲器、天線驅(qū)動器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器的部件。如在本領(lǐng)域所公知的，后者應(yīng)該能夠檢測至少是感興趣的最高頻率的頻率的兩倍的頻率?？梢愿鶕?jù)期望添加其他部件諸如，例如，幫助相對于鉆探方向的位置確定的磁力計50和用于測量在地表上方的裝置的高度的超聲換能器。仍然參照圖1，系統(tǒng)10進一步包括鉆機80，其具有接收用于沿著相對的一對軌道84的長度運動的托架82。地下工具90附接在鉆柱92的相對端。作為非限制性實例，鉆孔工具被示出為地下工具并且被用作本描述的框架，然而可理解的是，任何適當?shù)牡叵卵b置可被使用，諸如例如用于在拉回操作期間使用的鉸孔工具或制圖工具。通常，鉆柱92由多個可移除地附接的鉆管部分組成，使得鉆機能夠迫使鉆柱使用沿箭頭94的方向的運動進入地面并且響應(yīng)于相反的運動縮回鉆柱。鉆管部分能夠限定穿過通道以為了運載在壓力下從鉆孔工具發(fā)射的鉆探泥漿或流體的目的，以幫助切割穿過地面以及冷卻鉆頭。通常，鉆探泥漿也用于沿著鉆柱的外部長度懸浮和運出表面的鉆屑。轉(zhuǎn)向能夠以公知的方式通過將鉆孔工具的不對稱面96取向成響應(yīng)于能夠被稱為“推動模式”的前向、推動運動在地下沿期望方向偏轉(zhuǎn)而實現(xiàn)。鉆機的鉆柱的旋轉(zhuǎn)或繞轉(zhuǎn)98通常將導(dǎo)致鉆孔工具的前向或筆直前進，其能夠被稱為“繞轉(zhuǎn)”或“前進”模式。鉆探操作能夠由控制臺100處的操作者(未示出)控制，控制臺100本身包括與遙測天線104連接的遙測收發(fā)器102、顯示屏106、諸如鍵盤110的輸入裝置、能夠包括適當?shù)慕涌诤痛鎯ζ饕约耙粋€或多個處理器的處理裝置112。多個控制桿114例如控制托架82的移動。遙測收發(fā)器104能夠發(fā)射或接收遙測信號116，以便于與便攜式裝置20的雙向通信。在一個實施方式中，屏幕106能夠是觸摸屏使得鍵盤110可以是可選的。在一個實施方式中，裝置20配置成用于接收從支撐在鉆孔工具或其他地下工具之內(nèi)的發(fā)射器130發(fā)射的電磁深度信號120和電磁數(shù)據(jù)信號122。這些信號在本文中可以統(tǒng)稱為發(fā)射器信號。發(fā)射器信號能夠是偶極信號。應(yīng)當理解，便攜式裝置能夠在如圖1所示的步行定位模式中操作，或者在將便攜式裝置放置在地面上的的自導(dǎo)引模式(“homingmode”)下操作，例如，如由美國公開專利申請No.2013/0175092示出的，通過援引將其全部內(nèi)容并入。盡管本公開示出了從鉆孔工具發(fā)射并圍繞場的對稱軸線旋轉(zhuǎn)的偶極定位場，但是本公開并不旨在在那一方面是限制性的。由數(shù)據(jù)信號運載的信息能夠包括但不限于基于傾斜和滾動取向傳感器讀數(shù)的位置取向參數(shù)、溫度值、壓力值、電池狀態(tài)、在拉回操作的上下文中的張力讀數(shù)等等。裝置20使用天線陣列26接收發(fā)射器信號，并處理接收的數(shù)據(jù)信號122以恢復(fù)數(shù)據(jù)，如將進一步描述的。圖2是透視的圖解的部分剖視圖，其示出了發(fā)射器130的實施方式。后者包括能夠至少大體上為圓柱形構(gòu)造的主殼體134。電池隔室138能夠形成在殼體的一個端部，相對端140支撐主印刷電路板(PCB)144，主印刷電路板144本身能夠支撐發(fā)射發(fā)射器信號的天線148。加速度計模塊150能夠定位成相鄰于PCB144的一端。其他傳感器和部件能夠位于主印刷電路板上，如將進一步描述的。為了描述關(guān)于發(fā)射器130的實施方式的附加細節(jié)的目的，現(xiàn)在結(jié)合圖2將注意力指向圖3的框圖。發(fā)射器包括處理部分152，其經(jīng)由多路復(fù)用器154接收傳感器信息。多路復(fù)用器能夠與形成傳感器套件的任何數(shù)量的傳感器接口連接。在本實例中，傳感器包括支撐在圖2的加速度計模塊150中的加速度計158，能夠用于感測鉆洞之內(nèi)發(fā)射器周圍的環(huán)空壓力的壓力傳感器160，溫度傳感器164，電池電流傳感器168和電池電壓傳感器170。在一些實施方式中，能夠通過外部通信連接174提供用于發(fā)射器的外部通信。這種通信不需要被發(fā)射穿過地面，而是能夠在當發(fā)射器在地面上方時執(zhí)行，例如，反射器在相鄰于裝置20的位置。外部通信能夠以任何適當?shù)姆绞綄崿F(xiàn)，包括但不限于IrDA、NFC，Wi-Fi、Zigbee或藍牙。電源部分178能夠包括經(jīng)由過電壓和反極性檢測器184提供功率的電池180。電池180向邏輯和傳感器電源188和天線驅(qū)動電源190提供電功率。邏輯和傳感器電源向傳感器套件以及處理部分152提供功率。天線驅(qū)動電源將電功率饋送到深度天線驅(qū)動器194和數(shù)據(jù)天線驅(qū)動器198，其電驅(qū)動形成天線148的一部分的天線線圈的相對端。在一個實施方式中，驅(qū)動器194和198能夠是半橋驅(qū)動器。天線驅(qū)動器從形成處理部分的一部分的處理器200接收輸入信號。處理部分進一步包括諸如例如晶體振蕩器的振蕩器210。能夠選擇振蕩器以提供相對高的溫度度數(shù)和總體穩(wěn)定性。處理器(CPU)200包括定時器部分212，其能夠用來生成具有穩(wěn)定性的參考信號，其反映振蕩器210的穩(wěn)定性。定時器的輸出頻率可以基于用戶能夠指定的重新加載定時器值選擇。處理器與存儲器218進行數(shù)據(jù)通信，存儲器218能夠包括任何適當?shù)男畔?，包括但不限于深度頻率信息224和符號頻率信息228，其中的每一個都將在下文中在合適的點處描述。轉(zhuǎn)到圖4，頻率合成器的一個實施方式由附圖標記300概括地指示，并且被實現(xiàn)為圖3的處理部分152的一部分。應(yīng)當理解，頻率合成器能夠以硬件、軟件或其任何適當?shù)慕M合來實現(xiàn)。圖4的實施方式是具有深度通道304和符號通道308的雙通道直接數(shù)字合成器(DDS)。深度通道向圖3的深度驅(qū)動器194提供輸出信號310，用于產(chǎn)生深度信號120，而符號通道向圖3的數(shù)據(jù)驅(qū)動器198提供輸出信號312，用于產(chǎn)生數(shù)據(jù)信號122(圖1和圖2)。深度通道波形查找表部分320和符號通道波形查找表部分324每個都包括至少一個波形或相位查找表，其表征所選擇的波形(諸如，例如正弦曲線)的一個周期。在另一個實施方式中，深度通道查找表部分和符號通道查找表部分中的每一個都能夠包括多個波形或相位查找表。在本實例中，存在由附圖標記326a-n圖解地示出和指示的n個波形查找表。應(yīng)當理解，任何期望的波形或多個波形都能夠由查找表來表征。進一步地，不需要(多個)深度通道查找表和(多個)符號通道查找表來表征相同的(多個)波形。基于例如可用的存儲器的量和期望的分辨率，每個波形查找表326a-n都能夠包括表征波形幅度(“magnitude”)的大量的采樣。使用m-寬尋址裝置，采樣可以分別通過深度通道相位累加器330和符號通道相位累加器334選擇地尋址。分別基于由深度通道頻率控制338和符號通道頻率控制340提供的輸入增量或偏移量值，每個相位累加器都配置成向其各自的波形查找表部分提供輸出計數(shù)。在本實施方式中，將在任何給定時間用于深度通道和符號通道中的每一個使用的波形查找表326a-n中的特定一個是基于要生成的頻率的，如將進一步描述的。每個相位累加器都生成能夠被描述為量化的鋸齒波形輸出，其從一個電平或計數(shù)到下一個電平改變相應(yīng)一個的輸入增量量值。響應(yīng)于每個相應(yīng)的相位累加器輸入計數(shù)，當前使用的深度通道查找表和當前使用的符號通道查找表順序地生成數(shù)字輸出幅度，該數(shù)字輸出幅度分別由深度通道脈沖寬度調(diào)制器(PWM)發(fā)生器350和符號通道脈沖寬度調(diào)制器(PWM)發(fā)生器352在n-寬尋址裝置上接收?；谟擅總€PWM發(fā)生器接收的幅度值，脈沖寬度調(diào)制器生成具有至少大體上恒定的輸出幅度但具有與來自每個查找表的輸出幅度值成比例增加的脈沖寬度的輸出脈沖序列。經(jīng)由天線148的感應(yīng)性質(zhì)的濾波使波形平滑以近似期望的輸出波形諸如，例如正弦曲線的波形。仍然參照圖4，深度通道輸出波形360和符號通道輸出波形362中的每一個都能夠例如在跨越接近0Hz至45KHz的頻率范圍內(nèi)以高準確度生成。應(yīng)當理解，能夠利用任何適當?shù)念l率范圍，并且0至45KHz的范圍是作為實例描述，并且不旨在進行限制。在本實施方式中，在近似至少5Hz的分辨率時，準確性至少能夠近似為+/-0.1Hz或更小。注意的是，在本實施方式的上下文中，指定的準確性被給定成近似為至少45KHz，這表示跨越頻率范圍的準確性的下限。與現(xiàn)有技術(shù)方法相比，應(yīng)當理解，本公開提供了關(guān)于跨越整個傳送帶寬的頻率放置的更高精度、更大一致性和顯著的靈活性。基于經(jīng)由深度通道頻率控制338提供給深度通道相位累加器330和經(jīng)由符號通道頻率控制340提供給符號通道相位累加器334的輸入增量量值建立輸出頻率360和362。深度通道頻率控制338接收指定深度頻率的深度頻率輸入368。深度通道頻率控制能夠以任何適當?shù)姆绞綄⒅付ǖ纳疃阮l率轉(zhuǎn)換為用于深度通道相位累加器330的增量量值。在一個實施方式中，深度通道頻率控制能夠包括增量查找表370，其根據(jù)增量量值對深度頻率進行索引。在另一個實施方式中，能夠使用公式來確定增量量值如下：其中相位累加器量值被選擇成提供最小所需的頻率分辨率，以及相位累加器更新率由定時器212(圖3)建立。類似地，符號通道頻率控制能夠以任何適當?shù)姆绞綄⒃跀?shù)據(jù)符號流輸入374上接收的指定符號頻率轉(zhuǎn)換為用于符號通道相位累加器334的增量量值，例如通過使用增量查找表372或公式。下面將在合適的點描述數(shù)據(jù)符號流輸入374的數(shù)據(jù)符號流的起源。注意的是不需要深度和符號通道頻率控制器使用相同的增量量值查找表。下面的表1示出了增量查找表372的一部分。表1期望的輸出頻率對相位累加器量值增量基于表1，應(yīng)當理解依據(jù)對深度輸出頻率360和符號輸出頻率362中的每一個可選的頻率提供了高度的分辨率。在本實施方式中，能夠跨越從全世界的AC電力線頻率延伸到45KHz的整個頻率范圍上提供5Hz的分辨率。當然，其他實施方式能夠利用相似的或不同的分辨率甚至至更高的頻率。能夠使用其他分辨率，其中一些更大，以及其中一些甚至更精細，然而申請人意識到5Hz表示50Hz和60Hz的相對小的公倍數(shù)，50Hz和60Hz是世界各地主要的電力線頻率。將在下面呈現(xiàn)關(guān)于電力線頻率的進一步討論。繼續(xù)參照圖4，應(yīng)當理解深度輸出頻率360和符號輸出頻率362被示出為頻調(diào)，其具有有限的或固定的持續(xù)時間，至少基本上固定的頻率，并且能夠包括可變的幅度。能夠使用用于深度通道的可被稱為深度通道整形器的深度通道波形/振幅控制380以及可被稱為符號通道整形器的符號通道波形/振幅控制382來實現(xiàn)幅度/振幅整形。深度通道PWM發(fā)生器350的另一個實例輸出是連續(xù)深度信號386，其至少基本上是連續(xù)幅度。在這種情況下，可以不需要深度通道整形器380，盡管應(yīng)當理解其操作反映了符號通道整形器的操作，如本文所述。應(yīng)當理解基于深度信號386的發(fā)射器的深度能夠基于公知的偶極方程來確定，如例如在美國專利號5,633,589中所描述的，其通過援引并入本文。符號通道PWM發(fā)生器352的另一個實例輸出390示出了指示為392a-392f的一系列輸出符號，其能夠在頻率上從一個符號到下一個符號變化。如將進一步描述的，輸出390能夠包括符號流。在本實施方式中，在相鄰的符號之間不存在間隙或零幅度的空間或不存在由相位累加器334在相鄰的符號之間插入的間隙或零幅度的空間。因此，頻率能夠以能夠響應(yīng)于這種突然的頻率轉(zhuǎn)變而引入噪聲的方式從一個符號突然改變到下一個符號。應(yīng)當理解符號392a-392f以避免突然的頻率轉(zhuǎn)變的方式整形，通過以近似為零幅度的值開始和結(jié)束。這種整形能夠通過由符號通道整形器382應(yīng)用適當?shù)拇盎蝈F形函數(shù)來實現(xiàn)，諸如例如漢明窗、漢恩窗、韋爾奇窗或三角形窗亦在其中。對于所有對象窗函數(shù)而言共同的在于對于在窗間隔外的任何點的波形的零幅度，使得每個符號都以零幅度波形開始和結(jié)束?，F(xiàn)在結(jié)合圖2將注意力指向圖5a。盡管并非需要，但是發(fā)射器130的實施方式能夠被配置成使用由附圖標記400概括地指示的從近似為0延伸到45KHz的一系列發(fā)射器頻帶來發(fā)射深度信號120和數(shù)據(jù)信號122。應(yīng)當理解其他實施方式能夠使用不同的發(fā)射器頻帶和子帶，以使本實施方式作為非限制性實例來服務(wù)。雖然零值被列為下限，應(yīng)當理解實際下限能夠由全世界主要的電力線頻率或某個更高的值來表示。發(fā)射器頻帶指示為BT1-BT5，并且也在表2中顯示。雖然表2采用的描述性框架使用包括頻率子帶的發(fā)射器頻帶，但是在下面將變得明顯的是，發(fā)射器頻帶的概念通常不可應(yīng)用于待被描述的寬帶發(fā)射器的實施方式，即使在限定跨越寬帶發(fā)射器能夠發(fā)射的總帶寬的一些有限部分的意義上，術(shù)語子帶被認為適用于寬帶發(fā)射器。表2發(fā)射器頻帶和子帶仍然參照圖5a，根據(jù)本實施方式，從0到45KHz的頻率范圍進一步分成10個子帶SB1-SB10，每個子帶的寬度為4.5KHz。能夠認為在BT1和子帶1之上的每個頻帶都包括其頻率下限。應(yīng)當理解，任何單獨的發(fā)射器都能夠被配置為在發(fā)射器頻帶BT1-BT5之一中進行傳送。盡管并非需要，發(fā)射器頻帶的使用允許將天線148(圖2)與發(fā)射器頻帶匹配，使得傳送效率至少接近最優(yōu)。雖然發(fā)射器頻帶BT1和BT2每個包括都單個子帶，但是注意的是發(fā)射器頻帶BT3包括兩個子帶SB3和SB4，并且發(fā)射器頻帶BT4和BT5每個都分別包括三個子帶：SB5-SB7和SB8-SB10。根據(jù)本公開的發(fā)射器的實施方式能夠配置成在單個子帶中發(fā)射深度信號120和數(shù)據(jù)信號122。在另一個實施方式中，發(fā)射器能夠配置成在與用于數(shù)據(jù)信號122的子帶不同的子帶中發(fā)射深度信號120。就這點而言，應(yīng)當理解，對深度通道使用單獨的合成器通道(圖4)關(guān)于與數(shù)據(jù)信號有關(guān)的深度信號的頻率提供了很大程度的靈活性。在又一個實施方式中，發(fā)射器能夠配置成在多個子帶上發(fā)射。例如，被配置成在發(fā)射器頻帶BT3上發(fā)射的發(fā)射器可以在SB3和SB4兩者上發(fā)射。作為另一個實例，如下面進一步描述的，寬帶發(fā)射器能夠在兩個或更多個子帶諸如SB4和SB10上發(fā)射，使得子帶甚至能夠被其他子帶間隔開。關(guān)于在下文中立即描述的上述寬帶發(fā)射器，將清楚的是發(fā)射器頻帶的概念能夠被認為是不適用的，因為單個天線能夠用于發(fā)射器的整個帶寬。在一些實施方式中，發(fā)射器300能夠配置為與天線148合作，使得發(fā)射器130在從最低頻率延伸到近似為45KHz或更高的寬頻率范圍或頻帶上發(fā)射。以這種方式，該寬頻帶能夠由單個寬帶發(fā)射器使用單個天線覆蓋，同時關(guān)于跨越整個寬頻率范圍上的功率消耗保持適當?shù)男省?yīng)當理解在缺少下文對于寬頻率范圍的至少一部分立即描述的規(guī)定的情況下，天線和輸入頻率之間的不匹配條件能夠為實現(xiàn)相同的RF輸出功率而產(chǎn)生不可接受的電池功率消耗。再次參照圖4，為了在跨越從最低頻率到近似45kHz的整個頻率范圍上發(fā)射，作為非限制性實例，深度通道查找表部分320和符號通道查找表部分324的實施方式能夠配置成包括查找表組326a-n。在每個組中能夠使用任何查找表的適當數(shù)量n?；谝傻念l率，深度通道相位累加器330和符號通道相位累加器334能夠配置成分別利用合適的深度通道查找表和符號通道查找表。如將在下文中在合適的點處以進一步詳細描述的，這些查找表組中的每個單獨的查找表都能夠被定制為以這樣的方式驅(qū)動天線148，其在總的寬傳送帶寬的一部分上以至少大體上恒定的功率消耗保持功率,使得查找表的組合在整個寬傳送帶寬上保持期望的功率消耗水平。每個查找表都能夠被配置用于不僅基于提供特定波形而且還使用所選擇的驅(qū)動波形幅度來驅(qū)動天線。因此，能夠至少部分地基于查找表波形的幅度來控制或規(guī)定傳送功率和發(fā)射器功率消耗。雖然能夠提供一組中的一些查找表以用于限制和/或控制功耗的目的，但是也能夠提供一個或多個查找表以用于實現(xiàn)高輸出功率模式的目的。在這種情況下，高輸出功率查找表能夠呈現(xiàn)與對應(yīng)的較低功率查找表相同的采樣波形形狀，但是高功率查找表包括采樣波形的增加幅度的版本。在本文呈現(xiàn)的實施方式中的天線不需要以諧振頻率驅(qū)動。就這點而言，由天線148的電感與任何寄生電容的組合呈現(xiàn)的諧振頻率通常遠遠高于傳送范圍的最高頻率諸如例如45kHz。例如，諧振頻率能夠在兆赫范圍內(nèi)。就這點而言，至少從實踐的角度來看，天線能夠在跨越能夠被認為是恒定的傳送頻率范圍上呈現(xiàn)阻抗。因此，天線148能夠包括許多線圈，其至少部分地基于從電池180汲取的選擇的或目標量的電流而選擇。圖5b示出了能夠用于深度和符號頻率查找表326a-n的一組查找表的實施方式，其由附圖標記450概括地指示。在這種情況下，該組包括8個查找表。應(yīng)當注意，不需要對深度和數(shù)據(jù)傳送使用相同的一組查找表。在該實施方式中，查找表組覆蓋SB3至SB10，對應(yīng)于9KHz至45KHz的寬帶頻率范圍。雖然為了描述性連續(xù)性的目的而依據(jù)子帶的方式表征寬頻率范圍，但是應(yīng)當理解，在寬帶發(fā)射器的上下文中不需要基于之前描述的發(fā)射器頻帶和/或子帶的頻率界限(參見例如表2)。圖5b示出了分別用于每個子帶SB-3-SB10的大體的查找表波形形狀460、462、464、466、468、470、472和474。對于SB3-SB6，使用正弦曲線的采樣波形。對于SB7-SB10，利用階躍采樣波形。進一步細節(jié)將立即在下文中提供。圖5c-5j分別示出了用于本實施方式的用于深度和數(shù)據(jù)傳送目的的一組查找表的查找表采樣的波形460、462、464、466、468、470、472和474的進一步放大繪圖。這些圖中的每一個的水平軸線示出了采樣的波形周期或時隙，而豎直軸線指定了脈沖寬度調(diào)制百分比。注意的是在這些圖中的每一個中示出的時隙軸線上，采樣波形周期的實際持續(xù)時間被限制為0-15。在圖5c中，波形460包括具有范圍從近似15％PWM到85％PWM的PWM百分比的正弦曲線形狀。在圖5d中，波形462包括具有范圍從近似10％PWM到90％PWM的PWM百分比的正弦曲線形狀。在圖5e中，波形464包括具有范圍從近似5％PWM到95％PWM的PWM百分比的正弦曲線形狀。在圖5f中，波形466包括具有范圍從近似0％PWM到100％PWM的PWM百分比的正弦曲線形狀。因此，采樣波形的幅度通過對象圖逐漸地以近似10％增加，直到在波形466處達到100％PWM調(diào)制。然而，從圖5g中的SB7的采樣波形468開始，采樣波形顯著地改變。特別地，利用階躍采樣波形，其中波形從100％PWM轉(zhuǎn)變?yōu)?％PWM。對于波形468，波形的接通時間近似為20％。因此，采樣波形468的使用生成具有近似20％的接通時間的脈沖序列作為天線驅(qū)動信號。參照圖5h，對于對應(yīng)于SB8的波形470，波形的接通時間近似為27％。因此，采樣波形470的使用生成具有近似27％的接通時間的脈沖序列作為天線驅(qū)動信號。參照圖5i，對于對應(yīng)于SB9的波形472，波形的接通時間近似為33％。因此，采樣波形470的使用生成具有近似33％的接通時間的脈沖序列作為天線驅(qū)動信號。參照圖5j，對于對應(yīng)于SB10的波形474，波形的接通時間近似為對應(yīng)于方波的50％。因此，采樣波形470的使用生成具有近似50％的接通時間的脈沖序列作為天線驅(qū)動信號。共同參照圖5c-5j的該組查找表，應(yīng)當理解，開發(fā)該實施方式是為了功率控制的目的，使得發(fā)射器汲取或消耗近似相同的功率量，而與在寬帶寬之內(nèi)特定的傳送頻率無關(guān)。就這點而言，給定恒定的驅(qū)動電壓和波形，發(fā)射器將隨著頻率減少以其他方式汲取越來越多的功率。因此，隨后的描述將考慮從發(fā)射器帶寬的上端開始的查找表組。圖5j的用于SB10的查找表波形474，從40.5KHz到45KHz,使用待發(fā)射的基頻處的方波來驅(qū)動天線。這樣做時，對于較高頻率，作為方波的一次諧波分量的基頻的振幅比對應(yīng)的功率的純正弦波的振幅高大約2dB。隨著發(fā)射頻率從SB9減少到SB8，圖5i和5h演示波形472和470的接通時間逐漸減少。因此，隨著發(fā)射頻率變得更低，驅(qū)動波形變得更加脈沖狀，以逐漸降低脈沖序列的基頻處的能量的量。通過逐漸使在脈沖序列中的脈沖變窄，由發(fā)射器汲取的功率被補償，并且不隨著發(fā)射頻率的減少而顯著地增加。采用該脈沖序列驅(qū)動信號方法直到至少近似整個幅度的正弦波驅(qū)動信號與來自脈沖序列驅(qū)動信號的可用發(fā)射功率匹配。在利用整形的正弦波查找表波形466的SB6滿足這種條件。隨著發(fā)射頻率在SB5和SB4查找表中更進一步的降低，正弦波驅(qū)動波形的幅度進一步減小，以便補償發(fā)射功率響應(yīng)于減少的發(fā)射頻率而增加的趨勢。由申請人開發(fā)的查找表方法,其被提交以前未知,提供了使用單個天線在寬帶發(fā)射范圍上變化驅(qū)動頻率，并且不需要使用不同的天線，其將需要使用多線圈天線、復(fù)雜的天線線圈切換和/或復(fù)雜的可變驅(qū)動電壓裝置?；谏衔模竟_可以提供具有單個天線的寬帶發(fā)射器，所述單個天線以這樣的方式跨越寬頻帶被驅(qū)動，即，當功率消耗以其他方式通過使用單個驅(qū)動信號波形跨越相同頻帶呈現(xiàn)出大的變化時，其能夠保持恒定的或受控的功率消耗，至少達到近似值?？缭綄掝l帶的功率消耗的變化能夠被限制為跨越9KHz至45kHz的范圍的可接受的低電平。以這種方式，申請人能夠提供一種寬帶發(fā)射器，其以被提交以前未知的功率消耗規(guī)定和控制而跨越寬的頻率范圍操作。在過去，以不同的頻率執(zhí)行地下操作以用于深度和定位數(shù)據(jù)經(jīng)常需要購買專用于每個感興趣的頻率的發(fā)射器。因為單個寬帶發(fā)射器能夠替換多個現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)射器，因此在本文已經(jīng)公開的認識能夠?qū)е嘛@著的成本節(jié)約。就這點而言，本文的教導(dǎo)同樣可關(guān)于在一個離散頻率發(fā)射深度頻率或頻調(diào)以及以不同頻率發(fā)射數(shù)據(jù)信號的發(fā)射器應(yīng)用，所述不同頻率以任何適當?shù)姆绞秸{(diào)制，例如使用BPSK，QPSK或曼徹斯特編碼。參照圖4并且在一個實施方式中，符號通道能夠被設(shè)置為輸出單個載波頻率，非常相似于深度通道的深度信號386，并且載波頻率能夠以任何適當?shù)姆绞奖徽{(diào)制，例如，以至少部分地基于一組查找表326來攜帶傳感器數(shù)據(jù)。應(yīng)當理解，存在與以相對低的頻率諸如，例如1.5kHz發(fā)射深度頻率或頻調(diào)以及以高得多的頻率諸如，例如在30kHz至45kHz的范圍內(nèi)發(fā)射調(diào)制的數(shù)據(jù)頻率相關(guān)的益處。因此，由于根據(jù)本公開產(chǎn)生的發(fā)射器的顯著的頻率生成能力，能夠在調(diào)制的載波頻率和深度音之間提供20或更大的因子。就這點而言，低深度音頻率率與避免無源干擾源諸如鋼筋有關(guān)，而較高數(shù)據(jù)頻率與基于奈奎斯特速率的更高的數(shù)據(jù)吞吐量的速率有關(guān)。本公開允許傳送與調(diào)制的數(shù)據(jù)頻率間隔開一定量的深度音，該一定量在被提交之前未被看到，特別是當使用單個天線來發(fā)射兩者時。例如，深度音能夠在1.5kHz或者以下發(fā)射，而調(diào)制的數(shù)據(jù)頻率能夠在從30kHz至45kHz的范圍中發(fā)射。在另一個實施方式中，10kHz能夠用于深度音，而40kHz能夠用于調(diào)制的數(shù)據(jù)頻率。已經(jīng)在上文詳細描述了根據(jù)本公開的發(fā)射器和相關(guān)的部件，現(xiàn)在將公開關(guān)于數(shù)據(jù)信號122的傳送的細節(jié)。特別地，使用M(ary)頻移鍵控方法，使得多個不同的符號能夠成流以組成數(shù)據(jù)信號122。在一個實施方式中，數(shù)據(jù)信號能夠用來發(fā)射多比特符號流。至少部分地基于圖4的合成器300的使用來促進發(fā)射多比特符號流的能力。特別地，能夠在數(shù)據(jù)符號流輸入374處將多比特數(shù)據(jù)符號流提供給符號通道頻率控制340。以這種方式，對應(yīng)于多種多樣的獨特頻率的數(shù)據(jù)符號能夠被指定為數(shù)據(jù)符號流的一部分，每個不同的符號對應(yīng)于不同的頻率。在一個實施方式中，符號流的數(shù)據(jù)符號能夠?qū)?yīng)于16個符號(4比特)，盡管能夠基于期望的數(shù)據(jù)吞吐量使用任何適當數(shù)目的符號。圖4示出了基于16個符號S0-S15的輸出390，其中S0對應(yīng)于最低頻率，并且每個連續(xù)更高編號的符號對應(yīng)于相對較高的頻率，盡管這不是必需的，并且符號到頻率的映射或分配能夠以任何適當?shù)姆绞綀?zhí)行。因此，輸出390對應(yīng)于在輸入374處的S2、S12、S2、S15、S0和S10的示例輸入符號流。圖6a是在高分辨率得到的噪聲的功率譜密度的繪圖,概括地以附圖標記500指示，對應(yīng)于使用50Hz電力線頻率的實際的物理位置。信號電平示出在豎直軸線上并且頻率示出在水平軸線上。0至45KHz的頻率范圍對應(yīng)于根據(jù)本公開描述的發(fā)射器的范圍所覆蓋的例如關(guān)于圖5a的頻率范圍。如上文所指出的，已經(jīng)通過非限制性實例提供了利用0至45KHz范圍的本實施方式。還指示了發(fā)射器子帶SB1-SB10。哪個子帶最適當?shù)某跏歼x擇能夠基于每個子帶的平均噪聲值的確定。在此基礎(chǔ)上，子帶SB8-SB10中的任何一個看起來表示可接受的選擇，而子帶SB1-SB3之一看起來表示最差的選擇。雖然圖6a的頻譜掃描示出了基本上在單個位置的頻譜信息，但是應(yīng)當理解的是頻譜信息能夠以累積的方式收集。例如，當操作者帶著裝置20行走計劃的鉆孔路徑(“borepath”)時可以執(zhí)行頻譜掃描，同時裝置表征噪聲環(huán)境。以這種方式，圖6a的頻譜繪圖能夠被認為表示沿著整個計劃的鉆孔路徑的噪聲環(huán)境，其中隨后的頻率選擇基于對計劃的鉆孔路徑的整個長度表征的噪聲環(huán)境，同時仍然利用本文已經(jīng)公開的頻率選擇技術(shù)。圖7是對來自圖6a的子帶10的進一步放大視圖，概括地由附圖標記550指示，并且在這里示出以示出深度頻率和在該子帶之內(nèi)的十六個符號頻率S0-S15的選擇。每個選擇的頻率都由箭頭指定。已經(jīng)例如基于它們與在噪聲圖中的低噪聲點的對應(yīng)來選擇各種頻率?；谥T如或者自動地和/或手動地對S0-S15的頻率的選擇，申請人提交了在此以前未被看到的關(guān)于對執(zhí)行地下操作諸如，例如水平定向鉆探和相關(guān)的拉回或向后鉸孔操作能夠提供抗擾度水平的系統(tǒng)10。將在對裝置20的討論的上下文中提供相關(guān)考慮和進一步的細節(jié)，裝置20接收深度信號和數(shù)據(jù)信號，并且還能夠幫助識別由發(fā)射器使用的深度信號頻率和符號頻率。注意力現(xiàn)在指向關(guān)于在環(huán)境噪聲環(huán)境中頻繁地遇到的電力線諧波的考慮事項。然而應(yīng)當理解的是在本文中不需要基于試圖避免電力線諧波的頻率選擇。即，基于低噪聲測量的頻率選擇潛在地結(jié)合其他統(tǒng)計噪聲表征參數(shù)能夠提供關(guān)于提供抗擾度的顯著益處。盡管如此，申請人意識到詳細檢查的噪聲繪圖,諸如的示出的在圖6a中的一幅，至少大體上揭示由通過本地電力線頻率建立的增量間隔開的電力線諧波的存在。在60Hz電力線頻率的情況下，諧波至少大體上間隔開60Hz，并且能夠延伸到30KHz以上的值。類似地，在50Hz電力線頻率的情況下，諧波至少大體上間隔開50Hz，并且能夠延伸到30KHz以上的值。因此，能夠通過選擇至少落在電力線諧波之間或中間的符號頻率來減少電力線諧波噪聲。給定電力線頻率的穩(wěn)定性的假設(shè)，對于50Hz電力線頻率，能夠選擇75Hz、125Hz、175Hz、225Hz等系列中的符號頻率，而對于60Hz電力線頻率，能夠選擇90Hz、150Hz、210Hz、270Hz等系列中的符號頻率。對象符號潛在頻率在本文中可被稱為中間頻率。如上文所討論的，合成器300能夠配置有5Hz的頻率分辨率，使得50Hz或60Hz的任何期望中間諧波頻率都能夠被選擇為符號頻率。然而，申請人意識到，電力線頻率的不穩(wěn)定性將會引起諧波頻率的移動。這種移動隨著頻率的增加而增加。例如，如果基本電力線頻率從50Hz移動0.1Hz，則第100個諧波將移動10Hz。鑒于這種諧波移動，頻率選擇將在下文中在合適的點處解決。再次參照圖7并且在一個實施方式中，合成器300能夠被配置成允許以5Hz的分辨率進行頻率選擇。就這點而言，應(yīng)當理解的是該分辨率水平提供了在相鄰電力線諧波中間的頻率選擇。對于50Hz電力線頻率，相鄰諧波之間的帶寬至少近似為50Hz。對于60Hz電力線頻率，相鄰諧波之間的帶寬至少近似為60Hz。由于結(jié)合如圖4所示的符號整形生成的符號的穩(wěn)定性，被傳輸以組成數(shù)據(jù)信號122的符號流的符號能夠呈現(xiàn)有限的頻譜擴展。進一步，存在的頻譜擴展基于傳送率與相鄰電力線諧波呈現(xiàn)出特定關(guān)系。例如，對于0.08秒的符號持續(xù)時間，每秒50比特的數(shù)據(jù)吞吐量需要對于4比特符號每秒傳送12.5個符號。如另一個實例，對于近似為0.067秒的符號持續(xù)時間，每秒60比特的數(shù)據(jù)吞吐量需要對于4比特符號每秒傳送15個符號?；?0比特每秒的傳送率(每秒12.5個符號)，圖7中的插圖視圖552包括繪圖553，其以Hz示出了相對于它的最近的電力線諧波的符號S13的頻譜內(nèi)容。S13的基頻為43,825Hz，其在43,800Hz和43,850Hz的相鄰50Hz電力線諧波頻率的中間。基本峰值554存在于在43.825Hz處符號的頻譜繪圖中，使得該峰值的所有頻譜能量都落在相鄰的電力線諧波之間。旁瓣556a和556b也整個落在相鄰的電力線諧波之間。注意的是，示出了具有能量落在在43800Hz和43850Hz的相鄰電力線諧波外的若干附加旁瓣。顯著地，應(yīng)當理解的是符號的頻譜顯示空558a和558b正好落在相鄰電力線諧波頻率上。因此，每個符號頻率的頻譜內(nèi)容有效地不將信號功率放置在相鄰的電力線諧波上?；诜柫鞯臄?shù)據(jù)傳送率，空定位成落在相鄰電力線諧波上，如圖7所示。如上文所討論的，在符號之間無間隙地發(fā)射符號流390。應(yīng)當理解的是附加的旁瓣將同樣由正好位于電力線諧波頻率諸如，例如，43,750Hz和43,900Hz上的空(“null”)分離，其由于說明性的約束沒有示出。就這點而言，符號頻譜包括定位在每個電力線諧波頻率處的空。注意的是與每個符號相關(guān)的頻譜能量的附加部分能夠在相鄰的電力線諧波之間移動。例如，如果符號傳送率減少一半，則圖7的插圖視圖552中所示的附加旁瓣將連同基本峰值定位在在43,800Hz和43,850Hz的相鄰電力線諧波之間。同時，空繼續(xù)正好落在所有電力線諧波上。對于圖7的頻譜繪圖，注意的是與符號相關(guān)的總能量的近似為百分之94由基頻和旁瓣556a和556b包含。表3提供了圖7中所示的每個選擇的頻率的至少近似值。提醒讀者，與試圖避免電力線諧波相反，是基于呈現(xiàn)低噪聲來選擇頻率S0-S15的。就這點而言，表3還列出了基于50Hz電力線頻率的最近的電力線諧波。在某些情況下，例如關(guān)于為S1、S4、S7和S8的頻率選擇，看起來這些頻率對應(yīng)于50Hz電力線諧波，而在其他情況下，僅針對深度信號S5和S13的頻率選擇落在諧波頻率中間。就這點而言，應(yīng)當理解的是如上文所討論的，噪聲頻譜中的低噪聲點的這種移動能夠由電力線頻率漂移產(chǎn)生。表3示例的選擇的頻率基于上文，申請人認為在此以前未被看到的關(guān)于對執(zhí)行地下操作諸如例如水平定向鉆探和相關(guān)的拉回或向后鉸孔操作能夠提供抗擾度水平的系統(tǒng)10。將在對裝置20的討論的上下文中提供相關(guān)考慮和進一步的細節(jié)，裝置20接收深度信號和數(shù)據(jù)信號，并且還能夠幫助識別由發(fā)射器使用的深度信號頻率和符號頻率。應(yīng)當理解，由表3給出的深度信號頻率和符號頻率排序是不需要的。即，深度信號頻率能夠定位在符號頻率之間?；跒榱水a(chǎn)生深度信號(圖4)的目的的單獨的通道的使用，深度信號能夠定位在與符號頻率不同的子帶中。進一步地，符號頻率能夠以任何適當?shù)姆绞街匦屡判蚧蛑匦虏贾?。關(guān)于將頻率選擇約束到單個子帶，應(yīng)當理解的是寬帶發(fā)射器的實施方式能夠配置成以模仿被約束成基于子帶操作的發(fā)射器的操作方式來操作。例如，寬帶發(fā)射器中選擇的頻率能夠被限制或約束到單個子帶，即使寬帶發(fā)射器能夠在大范圍的子帶上傳送。圖8是示出根據(jù)本公開的用于操作發(fā)射器的實施方式的流程圖，概括地由附圖標記600指示。注意的是，為了本討論的目的，將假設(shè)深度頻率以及與符號S0-S15相關(guān)的頻率已經(jīng)被選擇。這些頻率選擇能夠存儲在任何適當?shù)奈恢弥T如，例如，在圖3的深度頻率表224和符號頻率表228中。該方法開始于604，并且進行到608，其例如從查找表370(圖4)查找深度頻率增量，作為深度通道頻率控制338的操作的一部分。在使用單個深度通道波形查找表諸如在圖4中的表326a的實施方式中，深度通道相位累加器330能夠始終尋址該單個波形查找表。另一方面，在使用多個深度波形查找表的實施方式中，步驟608也能夠識別正確的波形查找表326a-n作為圖4中的深度通道波形表部分320的一部分，使得深度通道相位累加器330基于頻率尋址合適的深度通道查找表波形。在步驟610，深度通道相位累加器330接收該值并且基于深度頻率增量開始計數(shù)，從而引起合適的深度通道查找表326a-n和深度通道PWM發(fā)生器350開始連續(xù)地生成深度通道頻率386以在這個頻率發(fā)射深度信號120。在614，CPU200經(jīng)由多路復(fù)用器154讀取傳感器信息以收集要發(fā)射的傳感器數(shù)據(jù)。在618，CPU將傳感器數(shù)據(jù)組合成能夠調(diào)用尚待描述的分組結(jié)構(gòu)的符號流。符號流作為數(shù)據(jù)流符號輸入374提供給圖4中的符號通道頻率控制340。在620，符號通道頻率控制能夠利用其查找表372來識別合適的頻率用于當前要發(fā)射的符號。在使用單個符號通道波形查找表諸如在圖4中的表326a的實施方式中，符號通道相位累加器334能夠始終尋址該單個波形查找表。另一方面，在使用多個符號波形查找表的實施方式中，步驟620也能夠識別正確的波形查找表326a-n作為圖4中的符號通道波形表部分324的一部分，使得符號通道相位累加器334尋址合適的符號通道查找表波形。應(yīng)當理解，給定符號流的傳送能夠需要步驟620基于頻率將基于一個符號接著一個符號的基礎(chǔ)上的數(shù)據(jù)波形查找表326a-n從一個符號切換到下一個符號。在624，發(fā)射當前符號。步驟624檢查要發(fā)射的另一個符號的可用性。如果符號是可用的，則操作返回到620使得該過程針為下一個符號重復(fù)。另一方面，如果下一個符號還沒有準備好，則操作能夠返回到610，其繼續(xù)傳送深度信號。接著在614處再次讀取傳感器數(shù)據(jù)，并且從那里繼續(xù)該過程。應(yīng)當理解，數(shù)據(jù)信號122最經(jīng)常與深度信號120同時在基本上連續(xù)的基礎(chǔ)上發(fā)射。已經(jīng)在上文詳細描述了發(fā)射器130的實施方式，為了描述關(guān)于可被互換地稱為定位器或接收器的裝置20的附加細節(jié)的目的，現(xiàn)在結(jié)合圖1將注意力指向圖9。設(shè)備20包括饋送電源704的電池700，電源704向裝置的所有部件供應(yīng)合適的電功率，指示為V+。電子部分32包括與存儲器714接口連接的處理器710。遙測部分720由處理器控制并耦合到天線40用于經(jīng)由信號44進行雙向通信。在一些實施方式中，遙測鏈路能夠是從裝置20到鉆機的單向，在這種情況下，收發(fā)器102僅需要包括接收器功能。外部通信裝置722使用發(fā)射器的外部通信連接174(圖3)提供與發(fā)射器的外部通信。如上文所討論的，這種通信不需要發(fā)射通過地面，而是能夠在發(fā)射器在地面上方，例如，在與裝置20相鄰的位置時執(zhí)行。外部通信能夠以任何適當?shù)姆绞綄崿F(xiàn)，包括但不限于IrDA、NFC，Wi-Fi、Zigbee或藍牙。寬帶前端730配置為使用組成天線簇26的X、Y和Z天線接收深度信號120和數(shù)據(jù)信號122，天線簇26用于測量對象信號的三個正交分量以及用于沿著這些軸線執(zhí)行噪聲測量，如將要描述的。下文將在合適的點處提供關(guān)于天線簇的實施方式的附加細節(jié)。X，Y和Z天線中的每一個都分別接口連接到低噪聲放大器(LNA)734a、734b和734c，每個能夠被相同地配置。每個LNA的放大輸出都被供應(yīng)給濾波器738a、738b和738c中的相應(yīng)一個，每個濾波器都能夠被相同地配置，并且可以統(tǒng)稱為濾波器738。每個濾波器都用作呈現(xiàn)低頻滾降(“roll-off”)或轉(zhuǎn)角和高頻滾降或轉(zhuǎn)角的帶通濾波器740。雖然濾波器738被示出為單獨的功能塊，但是應(yīng)當理解的是能夠以任何適當?shù)姆绞綄崿F(xiàn)濾波器。作為非限制性實例，每個濾波器都能夠被實現(xiàn)為貫穿信號鏈分布的一系列RC高通和低通濾波器。在一個實施方式中，兩個高通濾波器能夠每個都被設(shè)置在大約4KHz的低轉(zhuǎn)角頻率，而四個低通濾波器能夠被設(shè)置在大約90KHz的高轉(zhuǎn)角頻率。該實施方式產(chǎn)生從10KHz到50KHz的相對平坦的頻率響應(yīng)。低于10KHz的滾降近似是每十倍衰減40dB以及超過50KHz的滾降近似是每十倍衰減80dB。應(yīng)當理解的是濾波器738的低端響應(yīng)和低轉(zhuǎn)角頻率能夠考慮到能夠非常強的基本的和低階電力線諧波來建立。為了驅(qū)動模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器A/D754a-754c中的每一個的目的，放大器750a-750c能夠以足夠的增益跟隨濾波器738a-738c中的每個相應(yīng)的一個。每個A/D754都向CPU710提供輸出。在一個實施方式中，裝置20能夠配置成以抑制電力線諧波頻率的方式接收符號流，因為在電力線諧波處的符號流中實際上沒有能量存在。例如，能夠處理接收信號使得接收器響應(yīng)匹配如圖7的繪圖553示出的符號頻譜。特別地，通過在對應(yīng)于每個符號的持續(xù)時間或周期的時間段上對接收的符號流進行積分，能夠?qū)⒔邮掌鞯念l譜響應(yīng)與發(fā)射器的頻譜特性相匹配。以這種方式，接收器頻率響應(yīng)匹配發(fā)射器關(guān)于在電力線諧波頻率處呈現(xiàn)空接收點的響應(yīng)。因此，接收器抑制或忽略了在諧波頻率處的能量，同時掃描(“sweepup”)與符號相關(guān)的頻譜能量。接收器能夠采用提供周期性的空的任何適當?shù)慕庹{(diào)過程，包括但不限于離散傅立葉變換(DFT)。仍然參照圖9并且已經(jīng)在上文詳細地描述了定位器20的實施方式，應(yīng)當理解的是定位器可以配置成執(zhí)行噪聲測量和分析，這是為了選擇發(fā)射器用于傳送深度信號和數(shù)據(jù)信號以及建立將與這些信號中的每一個有關(guān)的頻率的目的。當然，當使用寬帶發(fā)射器時，可以不需要頻帶選擇。能夠基于天線26(X，Y和Z天線，如圖9所示)的每個正交軸線來確定噪聲測量。這些單獨的噪聲分量能夠被用于例如基于三個天線分量的矢量和來建立三維噪聲值。矢量和能夠是有用的，因為在給定點處的噪聲讀數(shù)將基本上在定位器的取向的改變時是不變的。另一方面，顯示從單個軸線獲得的噪聲讀數(shù)通常在定位器的取向改變時將在給定點處呈現(xiàn)出變化。通過允許沿著單個天線軸線諸如例如X軸監(jiān)控噪聲，操作者能夠識別就干擾而言沿著孔路徑的哪個特定軸線可能是有問題的。噪聲值能夠以任何適當?shù)姆绞酱_定，例如基于快速傅里葉變換(FFT)。在一個實施方式中，為了比較的目的，能夠從每個軸線產(chǎn)生噪聲掃描。例如，為了數(shù)據(jù)恢復(fù)的目的，顯示出比其他軸線相對高的噪聲的軸線能夠被不同地處理。如上文關(guān)于圖6a所討論的，對哪個子帶是最適當?shù)某跏歼x擇能夠基于例如每個子帶的平均噪聲值。在一個實施方式中，定位器能夠自動地做出推薦以使用最低的平均噪聲子帶，例如SB-9。例如，顯示屏36能夠基于圖6a的頻譜掃描示出繪圖、條形圖或任何適當形式的顯示格式，高亮所選擇的子帶。在一些實施方式中，為了表征噪聲的目的，子帶選擇過程能夠涉及其他統(tǒng)計值，如將在下文中立即描述的。圖6b示出了顯示包括條形圖顯示的顯示器36的屏幕截圖的一個實施方式，其示出每個子帶的平均噪聲，其中子帶SB-10被例如使用影線和/或顏色或以一些其他適當?shù)姆绞礁吡?，以表明SB-10已經(jīng)被自動選擇。在另一個實施方式中，定位器能夠結(jié)合其他統(tǒng)計值基于每個子帶的平均噪聲做出自動推薦。能夠利用任何適當?shù)慕y(tǒng)計值，包括例如標準偏差、最小噪聲和峰值噪聲。在又一個實施方式中，能夠推薦多于一個子帶，在這種情況下，用戶能夠在推薦的子帶之間選擇。推薦的多個子帶能夠基于子帶之間有限量的統(tǒng)計變化。例如，能夠基于兩個子帶之間相對有限的差異來推薦子帶9和10，如圖6b所示。作為另一個實例，能夠例如基于第一子帶的平均噪聲低于第二子帶的平均噪聲，而第一子帶的峰值噪聲高于第二子帶的峰值噪聲來推薦多個子帶。在多于一個子帶被推薦的實施方式中，系統(tǒng)能夠配置成使得用戶能夠選擇這種多個推薦的子帶之一用于傳送。在另一個實施方式中，用戶能夠選擇多個推薦的子帶用于傳送。在又一個實施方式中，這種多個推薦的子帶的一個或多個能夠被自動地選擇用于傳送。因為存在于圖6a中的信息是基于使用5Hz增量的高分辨率噪聲掃描的，因此能夠從數(shù)據(jù)中提取顯著的噪聲信息量。例如，能夠確定在每個子帶之內(nèi)的噪聲值的標準偏差。圖6b中的各種條的高度能夠通過基于一個或多個其他統(tǒng)計加上或減去某個值來加權(quán)。例如，如果給定子帶的標準偏差高，意味著噪聲值相對更廣泛地擴展，則相關(guān)條的高度能夠被保持或甚至增加一些量。另一方面，如果給定子帶的標準偏差低，意味著在子帶之內(nèi)的噪聲值是相對一致的，則圖6b中相關(guān)條的高度能夠被降低。類似地，能夠基于峰值噪聲對條形圖中的條的高度進行加權(quán)，使得具有高峰值噪聲的子帶能夠在高度上增加一些量。在任何情況下，能夠基于相應(yīng)統(tǒng)計值的閾值來執(zhí)行加權(quán)。能夠基于單獨的統(tǒng)計值或統(tǒng)計值的組合來應(yīng)用加權(quán)。自動選擇的子帶能夠通過操作者觸摸自動選擇按鈕780或通過觸摸他或她希望選擇的任何子帶來接受。操作者能夠例如基于哪個指定的發(fā)射器當前可用于執(zhí)行地下操作而超馳(“override”)自動選擇。作為向操作者呈現(xiàn)信息的另一個基礎(chǔ)，能夠呈現(xiàn)其他統(tǒng)計值。例如，超條781(其數(shù)量被單獨指定)示出每個子帶的峰值噪聲。操作者可以選擇避免顯示特別高的峰值噪聲水平的子帶，即使該子帶的平均噪聲相對低。為了超馳自動選擇的目的，操作者能夠觸摸手動選擇按鈕782，并且接著觸摸他或她希望選擇的子帶。在另一個實施方式中，在定位器上的顯示器36能夠顯示繪圖、條形圖或從圖6a中所示的頻譜掃描導(dǎo)出的任何適當?shù)男问降娘@示格式，使得操作者于是被允許手動選擇子帶之一，例如，通過觸摸在顯示屏上的選擇的子帶。在又一個實施方式中，定位器20能夠允許操作者初始地輸入與發(fā)射器相關(guān)的信息，這些發(fā)射機可用于以這樣的方式來自動選擇由這些發(fā)射機之一覆蓋的子帶并排除不可用的子帶，該方式與美國專利號8,729,901的教導(dǎo)一致，該專利與本申請共同擁有并通過引用全部內(nèi)容并入本文。圖6b使用虛線示出了基于不可用的發(fā)射器的不可用的子帶。相反，實線表明可用的子帶。在本實例中，SB-1和SB-5至SB-7是不可用的。在一個實施方式中，能夠基于規(guī)定的約束排除子帶。以這種方式，不允許便攜式裝置本身和操作者進做出會違反特定管轄范圍中的規(guī)定的頻率選擇。這種頻率限制可以由制造者在區(qū)域的基礎(chǔ)上預(yù)先確定。在一個實施方式中，便攜式裝置20或系統(tǒng)的一些其他部件諸如，例如鉆機80能夠配備有GPS接收器，其能夠建立地下操作的位置并且接著查找本地頻率要求。仍然參照圖6b，所示的顯示屏幕能夠保持“活動”，至少直到頻率選擇過程完成。即，能夠?qū)崟r地監(jiān)控和顯示每個子帶的平均噪聲，或者單獨地或者通過其他統(tǒng)計參數(shù)加權(quán)，以用于操作者監(jiān)控的目的。以這種方式，操作者能夠在觀察各種子帶中的平均噪聲的同時將定位器移來移去。例如，操作者能夠在開始鉆探之前行走計劃的孔路徑并且監(jiān)控沿孔路徑的噪聲。以這種方式，能夠避免在沿著孔路徑的一個或多個點處特別嘈雜的子帶。如果操作者這樣選擇，他或她可以將定位器移動到例如沿著孔路徑的不同點，并通過選擇重新掃描按鈕784來啟動對跨越整個帶寬的噪聲的重新掃描。如上文所討論的，能夠基于使用一個或多個天線的接收來表征噪聲環(huán)境。操作者能夠使用按鈕786改變接收的模式。例如，在一種接收模式中，能夠基于沿著單個軸線諸如，例如X軸的接收來呈現(xiàn)圖6b的條狀圖。在另一接收模式中，能夠基于從三個正交接收軸線產(chǎn)生的矢量和來呈現(xiàn)條狀圖。一旦操作者改變接收模式，則重新掃描按鈕784能夠啟動新的噪聲掃描并且基于選擇的接收模式呈現(xiàn)噪聲值。操作者能夠在各種噪聲掃描模式之間隨意切換。在一個實施方式中，形成圖6b的顯示器的基礎(chǔ)的噪聲掃描能夠是高分辨率掃描。結(jié)合執(zhí)行噪聲掃描，能夠基于需要的符號頻率的數(shù)目自動地選擇許多優(yōu)化的低噪聲頻率。例如，能夠?qū)γ總€子帶選擇十六個符號頻率和深度頻率。在一個實施方式中，在圖6b的屏幕上呈現(xiàn)活動噪聲期間，每個子帶的噪聲能夠呈現(xiàn)為在每個子帶之內(nèi)的每個選擇的頻率處測量的平均噪聲值。注意的是重新掃描按鈕784的選擇引起在每個子帶之內(nèi)的頻率的新的或更新的選擇。定位器20可以配置成例如在圖9的存儲器714中存儲與不同的測量位置相關(guān)的多組頻率選擇。因此，針對每個測量位置優(yōu)化頻率選擇，使得能夠在操作期間的不同時間處使用不同的選擇。術(shù)語“優(yōu)化”旨在意味著基于一個或多個統(tǒng)計參數(shù)諸如，例如平均噪聲、標準偏差和峰值噪聲以避免干擾的意圖來選擇所選擇的頻率。能夠例如在地面上方使用圖3的外部通信連接174將頻率選擇組傳送到發(fā)射器。在地下操作期間，能夠以任何適當?shù)姆绞矫畹叵掳l(fā)射器切換到不同的一組頻率選擇。例如，能夠基于鉆柱的預(yù)定滾動序列或通過從地面上方傳送電磁信號以由發(fā)射器130接收來命令切換，在這種情況下，發(fā)射器130配置成收發(fā)器。一些實施方式能夠使用鉆柱作為電導(dǎo)體或者能夠包括公知的金屬線管布置，使得數(shù)據(jù)能夠在地下發(fā)射器/收發(fā)器和鉆機之間發(fā)射。例如，鉆機能夠經(jīng)由鉆柱發(fā)送命令以引起深度頻率改變。現(xiàn)在注意力指向圖10a，其是來自圖6a的子帶6的展開圖，概括地以附圖標記800指示。為了本討論的目的，將假設(shè)SB-6是可用的并且已經(jīng)由操作者選擇用于在地下操作期間使用。已經(jīng)選擇子帶后，能夠建立用于深度信號120和數(shù)據(jù)信號122的頻率。在一個實施方式中，頻率能夠例如由制造者或者基于之前的噪聲掃描預(yù)先確定，如上所述。在另一個實施方式中，顯示器36能夠用于以任何適當?shù)男问较蚨ㄎ黄鞯牟僮髡弑硎緢D10a的頻譜繪圖，使得操作者可以做出頻率選擇。圖10b示出了屏幕截圖的一個實施方式，其示出了示出SB-6的顯示器36。應(yīng)當理解，定位器能夠在顯示器36上提供使用放大按鈕802和縮小按鈕804的縮放功能，使得操作者能夠擴大頻譜顯示的水平范圍以提供詳細的頻率選擇。通常，操作者能夠選擇對應(yīng)于所顯示的頻譜上的低噪聲點對應(yīng)的頻率。選擇能夠被四舍五入以反映要使用的發(fā)射器的頻率分辨率。如上文所討論的，作為非限制性實例，根據(jù)本公開的發(fā)射器的實施方式能夠具有5Hz的頻率分辨率。在圖10a上識別出二十一個低噪聲點，指示為上升(a)-(u)。在使用一個深度頻率用于深度信號120和16個符號頻率的實施方式中，能夠利用這21個頻率中的17個。如上所述，深度頻率能夠與符號頻率摻雜的位于在子帶之內(nèi)的任何位置，在子帶的任何端部或者甚至在不同子帶中。作為一個實例，深度頻率能夠被選擇為所識別的頻率中的最低噪聲點，其在本實例中是頻率(j)。在又一個實施方式中，例如響應(yīng)于操作者在顯示器36上選擇“自動挑選”按鈕806，能夠由定位器20自動地挑選或重新挑選頻率。在一個實施方式中，處理器710能夠檢查圖6a的頻譜以識別最低噪聲點，直到適當數(shù)目的符號頻率是可用的。在其他的實施方式中，處理器能夠基于任何適當?shù)姆椒▓?zhí)行該選擇過程。例如，能夠結(jié)合保持相鄰頻率之間的最小間距來選擇最低噪聲頻率。仍然參照圖10b，能夠例如通過觸摸添加頻率按鈕808并且接著觸摸頻譜繪圖來添加頻率。能夠通過例如觸摸刪除頻率按鈕810，并且接著觸摸要刪除的頻率來刪除頻率。能夠例如通過觸摸移動頻率按鈕812，并且接著觸摸和拖動要移動的頻率來移動頻率。能夠通過觸摸改變子帶按鈕814來改變所選擇的子帶。如將立即在下文中進一步描述的，頻率選擇不限于低噪聲點的識別，而是還能夠考慮頻譜掃描的高噪聲點或區(qū)域。圖11是圖10a的從24KHz到25KHz的頻譜區(qū)域的進一步展開圖，概括地由附圖標記820指示，并且在這里為了描述關(guān)于頻率選擇的進一步細節(jié)的目的而示出。除了識別低噪聲點之外，如關(guān)于圖10a所描述的，處理器710能夠應(yīng)用能夠被稱為“阻進區(qū)域(“keep-outregion”)”的部分。后者將排除在以低噪聲頻率為中心的所選頻率窗822內(nèi)具有噪聲峰值的任何識別的低噪聲頻率。基于例如超過閾值824的幅度來識別噪聲，該閾值基于子帶的平均噪聲值和/或與附近的低噪聲點相關(guān)的噪聲值。在一個實施方式中，頻率窗能夠為近似60Hz(+/-30Hz)的寬度，并且閾值能夠是超過相關(guān)的低噪聲點10dB或更多?；谶@種頻率窗的使用，頻率(b)和(e)由于分別接近峰值826和830能夠被排除。在需要更多頻率的情況下是，為了識別新的一組頻率候選的目的，處理器710能夠重新檢查圖11的頻譜。圖12是示出了根據(jù)本公開的用于定位器20在執(zhí)行頻譜掃描和頻率分配中的操作的方法的實施方式的流程圖，其概括地由附圖標記900指示。該方法開始于904，并且進行到908，其執(zhí)行例如對于本實施方式的從0Hz到45KHz整個頻譜的掃描，盡管任何適當?shù)姆秶軌蛴糜谠搾呙琛Ｔ搾呙枘軌蚴歉叻直媛蕭呙?，例如，如上所述的利?Hz的分辨率。在另一個實施方式中，能夠利用初始的、較低分辨率的掃描，使得分辨率剛好足夠為每個子帶建立平均噪聲值。如果子帶選擇過程依賴于較低分辨率的頻譜掃描，則隨后能夠執(zhí)行高分辨率頻譜掃描作為頻率選擇過程的一部分，如下所述。當寬帶發(fā)射器將用于地下操作時，能夠采用單個高分辨率掃描用于頻率選擇目的。在910，確定每個子帶的平均噪聲值。在914，能夠基于平均噪聲值推薦子帶。通常，能夠推薦具有最低平均噪聲值的子帶，盡管其他實施方式能夠利用不同的推薦協(xié)議。例如，能夠推薦具有最低噪聲峰值的子帶。作為另一個實例，如上所述，能夠推薦多于一個的子帶。在918，能夠在顯示器36上請求用戶輸入，其中用戶能夠接受推薦的子頻帶或選擇不同的子頻帶。例如，用戶可以基于對可用于執(zhí)行地下操作的發(fā)射器的認識來選擇不同的子帶。如上文所討論的，該信息能夠用作初始輸入，使得方法900排除沒有被當前可用的一個或多個發(fā)射器覆蓋的子帶。一旦已經(jīng)選擇了子帶，則該方法進行到920，其確定子帶頻率。在一個實施方式中，子帶頻率能夠被預(yù)先確定并且存儲在定位器的存儲器714中或發(fā)射器的存儲器218中。在另一個實施方式中，如上文所討論的，能夠通過在顯示器36上呈現(xiàn)子帶而由操作者立即(“on-the-fly”)確定子帶頻率。在另一個實施方式中，能夠根據(jù)與圖10和11有關(guān)的討論在應(yīng)用或不應(yīng)用如通過步驟924應(yīng)用的阻進窗(“keep-outwindow”)時自動地確定子帶頻率。在使用寬帶發(fā)射器來執(zhí)行地下操作的情況下，不需要步驟910和914，因為整個傳送帶寬都能夠用于頻率選擇，而不需要將頻率限制于任何特定的一個或多個子帶，并且步驟920能夠跨越整個傳送帶寬分配頻率。因此，能夠跨越整個可用帶寬自動選擇傳送頻率和/或基于高分辨率噪聲掃描由用戶定制傳送頻率，而不需要基于子帶的頻率分配限制。應(yīng)當理解的是寬帶發(fā)射器的實施方式能夠配置成例如基于操作者優(yōu)選項、以與子帶限制發(fā)射器相同的方式使用子帶來操作，其中在子帶限制發(fā)射器中頻率分配能夠被限制在一個或多個子帶，盡管這不是需要的。在928，確定是否已經(jīng)識別了足夠數(shù)目的頻率。如果沒有，則操作返回920以識別附加的頻率。如果已經(jīng)識別出足夠數(shù)目的頻率，則操作進行到930，其推薦用于深度信號120和數(shù)據(jù)信號122的頻率。該后一步驟在完全自動的實施方式中可以是可選的。在934，能夠在顯示器36上呈現(xiàn)信息，以收集用戶輸入，例如批準頻率選擇或改變頻率選擇。例如，用戶可能更喜歡將深度頻率移動到子帶之內(nèi)的不同位置或者移動到完全不同的子帶。當然，在寬帶發(fā)射器實施方式中，關(guān)于將頻率選擇限制到特定頻帶和/或子帶，不需要施加限制。在938，能夠使用定位器的外部通信裝置722和發(fā)射器的外部通信鏈路174(圖3)將頻率選擇傳遞到發(fā)射器130。接著能夠在940處進入正常操作。在方法900的一個實施方式中，所選擇的頻率數(shù)目能夠基于噪聲環(huán)境。例如，無論是否子帶限制，如果噪聲掃描示出了低噪聲環(huán)境，則能夠選擇相對更多的頻率。在這種情況下，代替16個符號頻率，能夠使用32個或更多的符號頻率。如果噪聲掃描示出了高噪聲環(huán)境，則能夠使用相對更少的符號頻率，諸如，例如代替使用16個頻率，使用4個或8個符號頻率。通常，使用相對更少的頻率能夠幫助避免在高干擾環(huán)境中的可變噪聲源。另一方面，使用更高數(shù)量的符號頻率能夠增加數(shù)據(jù)吞吐量。圖13是示出用于在地下操作期間操作在正常模式的定位器20的方法的一個實施方式的流程圖，概括地由附圖標記1000指示。該方法在1004處開始，并且同時沿著深度確定分支1010和數(shù)據(jù)恢復(fù)分支1012進行。深度分支1012在1020處接收深度信號120并且接著在1024處確定該發(fā)射器的深度。因為深度信號在專用頻率上發(fā)射，所以貫穿地下操作，可在基本上連續(xù)的基礎(chǔ)上接收深度信號。因此，貫穿定位器的正常操作模式，步驟1020和1024以循環(huán)方式重復(fù)。如上所述，步驟1024能夠基于偶極方程利用深度信號來確定發(fā)射器的深度。在一個實施方式中，深度確定的一部分能夠包括對定位器在地表上方的距離的補償。數(shù)據(jù)恢復(fù)分支1012在1030處開始，其接收能夠由多比特符號組成的符號流形式的數(shù)據(jù)信號122。在1034處，能夠例如在存儲器714(圖9)中臨時存儲符號流以用于解碼。在1038處，處理器710解碼符號流。就這點而言，符號之一能夠用作能夠識別分組結(jié)構(gòu)的開始的同步符號。在使用4比特符號(即，16個符號頻率)的實施方式中，能夠添加第十七個符號頻率以用于表示符號流中的同步符號的目的。作為非限制性實例，一個適當?shù)姆纸M結(jié)構(gòu)能夠由一系列4比特變量表示為S、PI、R1、P2、R2、BT1、BT2、R3，其中S具有對應(yīng)于同步符號的固定值，PI是表示傾斜值的前四比特(0-3)的變量，R1是表征滾動取向的第一滾動變量，P2是傾斜值的4-7比特，BT1是電池和溫度數(shù)據(jù)的前四比特(0-3)，BT2是電池和溫度數(shù)據(jù)的4-7比特，R3是第三滾動變量。就這點而言，應(yīng)當理解的是基于對應(yīng)于由另一個符號分離的符號流中的兩個符號的兩個不同的變量來積累傾斜值。就是說，P2的四比特能夠被附加到PI的四比特以表示完整的傾斜值。如果期望，還能夠基于另一個傾斜變量附加另外的比特。類似地，能夠基于兩個連續(xù)變量BT1和BT2組合8比特電池和溫度數(shù)據(jù)。在1040處，能夠基于解碼的符號流來重新組合數(shù)據(jù)流，以重建作為發(fā)射器130中的符號流的基礎(chǔ)的初始數(shù)據(jù)。在1044處，處理器710從數(shù)據(jù)流中恢復(fù)參數(shù)。這些參數(shù)能夠表示取向參數(shù)，諸如傾斜和滾動、溫度、壓力、電池電壓和電流，以及任何其他感興趣的數(shù)據(jù)。在1048處，處理器710以任何適當?shù)姆绞巾憫?yīng)于恢復(fù)的參數(shù)，諸如，例如通過驅(qū)動顯示器36以指示傾斜和滾動、電池狀態(tài)、溫度和壓力和/或作為其他過程的輸入，其他過程諸如，例如，當違反與溫度和壓力相關(guān)的閾值時提供警告。操作接著返回步驟1030。仍然考慮發(fā)射器130在正常模式下的操作，應(yīng)當理解的是傳送功率能夠在所發(fā)射的各種頻率之間不均勻地分配，諸如，例如表3所示的那些。在一個實施方式中，每個頻率都能夠被分配相等量的傳送功率。在另一個實施方式中，能夠在頻率之中非均勻地分配傳送功率。例如，能夠向一個或多個頻率分配比另一組頻率更高的傳送功率。在又一個實施方式中，每個頻率能夠被分配不同的傳送功率。能夠以任何適當?shù)姆绞綀?zhí)行這種功率分配。例如，在一個實施方式中，圖1和圖9的便攜式裝置20能夠配置成在正常操作期間每個頻率被接收時，監(jiān)控與每個頻率相關(guān)的平均信號強度。接著能夠基于運行的平均信號強度立即在頻率之中重新分配傳送功率。例如，給定頻率的信號強度的突然增加通常將歸因于干擾，使得能夠?qū)⒏郊庸β史峙浣o該頻率。在一些實施方式中，能夠向低噪聲頻率分配相對較低的傳送功率，而可以向較高噪聲頻率分配相對較高的傳送功率。重新分配的傳送功率值能夠以任何適當?shù)姆绞絺鬟f到發(fā)射器130。例如，便攜式裝置20能夠經(jīng)由遙測信號44向鉆機80發(fā)射重新分配的功率方案。鉆機能夠接著通過使用鉆柱作為電導(dǎo)體經(jīng)由鉆柱將新的功率方案傳遞到發(fā)射器130。在另一個實施方式中，便攜式裝置20能夠配置有諸如偶極天線的附加天線712(圖1)，用于發(fā)射信號以由發(fā)射器130直接接收。該信號的調(diào)制能夠由發(fā)射器130解碼以恢復(fù)新的功率方案。再次參照圖10b，在進入正常操作之前，還能夠在頻率選擇過程或模式期間執(zhí)行所選頻率之中的功率分配。例如，能夠基于與每個選擇的頻率相關(guān)的噪聲值分配功率，如圖10和10a所示。盡管為了說明性目的，圖10和10a中識別的低噪聲頻率看起來呈現(xiàn)出相對相等的噪聲值，但是不一定是這種情況。如果在所識別的最低噪聲頻率的噪聲值之中存在顯著的值變化，則能夠以較高的比例向呈現(xiàn)相對較高噪聲值的那些頻率分配傳送功率。相反，分配給非常低的噪聲頻率的傳送功率能夠相對低，以允許對一個或多個其他頻率的附加功率分配。還能夠以與如上所述的阻進窗的應(yīng)用一致的方式來分配傳送功率。例如，如果選擇特定頻率使得電力線諧波或其他噪聲異常地落入針對該特定頻率的阻進窗之內(nèi)，則能夠?qū)⒏郊庸β史峙浣o該特定頻率。應(yīng)當理解的是在使用能夠在頻率之間變化的分配的傳送功率的任何實施方式中，這種分配能夠基于總功率消耗來執(zhí)行，特別是當發(fā)射器130是電池供電時。以這種方式，能夠減少總功率消耗，或者能夠保持目標的總功率消耗?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖14，在另一個實施方式中，系統(tǒng)10能夠配置用于基于數(shù)據(jù)信號122的深度確定，使得深度信號的傳傳送不是必需的。注意的是圖9的接收器20能夠配置成包括下文描述的任何所描述的檢測器。圖14是深度檢測器的一個實施方式的框圖，概括地由附圖標記1100指示，其形成定位器20的一部分。在該實施方式中，示出了一系列n個帶通濾波器BPa-BPn，每個帶通濾波器都足夠?qū)捯栽试S每個頻率的符號經(jīng)過其中。在一個實施方式中，為每個符號頻率a-n提供帶通濾波器。濾波器輸出被提供給振幅檢測器1108a-1108n中的相應(yīng)一個，振幅檢測器1108a-l108n中的每一個將輸出提供給峰值振幅路由器1110，峰值振幅路由器1110監(jiān)控振幅檢測器的輸出以確定哪個振幅檢測器正在提供最高輸出值。在操作期間，峰值振幅路由器1110將檢測出的最高振幅輸出到低通濾波器1120。為了深度計算的目的，低通濾波器的輸出1122與發(fā)射器的深度成比例。參照圖15，深度檢測器的另一個實施方式概括地由附圖標記1100'指示。在該實施方式中，n個乘法器M1-Mn將每個頻率或頻調(diào)乘以從一個頻率到下一個頻率偏移恒定的量的不同頻率。針對每個頻率或頻調(diào)得到的信號由兩個頻率的和以及等于偏移的兩個頻率的差組成。對于每個具有正確乘法器頻率的n個乘法器，輸出能夠由加法器1140相加，從而得到在偏移頻率處的相位連續(xù)信號1144。相位連續(xù)信號被提供給窄帶通濾波器1148。帶通濾波器1148的輸出1150于是與發(fā)射器的深度成比例。參照圖16，深度檢測器的又一個實施方式概括地由附圖標記1160指示。在該實施方式中，輸入1162接收經(jīng)受諸如，例如里德索羅門(RS)碼的糾錯碼的輸入符號流122。后者能夠經(jīng)由處理器200由圖3的EC(糾錯)編碼器1164應(yīng)用。圖17示出了作為符號流的一部分的里德索羅門碼字，該符號流包括從附加有RS糾正或奇偶校驗數(shù)據(jù)塊1168的同步符號開始的數(shù)據(jù)符號塊1166。注意的是，數(shù)據(jù)符號和里德索羅門符號能夠以各種不同的方式發(fā)射。例如，RS符號能夠作為塊附加，如示出的。在另一個實施方式中，RS符號能夠散布在數(shù)據(jù)符號之中。輸入符號流由解調(diào)器1170接收，解調(diào)器1170恢復(fù)經(jīng)受可能的傳送錯誤的數(shù)據(jù)流。注意的是，基于公知的參數(shù)，RS碼能夠糾正每RS碼字達到某個數(shù)量的符號。在本實施方式中，能夠糾正達到兩個符號?；謴?fù)的符號流被傳遞到累加器1172，為了將RS碼字識別為數(shù)據(jù)流的一部分的目的，累加器1172能夠緩沖恢復(fù)的數(shù)據(jù)。作為數(shù)據(jù)的一部分，接收的振幅能夠與每個數(shù)據(jù)符號相關(guān)。能夠例如基于同步符號的存在來識別碼字的開始。一旦碼字是可用的，則碼字能夠被傳遞到糾錯(EC)解碼器1174。EC解碼器接著解碼該碼字并執(zhí)行達到碼的糾正能力的限制的糾正。在該過程期間每個糾正的符號都被這樣識別。在1176處，振幅估計器將正確的振幅與由RS碼糾正的符號相關(guān)聯(lián)。就這點而言，應(yīng)當理解的是由解調(diào)器1170不正確識別的符號就符號頻率而言被錯誤地相關(guān)。估計器1176糾正該錯誤關(guān)聯(lián)。糾正的符號頻率振幅被傳遞到低通濾波器1120。為了深度計算的目的，低通濾波器的輸出1122與發(fā)射器的深度成比例。在一個實施方式中，深度確定能夠基于來自一個或多個符號頻率的許多振幅值?，F(xiàn)在將注意力指向圖17，圖17是示出用于基于符號頻率確定深度而不需要發(fā)射深度信號的方法的一個實施方式的流程圖，該方法概括地由附圖標記1180指示。該方法在1182處開始，并進行到1184，其根據(jù)本公開的實施方式編碼和發(fā)射來自發(fā)射器的經(jīng)受諸如例如里德索羅門碼的糾錯碼的符號流122。在1186處，符號流由接收器20接收(圖9)。在1188處，緩沖所接收的符號流，并恢復(fù)當前RS碼字。在1190處，碼字被解碼。在1192處，如果由于錯誤的符號的數(shù)量超過了碼的糾正能力而確定當前碼字不可解，則操作被路由到1186以接收下一個碼字，使得當前碼字至少就對深度確定而言被忽略。另一方面，如果碼字是可解的，則操作被路由到1194。在1194處，如果沒有符號被糾正，則操作進行到1196，其利用圖14的深度檢測器1100來確定發(fā)射器的深度。操作接著返回到1186以接收下一個符號。如果一個或多個符號被糾正，則步驟1194將操作路由到1198，其利用基于圖16的深度檢測器1160的糾錯來確定發(fā)射器的深度。參照圖18，為了示出天線的結(jié)構(gòu)的細節(jié)的目的，以進一步放大的圖解視圖示出了圖1的天線26的實施方式。天線26包括第一和第二鐵氧體棒狀天線1200a和1200b，每個支撐表示圖9的天線Y和Z的相應(yīng)天線線圈1204a和1204b。鐵氧體棒狀天線能夠被支撐在印刷電路板(PCB)1210的相對的主表面上。印刷電路板限定用作圖9中的天線X的天線線圈1214(部分示出)。如圖9所示，PCB至少大體上沿著定位器的軸線豎直取向。然而，注意的是天線可在定位器20內(nèi)以任何適當?shù)姆绞饺∠颍幌抻谒镜娜∠蜩b于上文，可以認為本公開的系統(tǒng)、相關(guān)的設(shè)備和方法消除了現(xiàn)有技術(shù)關(guān)于現(xiàn)有技術(shù)的試圖命中或未命中識別“魔法”頻率的命題的限制。相比之下，使用向每個符號分配不同頻率的多比特符號流結(jié)構(gòu)能夠用來提高數(shù)據(jù)吞吐量速率和/或限制發(fā)射的頻譜內(nèi)容以提供增強的抗擾度。進一步地，本公開提供頻率定制，其肯定地避免了在給定區(qū)域中的噪聲干擾。該頻率定制甚至能夠在相同區(qū)域的不同時間是不同的。進一步地，本公開內(nèi)容公開了關(guān)于避免電力線諧波頻率的能力，其至少在關(guān)于為了公共設(shè)施安裝的目的的水平定向鉆探上被認為以前是未知的。特別地，在本公開的上下文中發(fā)射的符號頻率以在相鄰的電力線諧波處基本上不放置頻譜內(nèi)容的方式被調(diào)制。相比之下，現(xiàn)有技術(shù)經(jīng)常利用與許多電力線諧波重疊的頻譜調(diào)制包絡(luò)，從而將信號內(nèi)容放置于電力線諧波之上。在接收器側(cè)，重疊的電力線諧波接著必需連同調(diào)制信號被挑選。相比之下，本公開基于已經(jīng)公開的抑制相鄰電力線諧波的傳送技術(shù)來利用符號頻率接收。這些能力至少以如下方式傳送多比特符號流而出現(xiàn)，即以提供符號頻率的精確定位的同時以在此以前未見的方式相對于電力線諧波限制和定位與符號流的每個符號相關(guān)的頻譜帶寬。在另一個實施方式中，系統(tǒng)10能夠利用可以被稱為“無聲的同步”或“空同步”。在該實施方式中，代替發(fā)射同步符號，符號間隔留空白、空或無聲。該符號間隔在下文中可以稱為空符號。圖19示出了符號通道PWM發(fā)生器352(圖4)的另一個實例輸出390'，其中指示為符號392b-392f的符號流由空符號1300領(lǐng)先，空符號1300具有與符號流之一相同的持續(xù)時間，盡管能夠使用任何適當?shù)某掷m(xù)時間。應(yīng)當理解的無聲同步可以與包括但不限于二進制相移鍵控(BPSK)、差分二進制相移鍵控(DBPSK)、曼徹斯特編碼、正交相移鍵控(QPSK)、M(ary)PSK等等的調(diào)制形式一起使用。圖20示出了概括地由附圖標記1240指示的發(fā)射數(shù)據(jù)流的實施方式，示出了關(guān)于無聲同步的進一步細節(jié)。為了本實例的目的，假設(shè)使用諸如BPSK的調(diào)制形式，盡管本描述關(guān)于調(diào)制類型享有廣泛的適用性。幀間隔F包括能夠?qū)?yīng)于數(shù)據(jù)分組或幀的總持續(xù)時間。幀間隔F由同步部分S和數(shù)據(jù)部分D組成，包括能夠基于一個或多個載波頻率調(diào)制的信息。同步部分S能夠由空符號,NS或空位和參考比特RB組成。在BPSK的實例中，能夠利用單個載波頻率。參照圖21，對應(yīng)于圖20的發(fā)射數(shù)據(jù)流的接收信號的一部分概括地由附圖標記1300指示。經(jīng)受噪聲的接收信號以0伏特為中心，并在水平軸線上針對時間繪圖。同步部分S連同數(shù)據(jù)部分D的一部分示出。圖22示出了波形1320，其是圖21的波形的平方值。盡管不需要平方，但是基于波形的平方，看到空符號NS在圖22中比存在于波形的參考位RB和數(shù)據(jù)部分D中的峰值振幅呈現(xiàn)出顯著地更低的幅度，使得符號能夠例如通過將接收信號存儲在緩沖器中而容易地被識別。注意的是，該技術(shù)甚至在具有相對高的干擾水平的環(huán)境和/或在顯著地減少了信噪比的鉆孔工具的深度處也能夠是有效的。在高噪聲環(huán)境中，能夠應(yīng)用總體均值，其中多個數(shù)據(jù)幀能夠存儲在緩沖存儲器中，并且接著為了恢復(fù)同步的目的而相加?？傮w均值在例如美國專利申請序列號14/208,470中詳細描述，其與本申請共同擁有并通過援引并入本文。注意力現(xiàn)在指向圖23，其示出了使用無聲同步來操作本申請的系統(tǒng)的方法的實施方式，概括地由附圖標記1400指示。該方法在1402開始，并進行到1404，其發(fā)射包括空同步部分或符號的數(shù)據(jù)流。在1406處數(shù)據(jù)流被接收。在1408處，數(shù)據(jù)流能夠被求平方。應(yīng)當理解，對于相對低噪聲的環(huán)境，對數(shù)據(jù)流進行求平方可能不是必需的。在1408處，在識別空同步符號的前提下解碼數(shù)據(jù)流。在1410處，做出解碼該平方數(shù)據(jù)流的嘗試，包括空同步符號的識別。在1412處，如果解碼成功，則操作進行到1414，使得使用恢復(fù)的數(shù)據(jù)。另一方面，如果解碼嘗試不成功，則操作能夠進行到1416，使得應(yīng)用總體均值。在1418處，基于總體均值來恢復(fù)數(shù)據(jù)。接著在1414處使用恢復(fù)的數(shù)據(jù)。公知的是，當在地下時用于電子地測量鉆孔工具的深度的系統(tǒng)的準確性能夠由于趨膚效應(yīng)被損害，趨膚效應(yīng)由地球的導(dǎo)電性造成。沒有補償，能夠引入能夠引起鉆孔工具看起來在小于其實際深度的深度的誤差。補償限于影響鉆孔工具的深度讀數(shù)的趨膚效應(yīng)誤差的技術(shù)在美國專利號6,285,190(下文稱為'190專利)中詳細描述，其與本申請共同擁有并且通過援引并入本文。申請人在本文進一步意識到，下文稱為“表面效應(yīng)”的在地表處的類似現(xiàn)象能夠當系統(tǒng)在地面上方操作時損害這種系統(tǒng)的準確性，例如與客戶演示或系統(tǒng)測試相關(guān)。即，當鉆孔工具和便攜式裝置在地表處以已知距離分離時，由便攜式裝置確定的兩者之間的基于信號強度的距離在缺少表面效應(yīng)補償時能夠從已知的距離顯著地變化。雖然人們可以假設(shè)該解決方案是在地表處的趨膚效應(yīng)執(zhí)行校準以補償表面效應(yīng)，'190專利意識到在實際鉆探操作期間在地表的趨膚效應(yīng)校準是有問題的，因為與響應(yīng)地面下方的趨膚效應(yīng)校準過程而看到的深度誤差相比，能夠遇到顯著的深度誤差?；谏衔某尸F(xiàn)的未解決的困難，申請人公開了多模式裝置,其在地面上方模式中操作時為與表面效應(yīng)有關(guān)的地面上方的讀數(shù)提供增強的基于信號強度的準確性和在地面下方的模式操作時不應(yīng)用與上述地面模式相同的表面效應(yīng)補償，使得地面下方的性能沒有關(guān)于深度讀數(shù)準確性而折衷。因此，在上述地面上方模式中的表面效應(yīng)補償不同于在地面下方模式中應(yīng)用的補償(如果有的話)。在一些實施方式中，地面下方模式能夠應(yīng)用趨膚效應(yīng)補償。在其他的實施方式中，地面下面模式能夠在沒有趨膚效應(yīng)補償時操作。參照圖24，繪圖概括地由附圖標記1500指示，并且示出了在豎直軸線繪出的表面效應(yīng)誤差對在X軸上的便攜式裝置與鉆孔工具或其他的發(fā)射器的水平距離，其中便攜式裝置諸如例如圖1的便攜式裝置20，鉆孔工具或其他的發(fā)射器發(fā)射電磁信號諸如例如圖2的深度信號120或調(diào)制信號，其中能夠基于信號強度確定深度。表面效應(yīng)誤差1504能夠表征為：SEE＝kx3(公式2)其中x是鉆孔工具和便攜式裝置之間的間距或距離，SEE是表面效應(yīng)誤差，而k是用于特定測量位置的常數(shù)。常數(shù)k能夠由于該區(qū)域中的主動和/或被動干擾、土壤條件和其他因素而隨位置變化。注意的是，SEE能夠以任何適當?shù)暮瘮?shù)表示，并且不限于三次函數(shù)?；诠?2)的校準過程能夠通過將便攜式裝置放置在距離地表的鉆孔工具已知或測量的距離dm處來執(zhí)行。申請人已經(jīng)識別出用于執(zhí)行校準過程的適當?shù)膁m值能夠是50英尺；然而，能夠用其他dm值執(zhí)行校準，只要(1)dm的值不小到使得在特定測量位置處測量的SEE不可感知，以及(2)dm的值不大到它超過了測量裝置的范圍。當該物理裝置到位時，便攜式裝置基于深度信號120的信號強度確定到鉆孔工具的距離dss。用于測量距離dm的表面效應(yīng)誤差值在圖24中示出為與dm處的X軸的偏移，并且能夠基于以下公式確定：SEE＝dm-dss(公式3)應(yīng)當理解的是SEE的值通常將大于零，因為表面效應(yīng)典型地引起dss小于dm?，F(xiàn)在能夠使用從公式3確定的SEE的值和測量值dm來求解公式2的常數(shù)k的值。隨后，無論何時基于信號強度確定鉆孔工具和便攜式裝置之間的地面上方范圍(AGR)時，能夠使用所確定的k值基于公式(2)應(yīng)用對表面效果的補償。特別地，能夠基于以下公式確定針對任何測量的信號強度值dss的補償?shù)孛嫔戏椒秶鶤GRCOMP的值：基于上文，便攜式裝置20能夠在地面上方范圍測試(AGRT)模式下操作，該模式將表面效應(yīng)補償應(yīng)用于由便攜式裝置確定的任何基于信號強度的距離或范圍。當鉆孔工具在地面下方時，便攜式裝置20能夠操作在正常模式，該正常模式能夠被配置成基于信號強度而不應(yīng)用表面效應(yīng)補償來確定鉆孔工具的深度，或通過應(yīng)用不同于表面效應(yīng)補償被應(yīng)用的方式的趨膚效應(yīng)補償，使得能夠以更高的準確度建立鉆孔工具的深度。注意的是，如果使用表面效應(yīng)補償參數(shù)和趨膚效應(yīng)補償參數(shù)，則可以將它們存儲在便攜式裝置的存儲器714中，如圖9所示。圖25是操作在AGRT模式下并且概括地由附圖標記1600指示的便攜式裝置20的顯示器36(圖1)的外觀的實施方式的圖解說明。鉆孔工具90被指示成與便攜式裝置20成側(cè)向間隔開的關(guān)系，其在1610處指示表面效應(yīng)補償偏移值為10英尺。應(yīng)當理解，圖26的屏幕截圖中所示的圖形清楚地向用戶指示到定位器的、與定位器之下的深度相反的一側(cè)的距離。能夠例如基于在校準屏幕上可用的AGRT模式的操作者選擇來進入AGRT模式。否則，便攜式裝置操作在正常模式下。圖26是操作在正常模式下并且概括地由附圖標記1630指示的便攜式裝置20的顯示器36(圖1)的外觀的實施方式的圖解說明。在俯視圖(左上)和正視圖(右上)兩者中都看到便攜式裝置。關(guān)于前向定位點1634示出了鉆孔工具90和便攜式裝置。對于關(guān)于前向定位點的附加信息參見例如美國專利號6,496,008，其與本申請共同擁有并通過援引并入本文。從鉆孔工具到正好在前向定位點下方的位置的側(cè)向距離1638被示出為6英尺，0英寸。一旦達到前向定位點，在鉆孔工具處的鉆孔工具的預(yù)測深度1640被示出為8英尺，7英寸，并且便攜式裝置在地面上方的高度1644的被示出為2英尺，0英寸。圖27是示出了用于在包括AGRT模式和正常模式的雙模式配置中操作便攜式裝置20的的方法的實施方式的流程圖，該方法概括地由附圖標記1700指示。該方法在1704處開始并且進行到1708，此處監(jiān)控操作者對AGRT模式執(zhí)行校準的選擇。如果沒有選擇AGRT校準,則操作在1710處進行到正常操作。另一方面，如果選擇了AGRT校準，則操作移動到1712，其啟動校準過程，例如，如上面與圖25有關(guān)的描述。在1714處，做出關(guān)于AGRT校準是否成功的確定。關(guān)于AGRT校準是否成功的確定能夠基于各種因素。例如，對于常數(shù)k的確定值能夠與可接受的范圍相比較。作為另一個實例，能夠在便攜式裝置和鉆孔工具之間的不同距離處確定k的值，并且接著比較。從確定k的值的視角，基于公式(20)，人們將預(yù)期表面效應(yīng)誤差的幅度隨著便攜式裝置和鉆孔工具之間的范圍的增加而增加。如果校準不成功，則重新進入步驟1712。如果校準是成功的，則操作進行到1718，此處監(jiān)控操作者選擇AGRT模式。如果操作者沒有選擇AGRT模式，則在1710處進入正常操作。如果操作者確實選擇AGRT模式，則步驟1724允許操作者返回到1712以進行另一個AGRT校準。如果沒有選擇附加校準，則在1728處進入AGRT模式。步驟1730例如基于致動觸發(fā)器48(圖1)來測試操作者是否希望退出AGRT模式。如果操作者選擇退出，則進入正常操作1710。否則，操作保持在AGRT模式。應(yīng)當理解的是正常模式1710允許操作者選擇校準，其能夠引起操作返回1724。注意力現(xiàn)在指向圖28，其是接收器部分的實施方式的框圖，概括地由附圖標記2000指示，為了接收和處理數(shù)據(jù)信號122的目的，接收器部分能夠作為圖9的裝置20的一部分實現(xiàn)。接收器部分2000包括用于接收在片2004中的數(shù)據(jù)信號的切片器，使得多于一個片與形成數(shù)據(jù)信號122的符號流中的一個符號的周期相關(guān)。每個時間片都可以被稱為頻譜圖時間片(STS)。在本實施方式中，對于每個符號周期接收五個時間片，盡管可以接收任何適當數(shù)目的片。因此，每個符號都能夠被認為是過采樣的。每個STS表征在使用中的所有符號頻率處的信號強度，即使在任何給定時間只有一個符號頻率是活動的(例如，參見圖4的發(fā)射器輸出390)。取決于當前噪聲環(huán)境，活動的符號頻率的振幅通常比剩余頻率顯著地更高。在本實例中，利用了16個符號頻率2008，盡管本描述可應(yīng)用于任何數(shù)目的符號頻率。在2010處，對于當前片，確定使用中的符號頻率的組合的平均信號水平，使得在每個符號頻率處的測量信號電平有助于所確定的平均信號水平。平均信號水平在2012處輸出。低通濾波器2014對平均信號水平應(yīng)用濾波。能夠利用任何適當形式的低通濾波器，諸如,例如低通巴特沃斯濾波器。低通濾波器被配置有與符號的時間周期相比長的時間常數(shù)，使得被表示為每個時間片的平均信號水平的一部分的瞬時噪聲事件或脈沖的貢獻被有效地中和。以這種方式，濾波器的輸出2018基于來自針對每個片的不活動的符號頻率的信號強度的貢獻與來自活動的符號頻率的貢獻的結(jié)合來跟蹤或跟隨環(huán)境噪聲水平。閾值偏移部分2020指定要添加到平均信號水平的增量值。所添加的值例如能夠?qū)?yīng)于平均信號水平的某個百分比諸如，例如固定量。形成閾值檢測器2024的一部分的加法器2022將該值添加到低通濾波器的輸出2018以在2028處輸出閾值。平均信號水平2012也由比較器2030接收，比較器2030形成閾值檢測器2024的另一部分。比較器比較閾值2028與平均值2012，并且響應(yīng)于該比較驅(qū)動時間片開關(guān)2040。頻譜圖緩沖器2044配置成選擇地從時間片開關(guān)接收時間片。頻譜圖緩沖器能夠包括提供用于存儲與完整的分組相關(guān)的所有時間片STS1到STSn的長度。作為非限制性實例，如果分組包括20個符號位置，其中一些符號位置能夠與糾錯有關(guān)，并且每個符號周期被切片五次，則頻譜圖緩沖器配置成存儲100個時間片使得n＝100。如果比較器2030確定針對當前時間片的當前平均值2012大于閾值2028，則將時間片開關(guān)2040設(shè)置為T(真)位置，使得當前時間片不被路由到在頻譜圖緩沖器2044中的STS位置之一中。如將看到的，在這種情況下，合適的指針STS位置用零填充。另一方面,如果比較器2030確定當前平均值2012不大于閾值2028，則將時間片開關(guān)2040設(shè)置為F(假)位置，使得當前時間片被路由到在頻譜圖緩沖器中的STS位置中合適的一個中?；谏衔牟⑶胰绮鍒D繪圖2050所示，應(yīng)當理解，除了在噪聲突發(fā)2054期間之外，平均信號水平2012通常將落到閾值2028下方。因此，在噪聲突發(fā)2054期間出現(xiàn)的片被阻止對在頻譜圖緩沖器2044的長度之內(nèi)的分組提供貢獻?，F(xiàn)在注意力指向圖29，其示出了用于將頻譜圖時間片加載到圖28的頻譜圖緩沖器2044中的方法的實施方式，概括地由附圖標記2100指示。該方法在2104處開始并進行到2108，在此處接收數(shù)據(jù)信號122。在2110處，頻譜圖緩沖器2044被清空。在2114處，頻譜圖緩沖器指針被重置以指示在緩沖器中的STS位置的第一個。在2118處，解調(diào)當前片以測量在片中的每個符號的頻率處的信號水平。在本實例中，采用16個符號頻率，使得確定16個信號水平。在2120處，基于測量信號水平確定平均信號水平。平均信號水平被傳遞到閾值設(shè)置步驟2124(參見圖28中的項目2020)、低通濾波器2128(參見圖28中的項目2014)和比較步驟2130(參見圖28中的項目2024)。閾值設(shè)置2124將增量值添加到平均信號水平，如上所述，并將該值提供給加法器步驟2134(參見圖28中的項目2022)。LP濾波器2128對平均信號水平應(yīng)用低通濾波，如上所述，并且將濾波過的輸出提供給加法器2134。后者將增量值添加到濾波過的輸出，以向比較步驟2130提供閾值。比較步驟2130將閾值與當前片的當前平均值比較。如果當前平均值大于閾值，則操作被路由到2136，其將零加載到當前STS位置(由STS指針指向)。以這種方式，不允許瞬時噪聲異常不合適地增加特定片的平均值，其能夠?qū)е陆獯a錯誤的增加。另一方面，如果當前平均值小于閾值，則在2138處以在符號頻率(在本實例中為16個測量水平)的測量水平加載當前STS位置。在2140處，測試STS指針值以確定頻譜圖緩沖器2044是否是滿的。如果不是，則在2144處增加STS指針。如果頻譜圖緩沖器是滿的，則操作進行到2148，其解碼該分組。將在下文描述包解碼過程的實施方式的細節(jié)。目前，注意的是，雖然頻譜圖緩沖器的長度與分組的長度匹配，但是在此時，為了解碼目的，在頻譜圖緩沖器之內(nèi)的分組的實際開始位置是未知的。在2148之后，操作返回到2114以重置STS指針以為下一個分組做準備。圖30圖解地示出了根據(jù)圖29的方法2100由加載緩沖器所產(chǎn)生的頻譜圖緩沖器2044的內(nèi)容，以及與該內(nèi)容有關(guān)的附加細節(jié)。在本實例中，利用包括20個符號的分組結(jié)構(gòu)，其中每個符號由緩沖器中的5個頻譜圖時間片表示。如上所述，基本上以異步的方式接收分組?；谠谠撨^程的傳送和接收端兩者上的時鐘的足夠穩(wěn)定性來確?？偟姆纸M結(jié)構(gòu)以及其每個符號的時間周期。數(shù)據(jù)典型地被加載或成流的進入頻譜圖緩沖器的長度，從在當前分組之內(nèi)的某個任意符號的任意片開始并延伸入下一個分組的初始部分。給定符號的時間片能夠在頻譜圖緩沖器之內(nèi)是連貫的，或者能夠在頻譜圖緩沖器的末尾環(huán)繞。因此，分組結(jié)構(gòu)能夠在頻譜圖緩沖器中某處的任意分組開始位置開始。在本實例中，指定為P1的第一分組的結(jié)束部分被加載到STS位置1-20中，并且指定為P2的第二分組的初始部分被加載到STS位置21-100中以填充頻譜圖緩沖器。分組開始位置2160在STS21處。因此，P2包括符號S1-S16，并且P2包括符號S17-S20，其包括來自兩個連貫的但不同的分組的數(shù)據(jù)。為了加快所描述的過程的同步，發(fā)射器130(圖1)能夠保持不動，使得分組內(nèi)容從一個分組到下一個基本上是恒定的，并且頻譜圖緩沖器的內(nèi)容基本上表示單個分組。為了本實例的目的，數(shù)據(jù)信號122用前向糾錯碼編碼。雖然能夠使用前向糾錯碼的任何適當?shù)男问?，但是本實施方式采用里德索羅門糾錯碼，使得糾錯數(shù)據(jù)的至少一個塊伴隨測量的和其他感興趣的數(shù)據(jù)。因此，作為圖30中所示的分組結(jié)構(gòu)的一部分的數(shù)據(jù)分組2304能夠表示諸如傾斜和滾轉(zhuǎn)的定向參數(shù)，以及指示發(fā)射器130(圖1)的操作狀態(tài)的參數(shù)諸如例如溫度，壓力和電池狀態(tài)。數(shù)據(jù)分組被糾錯數(shù)據(jù)的總塊跟隨，糾錯數(shù)據(jù)總塊由被附圖標記2308指示的糾錯數(shù)據(jù)的第一部分RS1和被附圖標記2310指示的糾錯數(shù)據(jù)的第二部分RS2組成，使得糾正數(shù)據(jù)的總塊從頻譜圖緩沖器的末尾繼續(xù)下去回到其開始。通過使用里德索羅門糾錯碼，能夠取決于糾錯數(shù)據(jù)塊的大小針對每個分組糾正特定數(shù)量的錯誤。為了本實例的目的，糾錯碼能夠?qū)γ總€分組進行糾正兩次，盡管能夠利用任何適當?shù)募m正功率。應(yīng)當理解，所示出的分組結(jié)構(gòu)不旨在是限制性的，并且能夠利用任何適當?shù)姆纸M結(jié)構(gòu)，同時保持在本文已經(jīng)公開的教導(dǎo)的范圍內(nèi)。現(xiàn)在結(jié)合圖30將注意力指向圖31。圖31是示出能夠被采用為圖29的解碼步驟2148的解碼過程的實施方式的流程圖，概括地由附圖標記2400指示。該方法在2404處開始并且進行到2408，此處將STS指針設(shè)置成1。STS指針能夠被增加或設(shè)置為指向圖30中所示的任何STS索引值(1-100)。在2410處，在STS指針正指向STS片的假設(shè)下應(yīng)用解碼，該STS片表示總分組結(jié)構(gòu)的第一符號之內(nèi)的片。特別地，里德索羅門解碼過程所利用的數(shù)據(jù)以在STS1處的數(shù)據(jù)開始，并且利用在頻譜圖緩沖器之內(nèi)的每五個隨后的片。即，對于初始解碼，使用片1、6、11、16、21、26、31、36、41、46、51、56、61、66、71、76、81、86、91和96。以這種方式，來自總分組結(jié)構(gòu)中的20個符號中的每一個的一個片有助于嘗試正確地解碼在下文中可以稱為的片分組(“slicepacket”)。片分組的每個片都從每個符號的相同片位置得到。在2414處，將用于解碼嘗試的里德索羅門糾錯的數(shù)目與糾正碼的最大糾正功率相比較，其在本實例中被假設(shè)為2。如果糾正的數(shù)目小于或等于2，則操作進行到2418，此處存儲用于該片分組的解碼數(shù)據(jù)。操作接著被路由到2420。另一方面，如果2414確定糾正的數(shù)目大于2，則操作直接路由到2420，此處確定STS指針是否被設(shè)置為頻譜圖緩沖器中的最后的STS索引值。如果不是，則步驟2424將STS指針增量1，并將操作返回到RS解碼步驟2410。因此，通過循環(huán)回到步驟2410，從頻譜圖緩沖器中的每個STS索引位置開始做出RS解碼嘗試。每次實現(xiàn)成功解碼時，步驟2418存儲該解碼數(shù)據(jù)。步驟2414存儲與每個成功地解碼的片分組關(guān)聯(lián)地的糾正的數(shù)目，并且能夠?qū)⒉怀晒獯a的片分組指定為不可解碼。作為非限制性實例，表4指出針對片分組1-100的解碼嘗試的結(jié)果。對于片分組1-25實現(xiàn)了成功的解碼，而發(fā)現(xiàn)所有剩余的片分組是不可解碼的。表4開始片糾錯的數(shù)目1-20所有不可解碼的片分組21122023024025226-100所有不可解碼的片分組參照圖30，應(yīng)當理解，分組21-25對應(yīng)于與分組的第一符號(S1)相關(guān)聯(lián)的片組。在此基礎(chǔ)上，分組的初始符號的中心已經(jīng)被識別為對應(yīng)于片23。雖然從符號S1的片21-25開始的所有五個片分組可以沒有錯誤地被解碼，但是應(yīng)當理解是能夠例如通過噪聲引入錯誤。在這種情況下，在圖29的方法2100期間，這些片分組中的一個的一個或多個片可能已經(jīng)被加載零。返回到圖31的討論，一旦步驟2420檢測到最后的STS索引，操作進行到2428，其基于表1中的糾正錯誤的數(shù)目找到最佳STS索引或片分組。在本實例中，STS23被識別為對應(yīng)于分組的開始符號的中心位置。在一個實施方式中，針對于與STS23相關(guān)的片分組來解碼的數(shù)據(jù)能夠被認為是對于該分組的最好數(shù)據(jù)，因為片分組的每個片起源于每個符號的中心位置。關(guān)于該糾正過程，當使用該描述過程時解碼錯誤數(shù)據(jù)(即，不正確地糾正數(shù)據(jù))的可能性非常低。當然，不正確地解碼或恢復(fù)數(shù)據(jù)的可能性與前向糾錯碼的糾正功率成比例地減小。很多時候，該過程成功地解碼片分組，恢復(fù)正確的數(shù)據(jù)，或?qū)⑵纸M識別為不可解碼的。不可解碼片分組能夠例如由噪聲突發(fā)產(chǎn)生，使得片分組中顯著數(shù)目的片被零加載。在2430處，該方法檢查當前分組的行程長度是否超過行程長度閾值。后者能夠被設(shè)置為每個符號的片的數(shù)目。在高信噪比條件(低環(huán)境噪聲)下，成功的片分組解碼的數(shù)目應(yīng)當對應(yīng)于但不超過每個符號的片的數(shù)目。在本實例中，如果針對分組成功地解碼了多于五個的片分組，則存在片分組之一被不正確地解碼的高可能性，因為該片分組固有地在分組的不是第一符號的符號中開始。如果行程長度超過行程長度閾值，則在2436處將分組識別為不可解碼。如果行程長度沒有超過行程長度閾值，則在2438處解碼的數(shù)據(jù)被存儲和/或傳遞以由其他過程使用。作為非限制性實例，數(shù)據(jù)能夠包括傾斜、滾動、電池狀態(tài)、溫度和壓力。在2440處，STS指針被設(shè)置為用于解碼頻譜圖緩沖器2044的開始位置。在基于圖30和表1的實例的一個實施方式中，開始位置能夠是STS21，分組的第一片。在另一個實施方式中，開始位置能夠是STS23，分組的第一符號的中心片。在又一個實施方式中，一旦頻譜圖緩沖器中的給定符號已經(jīng)被識別為分組的第一符號，則隨后的解碼能夠至少初始地被限于解碼與給定符號相關(guān)的片分組的組。參照圖9和30，在一個實施方式中，接收器20能夠被配置成接收數(shù)據(jù)信號122，數(shù)據(jù)信號由同相分量I和正交分量Q表征。在此基礎(chǔ)上，頻譜圖緩沖器2044能夠被配置成存儲用于每個STS的符號頻率的兩組幅度。一組幅度表示同相分量而另一組幅度表示正交分量。換句話說，與每個時間片相關(guān)的幅度以復(fù)數(shù)格式存儲。盡管不是必需的，但是申請人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種為確定每個符號頻率平均幅度的目的的有益的過程。第一，針對片中的每個符號頻率的經(jīng)受噪聲的同相I分量與針對片中的每個符號頻率的經(jīng)受噪聲的正交Q分量確定的平均分離地求平均。第二，將兩個平均相加。第三，得到和的平方根。該過程能夠由公式(5)表示，如下：在該公式中，n是每個符號頻率的采樣的數(shù)目，i是索引值，Ii代表符號頻率的同相幅度的集合，并且Qi代表符號頻率的正交幅度的集合。使用該技術(shù)，申請人認識到作為同相和正交分量一部分測量的噪聲貢獻往往相互抵消。相比而言，現(xiàn)有技術(shù)過程被表征為：申請人認為因為Ii和Qi值經(jīng)受噪聲，所以由公式(6)產(chǎn)生的平均值往往校正該噪聲并且將該噪聲不適當?shù)靥砑拥降玫降钠骄抵?。通過使用公式(5)，該確定的平均值更準確地跟蹤接收符號的實際環(huán)境噪聲和信號強度。基于圖28-31以及公式(5)，應(yīng)當理解，申請人已經(jīng)意識到并實現(xiàn)了編碼/解碼過程，其非尋常地魯棒并且沒有要求使用同步符號或多個同步符號或在分組本身之內(nèi)的同步比特。通過消除對作為分組結(jié)構(gòu)的一部分的同步符號或比特的需要，用于數(shù)據(jù)傳送的可用帶寬增加。該過程進一步顯示抗擾度，其在水平定向鉆探和相關(guān)的地下操作領(lǐng)域中被認為之前未見到的。為了說明和描述的目的已經(jīng)呈現(xiàn)了本發(fā)明的上文描述。其并不旨在窮舉或?qū)⒈景l(fā)明限制為形成所公開的精確形式，而根據(jù)上述教導(dǎo)，其他修改和變型是可能的。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到上述實施方式的某些修改、置換、添加和子組合。優(yōu)選地包括本文描述的所有元件、部分描述和步驟。應(yīng)當理解，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是這些元件、部分和步驟中的任何一個可以被其它元件、部分和步驟替代或者完全刪除。概括地，本文公開了至少一種系統(tǒng)，其包括用于與水平定向鉆探系統(tǒng)結(jié)合使用的發(fā)射器，其發(fā)射表征傳感器符號的多比特符號流用于由地上便攜式裝置接收。便攜式裝置接收符號流用于地上恢復(fù)傳感器信號。發(fā)射器能夠精確地放置符號頻率，以至少避免噪聲環(huán)境，以及避免電力線諧波，并且能夠利用用于發(fā)射符號的波形整形，以至少提供傳送功率控制、頻譜內(nèi)容控制和寬帶天線匹配。接收器能夠測量噪聲環(huán)境以識別發(fā)射器使用的符號頻率。能夠跨越寬的頻率帶寬以增量分辨率掃描噪聲，用于顯示或自動符號頻率選擇。概念本文公開了至少以下概念。概念1。一種用于與水平定向鉆探系統(tǒng)結(jié)合使用的發(fā)射器，所述水平定向鉆探系統(tǒng)包括從鉆機延伸到支撐發(fā)射器的地下工具的鉆柱，使得在地下操作期間所述鉆柱的延伸和縮回使所述地下工具移動通過地面，所述發(fā)射器包括：天線；用于生成一個或多個傳感器信號的一個或多個傳感器；處理器，其配置成用于基于傳感器信號生成多比特符號流；以及天線驅(qū)動器裝置，其用于電驅(qū)動所述天線以發(fā)射偶極定位信號作為深度信號，用于地上接收至少用于確定地下工具的深度，以及用于基于多比特符號流電驅(qū)動天線，以發(fā)射電磁符號流用于傳感器信號的地上恢復(fù)。概念2。概念1的發(fā)射器，其中所述天線驅(qū)動器裝置包括用于電驅(qū)動天線以發(fā)射深度信號的第一驅(qū)動器以及第二天線驅(qū)動器用于電驅(qū)動天線以發(fā)射電磁符號流。概念3。概念1的發(fā)射器，其中該多比特符號流包括至少四個不同的符號使得每個符號表示至少兩比特。概念4。概念3的發(fā)射器，其中符號每個都在未調(diào)制的符號頻率傳送，使得不同符號在不同的符號頻率傳送。概念5。概念4的發(fā)射器，其中所述處理器被配置成用于基于功率分配將符號頻率的每個在指定的功率水平傳送，使得符號頻率之一以第一功率水平傳送，所述第一功率水平與針對于至少一個其他符號頻率的第二功率水平不同。概念6。概念1-5種的任何一個發(fā)射器，進一步包括：直接數(shù)字合成器，其配置成生成多比特符號流。概念7。概念6的發(fā)射器，其中所述直接數(shù)字合成器包括專用于生成深度信號的第一通道，以用于附加地驅(qū)動天線以發(fā)射偶極定位信號，以及第二通道，其專用于生成多比特符號流。概念8。概念7的發(fā)射器，其中所述深度信號獨立于電磁符號流在固定深度信號頻率連續(xù)地傳送。概念9。概念6-8中任何一個的發(fā)射器，其中所述直接數(shù)字合成器可操作以生成跨越寬的頻率帶寬的多個符號頻率，并且所述直接數(shù)字合成器配置成將符號頻率限制到窄的帶寬，所述窄的帶寬小于所述寬的頻率帶寬并且至少近似地匹配所述天線。概念10。一種用于與水平定向鉆探系統(tǒng)結(jié)合使用的發(fā)射器，所述水平定向鉆探系統(tǒng)包括從鉆機延伸到支撐發(fā)射器的地下工具的鉆柱，使得在地下操作期間所述鉆柱的延伸和縮回使所述地下工具移動通過地面，所述發(fā)射器包括：天線；用于生成一個或多個傳感器信號的一個或多個傳感器；直接數(shù)字合成器，其配置成用于生成符號流，所述符號流由多個固定頻率符號組成，并且所述直接數(shù)字合成器配置成針對不同的符號頻率定制驅(qū)動波形形狀；以及天線驅(qū)動器，其用于基于符號流電驅(qū)動所述天線以發(fā)射電磁符號流，以用于傳感器信號的地上恢復(fù)。概念11。概念10的發(fā)射器，其中所述直接數(shù)字合成器被配置成響應(yīng)于傳感器信號跨越寬的頻率帶寬傳送，使得寬的頻率帶寬的至少一部分與天線失配，并且定制波形形狀至少用于控制與不同符號頻率相關(guān)的發(fā)射器功率消耗，否則與恒定驅(qū)動電壓和波形相比較，發(fā)射器功率消耗將跨越寬的頻率帶寬上變化。概念12。概念11的發(fā)射器，其中寬的頻率帶寬至少近似為9KHz至45KHz。概念13。概念10-12中任何一個的發(fā)射器，其中所述直接數(shù)字合成器包括限定對應(yīng)的一組波形形狀的一組查找表，所述一組波形形狀覆蓋寬的頻率帶寬，并且基于該系列查找表的波形形狀來定制不同的符號頻率。概念14。概念13的發(fā)射器，其中該組波形形狀的波形形狀響應(yīng)于增加的頻率在寬的頻率帶寬中特定頻率處從正弦曲線形狀改變成階躍形狀。概念15。概念14的發(fā)射器，其中超過特定頻率的最高組的波形形狀隨著增加的頻率從脈沖狀改變成方波。概念16。概念10-15中任何一個的發(fā)射器，其中所述直接數(shù)字合成器包括整形器以錐細每個符號的幅度，以零幅度開始和結(jié)束從而限制符號的頻譜擴展。概念17。概念10-16中任何一個的發(fā)射器，其中所述直接數(shù)字合成器包括頻率增量，其用于生成在發(fā)射器的總帶寬之內(nèi)的不同的符號頻率，使得符號頻率之一能夠定位在50Hz和60Hz電力線頻率的任何給定的相鄰的電力線諧波中間。概念18。概念17的發(fā)射器，其中每個符號頻率包括具有在給定的相鄰的電力線諧波之間落下的基本峰值的頻譜，并且所述頻譜在給定的50Hz和60Hz電力線頻率之一的每個電力線諧波頻率處顯示空。概念19。一種用于與水平定向鉆探系統(tǒng)結(jié)合使用的發(fā)射器，所述水平定向鉆探系統(tǒng)包括從鉆機延伸到支撐發(fā)射器的地下工具的鉆柱，使得在地下操作期間所述鉆柱的延伸和縮回使地下工具移動通過地面，所述發(fā)射器包括：天線；用于生成一個或多個傳感器信號的一個或多個傳感器；處理器，其配置成用于基于所述傳感器信號生成多比特符號流；以及天線驅(qū)動器裝置，其用于基于多比特符號流電驅(qū)動天線以發(fā)射電磁符號流，以至少用于傳感器信號的地上恢復(fù)。概念20。一種用于與發(fā)射器結(jié)合使用的便攜式裝置，所述發(fā)射器被配置成在操作過程期間在一個區(qū)域中移動通過地面，同時傳送可由便攜式裝置接收的發(fā)射器信號，所述發(fā)射器信號經(jīng)受能夠在所述區(qū)域之內(nèi)變化的電磁噪聲，所述便攜式裝置包括：接收器，其配置成接收發(fā)射器信號為多比特符號流，該多比特符號流至少表征在地下操作期間與發(fā)射器的操作有關(guān)的一組傳感器信息，以恢復(fù)該組傳感器信息。概念21。一種用于與發(fā)射器結(jié)合使用的便攜式裝置，所述發(fā)射器被配置成在操作過程期間在一個區(qū)域中移動通過地面，同時傳送可由便攜式裝置接收的發(fā)射器信號，所述發(fā)射器信號經(jīng)受能夠在所述區(qū)域之內(nèi)變化的電磁噪聲，所述便攜式裝置包括：接收器，其配置成(i)測量電磁噪聲并且響應(yīng)該測量的電磁噪聲識別一組符號頻率，以用于隨后從所述發(fā)射器傳送以基于該組符號頻率形成多比特符號流，每個多比特符號對應(yīng)于符號頻率之一，至少以表征與發(fā)射器的操作有關(guān)的傳感器信息，以及(ii)在地下操作期間接收來自發(fā)射器的多比特符號流以恢復(fù)所述傳感器信息。概念22。概念21的便攜式裝置，其中所述接收器配置成自動地選擇該組符號頻率。概念23。概念21或22的便攜式裝置，其中所述接收器配置成在所述組中識別至少四個符號頻率。概念24。概念21-23中任何一個的便攜式裝置，進一步包括：通信裝置，其用于將識別的符號頻率傳送給所述發(fā)射器，使得發(fā)射器其后在識別的符號頻率處進行傳送。概念25。概念21-24中任何一個的便攜式裝置，其中所述接收器配置成通過使用增量固定頻率步長跨越頻率帶寬掃描來測量電磁噪聲，以產(chǎn)生一組噪聲測量，該組噪聲測量表征在每個增量固定頻率步長處跨越頻率帶寬的噪聲。概念26。概念25的便攜式裝置，其中所述增量固定頻率步長被設(shè)置成對應(yīng)于所述發(fā)射器的符號頻率分辨率，所述符號頻率分辨率限定不同的符號頻率之間的最小頻率間隔。概念27。概念25或26的便攜式裝置，其中所述增量固定頻率步長是5Hz。概念28。概念25-27中任何一個的便攜式裝置，其中所述頻率帶寬覆蓋多個子帶，使得所述發(fā)射器將符號頻率的傳送限制在所述子帶的特定一個中，并且所述接收器配置成在每個子帶中識別所述一組符號頻率。概念29。概念28的便攜式裝置，其中所述接收器配置成基于針對每個子帶識別的該組符號頻率確定每個子帶的平均噪聲。概念30。概念28或29的便攜式裝置，進一步包括：顯示器，其用于顯示每個子帶的平均噪聲。概念31。概念25的便攜式裝置，其中所述頻率帶寬覆蓋多個子帶并且所述接收器配置成用于操作者至少在選擇的子帶中修改該組符號頻率。概念32。概念28的便攜式裝置，進一步包括：顯示器，其配置成在頻率選擇模式中為每個子帶顯示噪聲的至少一個統(tǒng)計值并且基于一系列統(tǒng)計值的更新為每個子帶主動地更新所述顯示。概念33。概念31或32的便攜式裝置，其中所述操作者修改包括將該組符號頻率的至少一個符號頻率從選擇的子帶移動到不同的子帶。概念34。概念31-33中任何一個的便攜式裝置，包括顯示器，其用于至少顯示選擇的子帶以及用于在選擇的子帶上放大。概念35。概念21的便攜式裝置，其中所述接收器配置成通過使用增量固定頻率步長跨越頻率帶寬掃描來測量電磁噪聲，以產(chǎn)生一組噪聲測量，所述一組噪聲測量在每個增量固定頻率步長處表征跨越頻率帶寬的噪聲。概念36。概念25-27中任何一個的便攜式裝置，其中所述接收器配置成表征在跨越頻率帶寬的一組頻率子帶中的噪聲以及推薦選擇的一個頻率子帶，以便相比較于與其他子帶對應(yīng)的噪聲的統(tǒng)計值，基于對應(yīng)于推薦的頻率子帶的噪聲的至少一個統(tǒng)計值來進行符號頻率的傳送。概念37。概念36的便攜式裝置，其中所述統(tǒng)計值是峰值噪聲、最小噪聲和標準偏差中的至少一個。概念38。概念36或37的便攜式裝置，其中所述接收器基于包括結(jié)合峰值、最小噪聲和標準偏差中的至少一個的平均噪聲的噪聲的多個統(tǒng)計值來推薦選擇的子帶。概念39。概念25-38中的任何一個的便攜式裝置，其中在該組噪聲測量中的每個噪聲測量將噪聲表征為矢量和，以建立三維的噪聲值。概念40。概念25-38中的任何一個的便攜式裝置，其配置成沿著單個接收軸線選擇地顯示每個噪聲測量的所述噪聲。41。概念21的便攜式裝置，其中所述接收器配置成通過使用增量固定頻率步長跨越頻率帶寬掃描來測量電磁噪聲，以產(chǎn)生一組噪聲測量，該組噪聲測量在每個增量固定頻率處表征跨越頻率帶寬的噪聲，并且所述接收器基于跨越該組噪聲測量的平均噪聲、標準偏差和峰值噪聲中的至少一個來選擇所述一組符號頻率。概念42。概念41的便攜式裝置，其中所述接收器配置成應(yīng)用阻進窗，其以每個符號頻率為中心，以排除在不同的增量的固定頻率處的噪聲峰值落在所述阻進窗之內(nèi)并且違反噪聲閾值的任何符號頻率。概念43。概念21-42中任何一個的便攜式裝置，其中所述發(fā)射器發(fā)射具有符號頻譜的每個符號頻率并且所述接收器配置成接收具有與該符號頻譜匹配的接收器響應(yīng)的每個符號頻率。概念44。概念43的便攜式裝置，其中每個符號頻譜都包括在給定的電力線頻率的每個電力線諧波頻率的空，并且所述接收器響應(yīng)在給定的50Hz和60Hz電力線頻率之一的每個電力線諧波頻率處顯示對應(yīng)的空，使得在電力線諧波頻率處的電磁噪聲由所述接收器抑制。概念45。概念21-44中任何一個的便攜式裝置，其中所述接收器配置成在地下操作期間基于所述符號頻率的接收至少確定發(fā)射器的深度。概念46。概念21-44中任何一個的便攜式裝置，其中所述接收器配置成在地下操作期間基于深度信號至少確定發(fā)射器的深度，其中所述深度信號獨立于符號頻率由所述發(fā)射器傳送。概念47。一種用于與發(fā)射器結(jié)合使用的便攜式裝置，所述發(fā)射器配置成在操作過程期間在一個區(qū)域中移動通過地面，同時發(fā)射可由便攜式裝置接收的發(fā)射器信號，所述發(fā)射器信號經(jīng)受能夠在所述區(qū)域之內(nèi)變化的電磁噪聲，所述便攜式裝置包括：接收器，其配置成(i)測量所述電磁噪聲并且響應(yīng)該測量的電磁噪聲識別一組符號頻率，以用于隨后從所述發(fā)射器傳送以至少表征與發(fā)射器的操作有關(guān)的傳感器信息，(ii)在地下操作期間接收來自所述發(fā)射器的符號頻率以恢復(fù)所述傳感器信息以及(iii)向每個符號頻率分配發(fā)射功率。概念48。概念47的便攜式裝置，進一步包括：通信裝置，其用于將分配給每個符號頻率的發(fā)射功率傳遞給所述發(fā)射器，使得所述發(fā)射器其后對于每個符號頻率以分配的發(fā)射功率進行傳送。概念49。概念47或48的便攜式裝置，其中所述接收器配置成立即在所述符號頻率之中重新分配發(fā)射器的傳送功率，以在發(fā)射器的操作期間改變分配給所述符號頻率的所述傳送功率。概念50。概念47或48的便攜式裝置，其中所述接收器配置成基于每個符號頻率的運行平均信號強度在所述符號頻率之中分配所述發(fā)射器的傳送功率。概念51。概念47或48的便攜式裝置，其中所述接收器配置成以至少近似地保持用于所述發(fā)射器的目標功率消耗的方式將所述發(fā)射器的傳送功率不均勻地分配給所述符號頻率。概念52。概念47或48的便攜式裝置，其中所述處理器配置成將所述發(fā)射器的傳送功率分配給所述符號頻率，以至少相比較于在相等功率處傳送所述符號頻率來減少所述發(fā)射器的總功率消耗。概念53。一種用于與發(fā)射器結(jié)合使用的便攜式裝置，所述發(fā)射器被配置成在操作過程期間在一個區(qū)域中移動通過地面，同時發(fā)射可由便攜式裝置接收的發(fā)射器信號，所述發(fā)射器信號經(jīng)受能夠在所述區(qū)域之內(nèi)變化的電磁噪聲，所述便攜式裝置包括：接收器，其配置為從發(fā)射器接收分組結(jié)構(gòu)，所述分組結(jié)構(gòu)由符號流中的多個多比特符號組成，所述符號流包括將所述傳感器信息表征為分組數(shù)據(jù)的至少一組多比特符號以及用作糾錯數(shù)據(jù)塊的至少另一組多比特符號，所述分組數(shù)據(jù)表征在地下操作期間與所述發(fā)射器的操作有關(guān)的一組傳感器信息；切片器，其用于將每個多比特符號接收為在時間上間隔開的多個符號片，并且每個符號片包括包含針對每個符號頻率的幅度的一組符號頻率幅度；頻譜圖緩沖器，其具有由一系列片位置組成的長度，其中每個片位置配置成存儲至少一組的所述符號頻率幅度，并且所述頻譜圖緩沖器的長度足夠存儲對應(yīng)于所述分組結(jié)構(gòu)的持續(xù)時間的符號片的總數(shù)；時間片開關(guān)，其用于將符號片路由到所述頻譜圖緩沖器的片位置，以順序地和選擇性地存儲與每個連續(xù)符號片相關(guān)的所述一組符號頻率幅度；以及解碼器，其配置成基于糾錯數(shù)據(jù)塊來檢測作為恢復(fù)所述分組數(shù)據(jù)的一部分的所述頻譜圖緩沖器中的分組結(jié)構(gòu)的開始符號。概念54。概念53的便攜式裝置，進一步包括：閾值檢測器，用于驅(qū)動所述時間片開關(guān)，以基于噪聲閾值將經(jīng)受噪聲突發(fā)的任何給定符號片的符號頻率幅度從順序加載到給定的一個頻譜圖緩沖器的片位置中排除。概念55。概念54的便攜式裝置，其中所述閾值檢測器配置成以零加載所述頻譜圖緩沖器中的所述給定符號片位置。概念56。概念53或54的便攜式裝置，其中所述解碼器配置成在沒有同步符號作為分組結(jié)構(gòu)的一部分的情況下恢復(fù)所述分組數(shù)據(jù)。概念57。概念53-56中任何一個的便攜式裝置，其中每個符號由所述頻譜圖緩沖器中的n個符號片表征，并且所述解碼器配置成從所述頻譜圖緩沖器中的每個片位置開始啟動解碼嘗試，以及在每次解碼嘗試時為每個片位置記錄糾錯的數(shù)目，所述嘗試基于從給定片位置開始連同在頻譜圖緩沖器的長度中的給定片位置的每第n個片位置的片分組，使得針對每個片分組的糾錯數(shù)目指示開始符號在所述頻譜圖緩沖器中的位置。概念58。概念53-57中任何一個的便攜式裝置，其中所述頻譜圖緩沖器配置成以復(fù)數(shù)格式存儲針對于每個時間片的所述一組符號頻率幅度。概念59。一種用于水平定向鉆探的系統(tǒng)，其包括鉆柱，所述鉆柱從鉆機延伸到地下工具，使得在地下操作期間所述鉆柱的延伸和縮回使所述地下工具移動通過地面，所述系統(tǒng)包括：發(fā)射器，其由所述地下工具支撐，包括天線,用于生成一個或多個傳感器信號的一個或多個傳感器，處理器，其配置成用于基于所述傳感器信號生成多比特符號流，以及天線驅(qū)動器，用于基于所述多比特符號流電驅(qū)動所述天線以發(fā)射電磁符號流，以及便攜式裝置，其包括接收器，其配置成在地下操作期間在正常模式下接收所述多比特符號流，以恢復(fù)經(jīng)受所述電磁噪聲的一組傳感器信息。概念60。概念59的系統(tǒng)，其中所述接收器可操作在頻率選擇模式以在沒有傳送電磁符號流的情況下測量所述電磁噪聲，以及基于測量的電磁噪聲識別一組符號頻率，以用于隨后的從所述發(fā)射器的傳送，以便基于所述一組符號頻率來形成多比特符號流，每個多比特符號對應(yīng)于所述符號頻率之一的。概念61。一種用于與水平定向鉆探系統(tǒng)結(jié)合使用的發(fā)射器，所述水平定向鉆探系統(tǒng)包括鉆柱，所述鉆柱從鉆機延伸到支撐所述發(fā)射器的地下工具，使得在地下操作期間所述鉆柱的延伸和縮回使所述地下工具移動通過地面，所述發(fā)射器包括：天線；用于生成一個或多個傳感器信號的一個或多個傳感器；調(diào)制器，用于基于所述傳感器信號在載波頻率處生成至少一個調(diào)制數(shù)據(jù)頻率；深度音發(fā)生器，用于產(chǎn)生比所述載波頻率小二十倍或更多倍的未調(diào)制深度音頻率；以及天線驅(qū)動器，用于電驅(qū)動至少一個天線以發(fā)射所述深度音頻率和載波頻率，以用于深度音頻率的地上檢測以及用于從調(diào)制的數(shù)據(jù)頻率恢復(fù)所述傳感器信號。概念62。概念61的發(fā)射器，其中所述深度音頻率小于或等于1.5KHz。概念63。概念62的發(fā)射器，其中所述單個載波頻率是在從30KHz到45KHz的范圍內(nèi)，包括30KHz和45KHz。概念64。概念61-63中任何一個的發(fā)射器，進一步包括：直接數(shù)字合成器，其包括用作所述深度音生成器以生成深度音頻率的第一通道和生成所述單個載波頻率的第二通道。概念65。一種便攜式裝置，用于與水平定向鉆探系統(tǒng)結(jié)合使用,所述水平定向鉆探系統(tǒng)包括鉆柱，所述鉆柱從鉆機延伸到地下工具，使得在地下操作期間所述鉆柱的延伸和縮回使所述地下工具移動通過地面，并且所述地下工具支撐發(fā)射器，所述發(fā)射器發(fā)射由所述便攜式裝置檢測的電磁信號，使得在地下操作期間所述鉆柱的延伸和縮回使地下工具移動通過地面，所述便攜式裝置包括：接收器，其用于當發(fā)射器在地面上方時在第一操作模式中檢測信號并且在發(fā)射器在地表下方時在第二操作模式檢測信號；以及處理器，被配置成用于選擇的操作在(i)所述第一模式中，以基于所述電磁信號的地面上方測量信號強度和表面效應(yīng)補償確定從便攜式裝置到發(fā)射器的地面上方的范圍，以及(ii)所述第二模式中，其中所述發(fā)射器在地下，以基于所述電磁信號的地面下方的測量信號強度來確定所述發(fā)射器在地面下方的深度。概念66。概念65的便攜式裝置，其中所述第二模式配置成在沒有應(yīng)用任何的補償下建立確定的深度。概念67。概念65或66的便攜式裝置，其中所述第二模式配置成為確定的深度應(yīng)用除表面效應(yīng)補償以外的形式的補償以建立補償?shù)牡孛嫦路降纳疃?。概?8。概念67的便攜式裝置，其中所述形式的補償是趨膚效應(yīng)補償。概念69。概念65-68中任何一個的便攜式裝置，其中至少近似地基于所確定的地面上方的范圍的立方體來確定表面效應(yīng)補償，以建立所述表面效果補償范圍。概念70。概念69的便攜式裝置，其中附加地基于校準常數(shù)來確定所述表面效應(yīng)補償。概念71。概念65-70中任何一個的便攜式裝置，其中在地面上方范圍的表面效應(yīng)補償(AGRCOMP)確定為：其中，dss是基于地面上方測量信號的強度、當發(fā)射器在地表上方時從所述便攜式裝置到所述發(fā)射器的地面上方的范圍并且k是校準常數(shù)。概念72。概念71的便攜式裝置，其中基于所述便攜式裝置和所述發(fā)射器之間的已知地面上方距離和在已知地面上方距離處確定的用于dss的值來確定k。概念73。一種用于水平定向鉆探的系統(tǒng)，其包括從鉆機延伸到地下工具的鉆柱，使得在地下操作期間所述鉆柱的延伸和縮回使所述地下工具移動通過地面，所述系統(tǒng)包括：發(fā)射器，其包括一個或多個傳感器，用于測量表征所述地下工具的狀態(tài)的一個或多個操作參數(shù)，其中所述發(fā)射器在兩個或更多個頻率進行傳送，其中至少一個所述頻率本身表示多個數(shù)據(jù)比特，所述多個數(shù)據(jù)比特表征所述地下工具的所述狀態(tài)，而與所述頻率的任何調(diào)制無關(guān)；以及便攜式裝置，包括接收器，其配置成接收所述兩個或更多個頻率，以及處理器，其配置成從所述兩個或更多個頻率恢復(fù)所述地下工具的所述狀態(tài)。概念74。概念73的系統(tǒng)，其中所述便攜式裝置可操作在頻率選擇模式以在沒有所述頻率的傳送下測量電磁噪聲，以及基于測量的電磁噪聲將頻率識別為所述兩個或更多個頻率，以用于隨后從所述發(fā)射器的傳送。概念75。概念73或74的系統(tǒng)，其中每個頻率表示兩個或更多個比特。概念76。概念75的系統(tǒng)，其中每個頻率都是未調(diào)制的。概念77。一種用于水平定向鉆探的發(fā)射器，所述水平定向鉆探包括從鉆機延伸到地下工具的鉆柱，使得在地下操作期間所述鉆柱的延伸和縮回使所述地下工具移動通過地面，所述發(fā)射器包括：天線；一個或多個傳感器，其用于測量表征所述地下工具的狀態(tài)的一個或多個操作參數(shù)；天線驅(qū)動器，其用于驅(qū)動天線在兩個或更多個頻率處傳送，其中至少一個所述頻率本身表示多個數(shù)據(jù)比特，該多個數(shù)據(jù)比特表征所述地下工具的所述狀態(tài)，而與所述頻率的任何調(diào)制無關(guān)，用于地面上方接收以恢復(fù)地下工具狀態(tài)。概念78。一種用于與發(fā)射器結(jié)合使用的便攜式裝置，所述發(fā)射器被配置成在操作過程期間在一個區(qū)域中移動通過地面，同時傳送可由所述便攜式裝置接收的發(fā)射器信號，所述發(fā)射器信號經(jīng)受能夠在所述區(qū)域之內(nèi)變化的電磁噪聲，所述便攜式裝置包括：接收器，其配置成接收所述發(fā)射器信號的兩個或更多個頻率，所述頻率中的至少一個頻率本身表示多個數(shù)據(jù)比特，所述多個數(shù)據(jù)比特表征所述地下工具的狀態(tài)，而與任何的調(diào)制無關(guān)；以及處理器，其配置成從所述兩個或更多個頻率恢復(fù)所述地下工具的狀態(tài)。當前第1頁1 2 3