基于可控震源的无缆地震仪触发时标快速定位方法技术

本发明专利技术涉及一种基于可控震源的无缆地震仪触发时标快速定位方法。可控震源是由控制箱的扫描信号控制器分别连接触发时标记录器和功率放大器，触发时标记录器与电台连接，功率放大器与激振体连接构成。主机通过电台接收可控震源信息，并将解析出的触发时标和扫描时长存储入电子班报中，数据回收时，依据电子班报中的触发时标，快速定位至地震数据有效数据的起始采样点，再根据扫描时长截取并回收有效数据。快速定位方法包括触发、接收和数据回收三过程。根据GPS信息和同步触发信号，计算触发时标，回收时快速精确定位有效地震数据起始采样点，截取有效时长，从而节省大量的数据传输时间和数据存储空间，并且自动化的处理方式节约了大量人力和物力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种地球物理勘探中的无缆地震仪，尤其是涉及配合可控震源，基于 GPS和同步触发信号快速定位无缆地震仪中有效地震数据的方法。
技术介绍
常用于地球物理勘探的数字地震仪主要有两类有缆遥测地震仪和无缆存储式地震仪。有缆遥测地震仪在野外实际应用中占主导地位，其主要特征是完全由有线系统发送指令和传输数据，国际上各大知名地震仪生产和研发企业都推出了较有代表性的产品。近年来，随着地震勘探从传统的二维、小范围的方式向三维、高分辨率、大尺度的方向发展，对地震勘探的精度要求越来越高，地震勘探仪器的采集道数也越来越多，对于万道以上的有缆地震采集仪器，其电缆的管理和维护都将是非常困难的，并且需要花费大量的成本，所以目前很多专家预测无缆存储式地震仪将是下一步地震勘探仪器的发展方向。无缆地震仪是一种特殊类型的地震仪，其特征是轻便，没有大线；每个采集站根据任务设置，持续接收地震数据并自动存储；数据回收时，通过专门的数据回收系统将所有的地震数据从采集站中取出。基于无缆地震仪的地震勘探系统通常包括四大部分，即震源部分、采集部分、数据回收部分、中央控制主机。其中数据回收部分是无缆地震仪的核心技术之一，其性能指标决定着整个系统的实际应用能力。无缆地震仪由于采集时间长，采样率高，所以存储的原始地震数据量一般会比较大，并且当采用成百甚至上千台无缆地震仪同时进行长时间探测时，数据量会达到非常高的级别。以业采样率为例，每台无缆地震仪可以带4道，采集1000道需要250台无缆地震仪，250台无缆地震仪同时工作M小时，总数据量将超过640GB，若采用百兆的网络设备进行数据回收，即便传输速率始终保持在峰值(IOOmbps)，则至少也需要超过14个小时全部回收完毕。这显然无法满足实际应用的需求，并且回收的数据中，只有不到10%的有效数据，而其他大部分都是无效的冗余数据。因此，比较有效的方式，就是采用适当的策略，快速、精确地定位触发时标，确定有效数据起始时刻和持续时长，只回收有效的地震数据，这样在提高了数据回收效率的同时，也有效地节约了地震仪和控制主机中的存储空间。地震数据统一回收和处理的前提是必须保证严格的时钟同步，GPS时钟同步的方式可以精确地为所有无缆地震仪同步时钟，但是，由于依赖 GPS秒脉冲信号的同步校准，所以在现有条件下，我们能够获取的时刻信息往往只能精确到秒时刻，其它的触发时刻则难以控制。如何将地震数据触发时标精确到符合需求的时间量级、如何传输和存储时标信息和振动持续时长、如何排除空炮和废炮等都是需要解决的问题。因此，针对上述需求，需对可控震源部分进行有效改进，增加震源控制箱和电台，采用一套完善的触发时标获取和传输的策略进行系统管理，以保证后期有效的数据回收。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对上述无缆地震数据冗余量过大、严重影响数据传输及处理效率的问题，提供一种将GPS和同步触发信号应用于。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的，可控震源是由控制箱的扫描信号控制器分别连接触发时标记录器和功率放大器，触发时标记录器与电台连接，功率放大器与激振体连接构成。触发时标记录器是由时长信号经扫描时长存储器连接数据发送单元，高精度晶体振荡器经微秒计数单元和微秒存储器连接数据发送单元，GPS单元经整秒存储器连接数据发送单元，GPS单元连接微秒计数单元，触发信号连接微秒计数单元、GPS单元和数据发送单元构成。，包括触发过程、接收过程和数据回收过程三过程A、触发过程先将可控震源移动至炮点，初始化一参数设置一记录扫描时长一触发一获取触发时标一发送；B、接收过程开始一接收一记录电子班报一排除空炮废炮一结束；C、数据回收过程开始一连接无缆地震仪至回收箱一导入电子班报一定位至有效数据起始点一回收。有益效果，根据GPS信息和同步触发信号，快速定位触发时标，回收时精确定位有效地震数据起始采样点，截取有效时长，从而节省大量的数据传输时间和数据存储空间，并且自动化的处理方式也可节约大量的人力和物力。附图说明图1为可控震源结构图。图2为触发时标记录器结构图。图3为触发过程流程图。图4为接收过程流程图。图5为数据回收过程流程图。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步的详细说明，可控震源是由控制箱的扫描信号控制器分别连接触发时标记录器和功率放大器，触发时标记录器与电台连接，功率放大器与激振体连接构成。触发时标记录器是由时长信号经扫描时长存储器连接数据发送单元，高精度晶体振荡器经微秒计数单元和微秒存储器连接数据发送单元，GPS单元经整秒存储器连接数据发送单元，GPS单元连接微秒计数单元，触发信号连接微秒计数单元、GPS单元和数据发送单元构成。，包括触发过程、接收过程和数据回收过程三过程A、触发过程先将可控震源移动至炮点，初始化一参数设置一记录扫描时长一触发一获取触发时标一发送；B、接收过程开始一接收一记录电子班报一排除空炮废炮一结束；C、数据回收过程开始一连接无缆地震仪至回收箱一导入电子班报一定位至有效数据起始点一回收。基于GPS和同步触发信号的触发时标快速定位方法，核心为震源部分，其结构描述如下a、震源部分由震源、控制箱和电台三部分组成。震源主要包括激振体、配重和基板。控制箱用于控制震源振动和发送时标信息，主要包括扫描信号控制器、功率放大器和触发时标记录器，其中，功率放大器通过电缆连接震源的激振体；触发时标记录器连接电台， 传送触发时标和扫描时长至主机端。b、控制箱是震源部分的控制中枢，负责处理触发时标的采集和转发。触发时标记录器是控制箱中的核心组件，其中包括高精度晶体振荡器、微秒计数单元、GPS单元、扫描时长存储器、微秒存储器、整秒存储器和数据发送单元。高精度晶体振荡器为微秒计数单元提供高精度时钟信号；GPS单元负责同步GPS时钟，并发送整秒脉冲至微秒计数单元；微秒计数单元根据高精度时钟信号和整秒脉冲信号产生高精度的微秒数据；存储器负责保存扫描时长信息及触发时刻的整秒数据和微秒数据。数据发送单元负责控制电台，传输汇总的数据信息至主机端。基于GPS和同步触发信号的无缆地震仪触发时标快速定位方法，包括触发过程、 接收过程和数据回收过程三个主要的实施过程一、触发过程由以下步骤组成1.初始化系统上电时，触发时标记录器的GPS单元开始对钟，同时高精度晶体振荡器向微秒计数单元发送高精度时钟信号，控制微秒计数单元精确计数。GPS单元对钟成功后，按整秒时间向微秒计数单元发送秒脉冲，微秒计数单元接收到秒脉冲后，清零计数结果，并重新开始计数。2.参数设置依据振动需要，在扫描信号控制器中设置的参数主要包括用于控制震源的扫描时长、频率、波形、扫描类型等。3.参数设置保存后，扫描信号控制器将发送扫描时长信息至触发时标记录器，记录在其扫描时长存储器中。触发时标记记录器处于等待触发状态。4.触发扫描信号控制器同时发送触发信号至功率放大器和触发时标记录器。触发信号经功率放大器放大后，传送至震源的激振体，然后扫描信号控制器经功率放大器向激振体持续发送扫描信号直至扫描结束。触发时标控制器接收到触发信号后，将GPS单元输出的整秒数据存入整秒存储器，同时将微秒计数单元的微秒计数数值存入微秒存储器。5.获取触发时标数据发送单元从整秒存储器和微秒存储器中分别取出整秒数据和微秒数据，将整秒数据乘本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种基于可控震源的无缆地震仪触发时标快速定位方法，包括电台、控制箱、和震源构成，其特征在于，可控震源是由控制箱的扫描信号控制器分别连接触发时标记录器和功率放大器，触发时标记录器与电台连接，功率放大器与激振体连接构成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈祖斌，郑凡，张林行，林君，张怀柱，杨泓渊，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：82