地震数据获取系统技术方案

一种地震测量系统，具有用来获取地震信号并经由排列在接收器线和基线矩阵中的电缆、其它ＲＡＭ、和线分接头单元（ＬＴＵ）的网络与中央记录系统（ＣＲＵ）通信的远程获取模块（ＲＡＭ）。每个ＲＡＭ循环地将模拟信号值转换为数字的，形成数据包。询问命令从ＣＲＵ发出，由介入ＬＴＵ和ＲＡＭ以策略延迟而被中继，由ＲＡＭ接收。每个命令均导致ＲＡＭ传输数据包。设置策略延迟，以使线的传输能力能被最好地利用。传输的功率和频率是由ＣＲＵ可选择的，以优化性能。电缆包含多个通信对。ＲＡＭ和ＣＲＵ之间的网络路径从ＣＲＵ建立，并在故障情况下被改变。所有类型的网络元件都是可以相互连接的。所记录的采样是同步的。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地震测量获取设备。更具体地说，本专利技术涉及地震测量设备配件组合、测量数据管理策略、用于执行管理策略的操作软件、设备配置的后勤、和设备的操作。
技术介绍
原则上，地震测量表现为包含可以被分析以描绘地球的分层地质的详细信息的大量数据集，所述地球的分层地质由层交界面处声阻抗不连续的地震波反射所指示。该分析受关于地层密度或弹性的差异的弹性波传播速度的影响。诸如由浅钻孔中埋藏的炸药的点燃或由地球表面放置的振动装置而导致的地震事件在精确已知的位置和时间被发射至地下。这种人造地震事件的地震波反射由多个在技术上特征如地震检波器的传感器(transducer)来检测。地震检波器布设在所关注区域上的有序的网格中。每个地震检波器阵列的位置相对于地震事件的位置而被精确映射。随着来自定时事件的地震波从源头发出，原始地震波的反射返回到表面，在此处它们被地震检波器检测到时。地震检波器以相应的模拟电子信号响应波的接收。这些模拟信号由数据获取模块接收，这些数据获取模块数字化模拟信号流，以再传输至中央记录单元。在由数据获取模块数字化的有意义数据当中，有所反射波的幅度或强度、及事件发生时刻与地震检波器阵列的模拟值被转换为数字值的时刻之间所经过的精确时间。在单个测量中，可能有数千个地震检波器信号源。因此，数据流必须是有序且经过组织的。例如，数据获取模块传输按称为包(packet)的数字数据组的地震检波器信号值。每个包包含预确定数量的数字数据位，除了其它事情以外，所述数字数据位还代表当地震波或其增量被转换为数字值时模拟信号幅度的数字值。对获取模块进行编程，来以预确定位速率传输关于一系列地震检波器信道的数据包。数据包中的变量数据代表了来自每个地震检波器信道的模拟信号流的瞬时快照(snapshot)。可以有许多单独的地震检波器单元，在相同的地震检波器信号信道将各自的模拟信号分别传输至数据获取模块。对这种大量数据有序流向中央记录单元的管理，经常在野外测量车上进行，需要多个数字信号处理器件。数据获取模块将地震检波器模拟数据转换为数字数据，并且将数字数据包沿接收器线(line)或无线发射信道发送。可以有许多数据获取模块沿单个接收器线发送各数据包。在每个数据获取模块的功能当中，有关于来自沿相同接收器线发送各数据包的其它数据获取模块的数据包的流的数据包传输时序。通常，两个或更多的接收器线与基线(base line)单元相连接，这些基线单元进一步将许多附加基线单元的数据包流调节(coordinate)为基准传输线(base transmission line)，用于中央记录单元的接收。地震测量经常在极端恶劣的热或冷、热带或寒带、陆地或海洋、沙漠或沼泽的条件下进行。不论环境如何，地震检波器必须相对地震源事件精确定位。必要地，通常要求地震检波器的人工放置。使用电缆连接的系统的地震地面工作人员面对的许多挑战之一是电缆配置的最初确定。地质学家和投资者的数据需求不总是可以预计的。地震测量承包人必须尝试选择这样的电缆配置，即在保持线路连接器的数目最小的同时，最小化他们的工作者在野外的负重。然而，现有技术的地震系统被不灵活地设计为集成单元。如果远程数据获取模块被设计为以8信道模式操作，则现有技术的系统不能够被容易地重新配置为以6信道模式操作，尽管具体的测量任务可能特别适合于6信道模式。现有技术的数据获取模块被制造为具有固定的位传输速率和不能调整的功率设置的典型配置。因此，位传输速率和传输功率是强制性的，仅仅对于单一类型的设备配置是最佳的。现有技术的系统依赖于发自中央控制模块的询问(interrogate)命令，这些询问命令被同步发送到远程数据获取模块，仅依赖于中央系统时钟来控制采样时间。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是帮助野外观测者最大化对于任何具体任务其可用的记录资源的使用效率。本专利技术的另一个目的是对于给定的设备配置，提供最高可能的质量的数据的最大可能的数量。本专利技术的另一个目的是，可以使其位传输速率调整为优化对于地震任务目标可用的电缆和其它设备的应用的地震系统。本专利技术的再一个目的是，有意使用远程单元处的数据异步采样，以提高网络组件的使用效率。此外，本专利技术的一个目的是，提供具有远程选择可用的多数据传输路径的可配置地震遥感勘测网络。本专利技术的再一个目的是，对于数据询问信号的远程促动(actuate)的终端点。本专利技术的另外一个目的是，其中所有数据载波可以以相同位传输速率起作用的地震遥感勘测网络。本专利技术的再一个目的是，这样的地震遥感勘测网络，其中，当有利于测量几何时，数据传输基线可以以大于或小于接收器线的传输速率的传输速率来操作。现有技术提供的基线以高于接收器线传输速率的固定传输速率操作。这些现有技术系统不提供容易地改变基线传输的位速率以利用地震测量的不同要求、或者匹配基线位速率至接收器线传输位速率的手段。本专利技术其它的目的包括通过优化数据信号强度来延伸接收器线取出(take-out)距离。传输电功率影响可靠遥感勘测可以以更长距离所要求的更高功率进行的距离。现有技术不提供对于不同电缆上可变传输距离优化通信所要求的改变功率的能力，诸如可以用在一个工程(project)中或有不同要求的工程上的改变功率能力。在分布式地震数据获取系统中，能量储藏(powerconservation)是延长电池寿命中重要的考虑。通过把传输功率限制到可靠通信要求的最小量来在分布式遥感勘测单元中储藏电池能量是本专利技术的一个目的。接收器线取出距离也通过增加数据传输效率来提高。通过针对给定的接收器线取出距离优化通信，减少给定的系统配置的设备重量。本专利技术的再一个目的是，通过最小化数据包之间所浪费的时间来增加数据传输的时间密度。本专利技术的另一个目的是，通过从数据包中排除识别创始(originated)数据的信号处理单元的信息及其数据的创建时间(其减少将被传输的数据量)、以及使用数据包在数据流中的位置来隐含地传递数据包标识、来提高数据遥感勘测的效率。有选择地拆分接收器线的部分的数据报告路由的能力和选择也是本专利技术的一个目的。本专利技术的另一个目的是，提供可相互连接并能执行多功能，从而最大化设备利用的灵活性和效率的网络元件。本专利技术的上述目的和上面没有特别陈述的其它目的根据下面的本专利技术详细描述对于本领域普通技术人员是明显的。本专利技术的每个远程获取模块(RAM)受中央记录单元(CRU)控制，以循环地将模拟地震幅度值转换为数字值。对于一个循环的数字值与其它信息相组合作为数字数据包。在接收器线中交替的RAM沿着两条通信线之一将各数据包发送至线分接头单元(Line Tap Unit，LTU)，用于传输至CRU。应来自询问信号的命令而从各个RAM分别发送数据包。询问信号从CRU启始，从LTU再传输至最近的RAM，该最近的RAM立即开始传输从前一个传输循环开始集合的数据。然而，直到第一RAM的数据包可以由第一RAM和LTU之间的通信通道段容纳为止，询问信号至下一RAM的再传输被延迟。当第一RAM的最后的数据包的传输完成时，询问信号再传输定时接收来自下一RAM的第一数据包。对接收器线中的所有RAM重复这种模式。例如，调整传输位速率至大约6到12兆位每秒(mbps)之间的合适的值，以容纳一个传输循环中沿给定的接收器线将被传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种记录地震测量数据的方法，包括如下步骤：ａ．生成陆地传输的地震测量事件；ｂ．由多个物理上间隔开的传感器检测所述事件的地震反射；ｃ．由所述传感器生成对应于所述地震反射的各传感器信号；ｄ．将所述传感器信号沿多个 第一和第二信号信道传输至相应的第一和第二信号处理模块；以及ｅ．由所述第一和第二信号处理模块将相应于所述地震反射的第一和第二数字信号传输至信号记录系统，所述包由所述第一和第二信号处理模块以从作为在所述第一和第二信号处理模块之间的数字信 号载波的物理特性的函数的变量的频谱中选择的频率进行传输。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：唐纳德G张伯伦，
申请(专利权)人：GEOX系统有限公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]