一種內(nèi)置電源有線地震儀器及數(shù)據(jù)傳輸方法
【專利摘要】一種內(nèi)置電源有線地震儀器及數(shù)據(jù)傳輸方法，屬于地震數(shù)據(jù)采集【技術(shù)領(lǐng)域】。數(shù)傳電纜將采集站串聯(lián)組成第一串聯(lián)排列，第一串聯(lián)排列連接至第一交叉站的低端排列接口的輸入端，另第二串聯(lián)排列連接至第一交叉站的高端排列接口的輸入端；第一交叉站通過(guò)第六交叉?zhèn)鬏斁€連接至主控制記錄設(shè)備，完成對(duì)來(lái)自主控制記錄設(shè)備的命令的轉(zhuǎn)發(fā)，并將下級(jí)回傳的地震數(shù)據(jù)輸入至主控制記錄設(shè)備；主控制記錄設(shè)備將采集到的二維地震勘探數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、存儲(chǔ)和輸出顯示。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了電源和數(shù)據(jù)線路隔離，抗干擾能力明顯提高；野外地面設(shè)備總重量較現(xiàn)有同類地震儀器大幅降低；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便靈活、適合復(fù)雜地表環(huán)境下的施工。
【專利說(shuō)明】一種內(nèi)置電源有線地震儀器及數(shù)據(jù)傳輸方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種內(nèi)置電源有線地震儀器及數(shù)據(jù)傳輸方法，屬于地震數(shù)據(jù)采集【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，地震勘探是陸地勘探石油、天然氣、煤炭資源的主要方法，而有線地震儀器又是當(dāng)前地震勘探中的主力，占據(jù)地震儀市場(chǎng)的絕大部分份額。隨著油氣、煤炭資源勘探開(kāi)發(fā)的不斷深入，野外數(shù)據(jù)采集道數(shù)越來(lái)越大，施工地表?xiàng)l件也日趨復(fù)雜，這就要求地震儀器在保證采集數(shù)據(jù)質(zhì)量的前提下，還具有良好的物理特性和排列穩(wěn)定性、可靠安全的數(shù)據(jù)傳輸以及較低的功耗。
[0003]為滿足科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要，近年來(lái)傳統(tǒng)電池(如干電池、蓄電池等)的性能不斷提高，國(guó)外也涌現(xiàn)出多種新型電池，如美國(guó)Ultralife公司制造的基于物理鍍膜(unrivaled thinnessPVD)技術(shù)的超薄電池厚度最低可以達(dá)到0.lm。這一全固態(tài)、超薄電池提供一些用戶急需的屬性——持久的安全性(不能燃燒或泄漏)以及史無(wú)前例的電池能量密度(不低于700Wh/L)。美國(guó)麻省理工學(xué)院(MIT)的科學(xué)家也提出一種旨在減短電池充電時(shí)間的新技術(shù)理念，其最終目標(biāo)是在使電池能在幾秒鐘內(nèi)完成充電。這項(xiàng)新技術(shù)目前正在研究階段，現(xiàn)在已推出能在10?20秒內(nèi)完成充電的小型電池樣品(使用傳統(tǒng)技術(shù)制造的同樣電池充電時(shí)間為6分鐘)，并有望在兩年內(nèi)得到突破?？傮w來(lái)說(shuō)，新型電池的研發(fā)重點(diǎn)主要集中在小型化、大容量化、充電時(shí)間短和清潔能源等方面。更小、使用時(shí)間更長(zhǎng)、充電時(shí)間更短和更加環(huán)保將會(huì)是電池的發(fā)展方向。電池技術(shù)的不斷進(jìn)步必將為地震勘探儀器的進(jìn)一步發(fā)展提供動(dòng)力和如提條件。
[0004]現(xiàn)在廣泛使用的有線地震儀器，如法國(guó)Sercel公司的408UL、428XL，中石油東方地球物理公司控股INOVA公司的Scorpion、G3i等大都采用基于復(fù)用數(shù)據(jù)線和電源線技術(shù)的集中供電方式，即將電源站或者交叉站外接的12V電池(野外施工時(shí)，通常使用12V鉛酸蓄電瓶)的電力通過(guò)數(shù)據(jù)線平均分配給多個(gè)采集站。這種供電方式雖然使得電源管理和野外布線得到了一定的簡(jiǎn)化，但它也帶來(lái)兩個(gè)方面的問(wèn)題:一是功率損耗問(wèn)題。為滿足現(xiàn)場(chǎng)采集需求，通常是電源站或交叉站將其電源的12V電壓經(jīng)DC轉(zhuǎn)換電路升壓，最終通過(guò)傳輸線對(duì)向采集站提供電壓更高的直流電源。眾所周知，直流電壓經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)，會(huì)造成一定的功率損耗。如國(guó)外某地震儀器采用遠(yuǎn)距離傳輸方式為48個(gè)采集站供電時(shí)，在傳輸線上的功率損耗約為1.5W (55米道距)，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)三維地震勘探采集道數(shù)普遍在萬(wàn)道左右，若采用集中供電方式，每天損耗的功率將是不容忽視的；二是數(shù)據(jù)采集可靠性問(wèn)題。集中供電方式就是一臺(tái)電源站或交叉站為多個(gè)采集站供電。野外采集時(shí)，若由于電瓶低電或者其它原因引起某個(gè)集中供電點(diǎn)不能正常供電，將會(huì)導(dǎo)致該供電段內(nèi)的采集站全部停止工作，丟失數(shù)據(jù)。為了克服這些問(wèn)題，引入一種內(nèi)置電源有線地震儀器，旨在提供一種在重量、功耗、系統(tǒng)可靠性以及在野外使用靈活性等方面更具優(yōu)勢(shì)的地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服傳統(tǒng)有線地震儀器集中式供電帶來(lái)的功率損耗和數(shù)據(jù)采集可靠性方面的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種內(nèi)置電源有線地震儀器及數(shù)據(jù)傳輸方法，旨在減輕野外采集設(shè)備總重量，避免由于集中供電而引起的功耗損耗，提高系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的可靠性及其野外使用靈活性。
[0006]一種內(nèi)置電源地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，將接收到的地震勘探數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、管理、處理、輸出，包括:主控制記錄設(shè)備；交叉站和采集站；若干采集站線性串聯(lián)構(gòu)成采集站串聯(lián)排列；所述交叉站串聯(lián)在該采集站串聯(lián)組中；
[0007]所述主控制記錄設(shè)備，包括:控制系統(tǒng)執(zhí)行各種功能命令的服務(wù)器；繪圖儀；磁帶機(jī)；大容量磁盤(pán)陣列；用于野外采集排列的管理和控制，對(duì)接收到的地震勘探數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、存儲(chǔ)和顯示、輸出；
[0008]所述交叉站，包括電源管理單元；數(shù)據(jù)傳輸單元；測(cè)試管理單元；命令管理單元；大線接口單元:可選擇性采用內(nèi)置電源或外接電源，站體具有良好的防水密封性能；在網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)采集站具有唯一的序列號(hào)和IP地址；完成采集大線的管理、采集數(shù)據(jù)傳輸(帶冗余糾錯(cuò)和臨時(shí)存儲(chǔ)功能)以及采集站內(nèi)部和野外測(cè)試的管理；
[0009]所述交叉站內(nèi)置電源，采用可重復(fù)充電、能量密度大、重量低的電池，安裝于交叉站站體內(nèi)部；電池與電路板采取隔離安裝措施；電池的正負(fù)極分別與交叉站電源管理單元的內(nèi)置電源接口的正、負(fù)極相連；
[0010]所述交叉站內(nèi)置電源和外置電源切換通過(guò)電源管理單元中的電源切換電路完成，在電源切換過(guò)程中交叉站穩(wěn)定工作；
[0011]所述采集站,包括電源管理單元；模數(shù)轉(zhuǎn)換單元；數(shù)據(jù)傳輸單元；命令管理單元；采用內(nèi)置電源供電，站體具有良好的防水密封性能；在網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)采集站具有唯一的序列號(hào)和IP地址；根據(jù)系統(tǒng)主機(jī)發(fā)送的命令，完成模擬地震數(shù)據(jù)的接收、A/D轉(zhuǎn)換、傳輸以及采集站的內(nèi)部和外部測(cè)試；
[0012]所述采集站內(nèi)置電源，采用可重復(fù)充電使用、能量密度大、重量低的電池，安裝于采集站站體內(nèi)部；電池與電路板采取隔離安裝措施；電池的正負(fù)極分別與采集站電源管理單元的內(nèi)置電源接口的正、負(fù)極相連。
[0013]一種用于上述內(nèi)置電源有線地震儀器的高傳輸速率、低傳輸誤碼率的數(shù)據(jù)傳輸方法，包括下述步驟:
[0014]步驟1:交叉站和采集站接收到系統(tǒng)的上電指令后，其內(nèi)部電源管理單元開(kāi)始供電。系統(tǒng)上電后進(jìn)行初始化工作，在初始化過(guò)程中，完成整個(gè)采集系統(tǒng)的命令時(shí)間同步校準(zhǔn)。同步校準(zhǔn)完成后，每個(gè)采集站和交叉站內(nèi)部延遲寄存器均保存了命令執(zhí)行的延遲時(shí)間；
[0015]步驟2:初始化完成后，采集站和交叉站進(jìn)入工作狀態(tài)，等待執(zhí)行來(lái)自主控制記錄設(shè)備的各種任務(wù)；
[0016]步驟3:處于工作狀態(tài)的交叉站和采集站循環(huán)檢測(cè)主控制記錄設(shè)備是否發(fā)出命令，在接收到命令之后，交叉站或采集站的命令管理單元在對(duì)命令進(jìn)行處理的同時(shí)，根據(jù)命令的類型和發(fā)送范圍確定是否向其臨近的下一個(gè)交叉站或采集站轉(zhuǎn)發(fā)，以完成用戶通過(guò)主記錄控制設(shè)備配置的各種任務(wù)；[0017]步驟4:當(dāng)交叉站或采集站收到來(lái)自主控制記錄設(shè)備的停止執(zhí)行的命令后，返回步驟二，等待其它命令，否則，待命令執(zhí)行完成后，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送；
[0018]步驟5:完成下級(jí)數(shù)據(jù)的臨時(shí)存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)；
[0019]步驟6:任務(wù)完成，返回步驟2，等待下次任務(wù)的命令。
[0020]所述步驟4中的數(shù)據(jù)傳送具體包括:采集站采用單次采集，單次傳輸?shù)墓ぷ鞣绞剑簿褪钦f(shuō)每次任務(wù)獲取的數(shù)據(jù)在下次任務(wù)開(kāi)始執(zhí)行之前完成上傳，以某次采集為例，采集站接收來(lái)自地震檢波器的模擬信號(hào)，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后得到數(shù)字地震信號(hào)，再發(fā)送給數(shù)據(jù)傳輸單元。數(shù)據(jù)傳輸單元對(duì)該數(shù)字地震信號(hào)編碼、壓縮并按協(xié)議格式寫(xiě)入本地?cái)?shù)據(jù)緩存器，啟動(dòng)數(shù)據(jù)發(fā)送，首先發(fā)送本地?cái)?shù)據(jù)緩存器中的數(shù)據(jù)，待收到上一級(jí)采集站或交叉站數(shù)據(jù)校驗(yàn)成功信息后，釋放本地?cái)?shù)據(jù)緩存器數(shù)據(jù)；
[0021]所述步驟5具體包括:優(yōu)先發(fā)送本地?cái)?shù)據(jù)緩存器數(shù)據(jù)的同時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸單元接收來(lái)自下一級(jí)采集站或交叉站的數(shù)據(jù)，并存入下級(jí)數(shù)據(jù)緩存器。待本地?cái)?shù)據(jù)緩存器中的數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后，數(shù)據(jù)傳輸單元切換本地?cái)?shù)據(jù)緩存器至下級(jí)數(shù)據(jù)緩存器，啟動(dòng)數(shù)據(jù)發(fā)送，同時(shí)數(shù)據(jù)傳輸單元接收來(lái)自下一級(jí)的數(shù)據(jù)并存入另外一個(gè)下級(jí)數(shù)據(jù)緩存器，采用交替方式完成下一級(jí)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)工作。在每一次數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)完成并收到上一級(jí)采集站或交叉站數(shù)據(jù)校驗(yàn)成功信息后，釋放對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)緩存器數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)緩存器之間的切換由控制邏輯電路控制；
[0022]所述本地?cái)?shù)據(jù)緩存器、下級(jí)數(shù)據(jù)緩存器均是FIFO緩存器；
[0023]所述數(shù)據(jù)校驗(yàn)方式是循環(huán)冗余校驗(yàn)，即CRC校驗(yàn)；
[0024]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下明顯的優(yōu)勢(shì)和有益效果:
[0025]1、由于不再采用集中供電，內(nèi)置電源有線地震儀器數(shù)傳電纜的線芯直徑有所減小，并不再采用笨重的鉛酸電池供電，使得地面設(shè)備總重量與同類儀器相比，有了一定的降低；
[0026]2、不再使用數(shù)據(jù)傳輸線為采集設(shè)備供電，從而實(shí)現(xiàn)了電源和數(shù)據(jù)線路隔離，抗干擾能力明顯提聞;
[0027]3、不再采用數(shù)據(jù)和能量傳輸復(fù)用線對(duì)的方式，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，可以考慮采用光纖作為數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)，這必將大幅度減小野外地面設(shè)備總重量，提高整個(gè)采集系統(tǒng)的抗干擾能力；
[0028]4、采用分布式供電，避免了野外施工時(shí)，采用集中式供電的電纜功率損耗現(xiàn)象；
[0029]5、采用新型電池作為內(nèi)置電源，環(huán)境友好；
[0030]6、相對(duì)于傳統(tǒng)集中供電的有線地震儀器，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便靈活、適合復(fù)雜地表環(huán)境下的施工；
[0031]7、采集站和交叉站內(nèi)置臨時(shí)FIFO緩存，在數(shù)據(jù)傳輸路徑出現(xiàn)提高了采集數(shù)據(jù)的可靠性和安全性。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0032]當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，通過(guò)參照下面的詳細(xì)描述，能夠更完整更好地理解本發(fā)明以及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點(diǎn)，但此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定，如圖其中:[0033]圖1是二維地震勘探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)示意圖。
[0034]圖2是三維地震勘探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)示意圖。
[0035]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】
[0036]顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員基于本發(fā)明的宗旨所做的許多修改和變化屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0037]實(shí)施例1:如圖1、圖2所示，一種輕便的、低功耗的，能夠長(zhǎng)時(shí)間可靠穩(wěn)定工作的、單站單道內(nèi)置電源有線地震數(shù)據(jù)采集儀器。
[0038]本發(fā)明提出的內(nèi)置電源有線地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由一套主控制記錄設(shè)備、若干交叉站、若干交叉?zhèn)鬏斁€以及若干由采集站和數(shù)傳電纜構(gòu)成的串聯(lián)排列組成。
[0039]本發(fā)明的設(shè)計(jì)思路為:采用內(nèi)置供電方式對(duì)采集站或交叉站分布供電，不再使用數(shù)據(jù)線對(duì)為野外電子設(shè)備供電，使得電源和信號(hào)傳輸線路隔離，整個(gè)采集系統(tǒng)的抗干擾能力提高；對(duì)數(shù)據(jù)傳輸線的要求也大大降低，并不再使用傳統(tǒng)的鉛酸電瓶作為采集站的供電電源，減輕了野外采集設(shè)備的重量；隨著光纖技術(shù)的發(fā)展，可采用光纖替代目前的雙絞線作為數(shù)據(jù)傳輸媒質(zhì)，這必將進(jìn)一步提高系統(tǒng)的抗干擾能力，增加其實(shí)時(shí)采集道數(shù)，降低野外采集設(shè)備的總重量。采用當(dāng)前在地震勘探領(lǐng)域已廣泛使用，并且非常成熟的以太網(wǎng)控制、管理和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，每個(gè)采集站都有唯一的IP地址，傳輸速度快，帶道能力強(qiáng)；采用數(shù)字信號(hào)傳輸技術(shù)，避免傳輸過(guò)程中的能力損耗和高頻衰減；
[0040]二維地震勘探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)方法，請(qǐng)參閱圖1所示；
[0041]從圖中可以看出，100為采集站，由數(shù)傳電纜200將采集站串聯(lián)組成第一串聯(lián)排列110，第一串聯(lián)排列110連接至第一交叉站300的低端排列接口的輸入端，另第二串聯(lián)排列111連接至第一交叉站300的高端排列接口的輸入端；第一交叉站300通過(guò)第六交叉?zhèn)鬏斁€400連接至主控制記錄設(shè)備90，完成對(duì)來(lái)自主控制記錄設(shè)備90的命令的轉(zhuǎn)發(fā)，并將下級(jí)回傳的地震數(shù)據(jù)輸入至主控制記錄設(shè)備90 ;主控制記錄設(shè)備90將采集到的二維地震勘探數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、存儲(chǔ)和輸出顯示。
[0042]上述數(shù)傳電纜200完成采集站100之間以及采集站100和第一交叉站300之間的數(shù)據(jù)傳輸，越靠近頂層數(shù)據(jù)傳輸率需求越高，頂層方向就是主控制記錄設(shè)備90的方向；
[0043]上述交叉?zhèn)鬏斁€用于交叉站300和主控制記錄設(shè)備90之間的連接；
[0044]三維地震勘探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)方法，請(qǐng)參閱圖2所示；
[0045]從圖中可以看出，第一串聯(lián)排列110、第二串聯(lián)排列111、第三串聯(lián)排列112、第四串聯(lián)排列113、第五串聯(lián)排列114、第六串聯(lián)排列115、第七串聯(lián)排列116、第八串聯(lián)排列117、第九串聯(lián)排列118、第十串聯(lián)排列120、第十一串聯(lián)排列121、第十二串聯(lián)排列122、第十三串聯(lián)排列119連接到第一交叉站300、第二交叉站301、第三交叉站302、第四交叉站303、第五交叉站304、第六交叉站305、第七交叉站306排列接口的輸入端，交叉站通過(guò)第一交叉?zhèn)鬏斁€401、第二交叉?zhèn)鬏斁€402、第四交叉?zhèn)鬏斁€404、第五交叉?zhèn)鬏斁€405與第十二串聯(lián)排列122相互連接，最后通過(guò)第六交叉?zhèn)鬏斁€400、第三交叉?zhèn)鬏斁€403連接到主控制記錄設(shè)備90構(gòu)成三維地震勘探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其中第一串聯(lián)排列110連接到第一交叉站300的低端排列接口，第二串聯(lián)排列111連接到第一交叉站300的高端排列接口，第三串聯(lián)排列112連接到第二交叉站301的低端排列接口，第四串聯(lián)排列113連接到第二交叉站301的高端排列接口，
[0046]第五串聯(lián)排列114連接到第三交叉站302的低端排列接口，第六串聯(lián)排列115連接到第三交叉站302的高端排列接口，第一交叉站300、第二交叉站301、第三交叉站302之間通過(guò)交叉?zhèn)鬏斁€連接，第一交叉站300通過(guò)交叉?zhèn)鬏斁€與主控制記錄設(shè)備90相連，
[0047]第七串聯(lián)排列116連接到第四交叉站303的低端排列接口，第八串聯(lián)排列117連接到第四交叉站303的高端排列接口，第九串聯(lián)排列118連接到第六交叉站305的低端排列接口，第十三串聯(lián)排列119連接到第五交叉站304的高端排列接口，第十串聯(lián)排列120連接到第七交叉站306的低端排列接口，第十一串聯(lián)排列121連接到第七交叉站306的高端排列接口，第十二串聯(lián)排列122的兩端分別連接到第六交叉站305的高端排列接口、第五交叉站306的低端排列接口，第六交叉站305、第七交叉站306之間使用交叉?zhèn)鬏斁€連接，第五交叉站304、第六交叉站305之間使用第十二串聯(lián)排列122連接，第四交叉站303、第五交叉站304之間使用交叉?zhèn)鬏斁€連接，第四交叉站303通過(guò)交叉?zhèn)鬏斁€與主控制記錄設(shè)備90連接。第一交叉站300、第四交叉站303將采集到的三維地震數(shù)據(jù)輸入到主控制記錄設(shè)備，并向下級(jí)采集設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)主控制記錄設(shè)備的命令；主控制記錄設(shè)備90將采集到的三維地震勘探數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、存儲(chǔ)和輸出顯示。
[0048]上述每個(gè)采集站采用內(nèi)置電源供電，設(shè)置有高速數(shù)據(jù)傳輸電路，該高速數(shù)據(jù)傳輸電路包括兩個(gè)通路:上行數(shù)據(jù)傳輸通路以及下行命令傳輸通路，具備數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和緩存能力；
[0049]上述每個(gè)交叉站可選用內(nèi)置或外接電源供電，設(shè)置有高速數(shù)據(jù)傳輸電路，該高速數(shù)據(jù)傳輸電路包括兩個(gè)通路:上行數(shù)據(jù)傳輸通路以及下行命令傳輸通路，具備數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和緩存能力；
[0050]上述第一串聯(lián)排列110、第二串聯(lián)排列111、第三串聯(lián)排列112、第四串聯(lián)排列113、第五串聯(lián)排列114、第六串聯(lián)排列115、第七串聯(lián)排列116、第八串聯(lián)排列117、第九串聯(lián)排列118、第十串聯(lián)排列120、第十一串聯(lián)排列121、第十二串聯(lián)排列122、第十三串聯(lián)排列119采集到的數(shù)據(jù)最終匯聚到對(duì)應(yīng)的第一交叉站300、第二交叉站301、第三交叉站302、第四交叉站303、第五交叉站304、第六交叉站305、第七交叉站306，越靠近頂層的數(shù)據(jù)傳輸率需求越高，頂層同樣是指主控制記錄設(shè)備90的方向，最靠近主控制記錄設(shè)備90的第一交叉站300、第四交叉站303和主控制記錄設(shè)備90之間的數(shù)據(jù)傳輸速率最高；
[0051]上述第三串聯(lián)排列112分布于兩條三維地震數(shù)據(jù)接收線中，其采集的地震數(shù)據(jù)傳輸?shù)降诙徊嬲?01，再經(jīng)由第一交叉?zhèn)鬏斁€401、第一交叉站300、第六交叉?zhèn)鬏斁€400傳輸至主控制記錄設(shè)備90 ;主控制記錄設(shè)備90對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最終輸出符合野外實(shí)際布設(shè)位置的地震數(shù)據(jù)；
[0052]上述第五交叉站304、第六交叉站305之間由于地形原因無(wú)法使用交叉?zhèn)鬏斁€連接，使用第十二串聯(lián)排列122連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。
[0053]作為具體實(shí)施的例子，數(shù)傳電纜200采用非屏蔽雙絞線，第一交叉站300、第二交叉站301、第三交叉站302、第四交叉站303、第五交叉站304、第六交叉站305、第七交叉站306采用單模光纖線纜(全部光纜應(yīng)采用同種材料)。
[0054]如上所述，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)地說(shuō)明，但是只要實(shí)質(zhì)上沒(méi)有脫離本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)及效果可以有很多的變形，這對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。因此，這樣的變形例也全部包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)置電源有線地震儀器，其特征在于包括: 主控制記錄設(shè)備，由服務(wù)器、繪圖儀、磁帶機(jī)以及大容量磁盤(pán)陣列組成，用于野外采集排列的管理和控制，對(duì)接收到的地震勘探數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、存儲(chǔ)、顯示和輸出； 交叉站，用于完成采集大線的管理、采集數(shù)據(jù)傳輸以及測(cè)試的管理； 采集站，用于根據(jù)系統(tǒng)主機(jī)發(fā)送的命令，完成模擬地震數(shù)據(jù)的接收、A/D轉(zhuǎn)換、傳輸以及采集站的內(nèi)部和外部測(cè)試； 交叉?zhèn)鬏斁€，用于交叉站之間的連接，以完成采集數(shù)據(jù)和命令的傳輸； 數(shù)傳電纜，用于采集站之間的連接，以完成采集數(shù)據(jù)和命令的傳輸； 交叉站由電源管理單元、數(shù)據(jù)傳輸單元、測(cè)試管理單元、命令管理單元、大線接口單元組成；可使用內(nèi)置電源或外置電源供電，站體具有良好的防水密封性能；在網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)交叉站具有唯一的序列號(hào)和IP地址；具有數(shù)據(jù)緩存能力，在傳輸線路出現(xiàn)故障時(shí)，可暫時(shí)保存數(shù)據(jù)，待故障排除后，重新發(fā)送本地?cái)?shù)據(jù)或轉(zhuǎn)發(fā)下級(jí)數(shù)據(jù)，防止采集數(shù)據(jù)丟失； 采集站由電源管理單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、數(shù)據(jù)傳輸單元、命令管理單元組成；使用內(nèi)置電池供電，站體具有良好的防水密封性能；在網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)采集站具有唯一的序列號(hào)和IP地址；具有數(shù)據(jù)緩存能力，在傳輸線路出現(xiàn)故障時(shí)，可暫時(shí)保存數(shù)據(jù)，待故障排除后，重新發(fā)送本地?cái)?shù)據(jù)或轉(zhuǎn)發(fā)下級(jí)數(shù)據(jù)，防止采集數(shù)據(jù)丟失； 交叉站內(nèi)置電源采用可重復(fù)充電、能量密度大、重量輕的電池，安裝于交叉站站體內(nèi)部；電池與電路板采取隔離安裝措施；電池的正負(fù)極分別與交叉站電源管理單元的內(nèi)置電源接口的正、負(fù)極相連； 采集站內(nèi)置電源采用可重復(fù)充電使用、能量密度大、重量輕的電池，安裝于采集站站體內(nèi)部；電池與電路板采取隔離安裝措施；電池的正負(fù)極分別與采集站電源管理單元的電源接口的正、負(fù)極相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)置電源有線地震儀器，其特征在于數(shù)傳電纜將采集站串聯(lián)組成第一串聯(lián)排列，第一串聯(lián)排列連接至第一交叉站的低端排列接口的輸入端，另第二串聯(lián)排列連接至第一交叉站的高端排列接口的輸入端；第一交叉站通過(guò)第六交叉?zhèn)鬏斁€連接至主控制記錄設(shè)備，完成對(duì)來(lái)自主控制記錄設(shè)備的命令的轉(zhuǎn)發(fā)，并將下級(jí)回傳的地震數(shù)據(jù)輸入至主控制記錄設(shè)備；主控制記錄設(shè)備將采集到的二維地震勘探數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、存儲(chǔ)和輸出顯示。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)置電源有線地震儀器，其特征在于第一串聯(lián)排列、第二串聯(lián)排列、第三串聯(lián)排列、第四串聯(lián)排列、第五串聯(lián)排列、第六串聯(lián)排列、第七串聯(lián)排列、第八串聯(lián)排列、第九串聯(lián)排列、第十串聯(lián)排列、第十一串聯(lián)排列、第十二串聯(lián)排列、第十三串聯(lián)排列連接到第一交叉站、第二交叉站、第三交叉站、第四交叉站、第五交叉站、第六交叉站、第七交叉站排列接口的輸入端，交叉站通過(guò)第一交叉?zhèn)鬏斁€、第二交叉?zhèn)鬏斁€、第四交叉?zhèn)鬏斁€、第五交叉?zhèn)鬏斁€與第十二串聯(lián)排列相互連接，最后通過(guò)第六交叉?zhèn)鬏斁€、第三交叉?zhèn)鬏斁€連接到主控制記錄設(shè)備構(gòu)成三維地震勘探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其中第一串聯(lián)排列連接到第一交叉站的低端排列接口，第二串聯(lián)排列連接到第一交叉站的高端排列接口，第三串聯(lián)排列連接到第二交叉站的低端排列接口，第四串聯(lián)排列連接到第二交叉站的高端排列接Π, 第五串聯(lián)排列連接到第三交叉站的低端排列接口，第六串聯(lián)排列連接到第三交叉站的高端排列接口，第一交叉站、第二交叉站、第三交叉站之間通過(guò)交叉?zhèn)鬏斁€連接，第一交叉站通過(guò)交叉?zhèn)鬏斁€與主控制記錄設(shè)備相連，第七串聯(lián)排列連接到第四交叉站的低端排列接口，第八串聯(lián)排列連接到第四交叉站的高端排列接口，第九串聯(lián)排列連接到第六交叉站的低端排列接口，第十三串聯(lián)排列連接到第五交叉站的高端排列接口，第十串聯(lián)排列連接到第七交叉站的低端排列接口，第十一串聯(lián)排列連接到第七交叉站的高端排列接口，第十二串聯(lián)排列的兩端分別連接到第六交叉站的高端排列接口、第五交叉站的低端排列接口，第十三排列連接到第五交叉站的高端排列接口，第六交叉站、第七交叉站之間使用交叉?zhèn)鬏斁€連接，第五交叉站、第六交叉站之間使用第十二串聯(lián)排列連接，第四交叉站、第五交叉站之間使用交叉?zhèn)鬏斁€連接，第四交叉站通過(guò)交叉?zhèn)鬏斁€與主控制記錄設(shè)備連接；第一交叉站、第四交叉站將采集到的三維地震數(shù)據(jù)輸入到主控制記錄設(shè)備，并向下級(jí)采集設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)主控制記錄設(shè)備的命令；主控制記錄設(shè)備將采集到的三維地震勘探數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、存儲(chǔ)和輸出顯示。
4.一種高傳輸速率、低傳輸誤碼率的數(shù)據(jù)傳輸方法，包括下述步驟: 步驟1:交叉站和采集站接收到系統(tǒng)的上電指令后，其內(nèi)部電源管理單元開(kāi)始供電；系統(tǒng)上電后進(jìn)行初始化工作，在初始化過(guò)程中，完成整個(gè)采集系統(tǒng)的命令時(shí)間同步校準(zhǔn)；同步校準(zhǔn)完成后，每個(gè)采集站和交叉站內(nèi)部延遲寄存器均保存了命令執(zhí)行的延遲時(shí)間； 步驟2:初始化完成后，采集站和交叉站進(jìn)入工作狀態(tài)，等待執(zhí)行來(lái)自主控制記錄設(shè)備的各種任務(wù)； 步驟3:處于工作狀態(tài)的交叉站和采集站循環(huán)檢測(cè)主控制記錄設(shè)備是否發(fā)出命令，在接收到命令之后，交叉站或采集站的命令管理單元在對(duì)命令進(jìn)行處理的同時(shí)，根據(jù)命令的類型和發(fā)送范圍確定是否向其臨近的下一個(gè)交叉站或采集站轉(zhuǎn)發(fā)，以完成用戶通過(guò)主記錄控制設(shè)備配置的各種任務(wù)； 步驟4:當(dāng)交叉站或采集站收到來(lái)自主控制記錄設(shè)備的停止執(zhí)行的命令后，返回步驟2，等待其它命令，否則，待命令執(zhí)行完成后，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送； 步驟5:完成下級(jí)數(shù)據(jù)的臨時(shí)存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)； 步驟6:任務(wù)完成，返回步驟2，等待下次任務(wù)的命令； 所述步驟4中的數(shù)據(jù)傳送具體包括:采集站采用單次采集，單次傳輸?shù)墓ぷ鞣绞剑簿褪钦f(shuō)每次任務(wù)獲取的數(shù)據(jù)在下次任務(wù)開(kāi)始執(zhí)行之前完成上傳，以某次采集為例，采集站接收來(lái)自地震檢波器的模擬信號(hào)，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后得到數(shù)字地震信號(hào)，再發(fā)送給數(shù)據(jù)傳輸單元；數(shù)據(jù)傳輸單元對(duì)該數(shù)字地震信號(hào)編碼、壓縮并按協(xié)議格式寫(xiě)入本地?cái)?shù)據(jù)緩存器，啟動(dòng)數(shù)據(jù)發(fā)送，首先發(fā)送本地?cái)?shù)據(jù)緩存器中的數(shù)據(jù)，待收到上一級(jí)采集站或交叉站數(shù)據(jù)校驗(yàn)成功信息后，釋放本地?cái)?shù)據(jù)緩存器數(shù)據(jù)； 所述步驟5具體包括:優(yōu)先發(fā)送本地?cái)?shù)據(jù)緩存器數(shù)據(jù)的同時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸單元接收來(lái)自下一級(jí)采集站或交叉站的數(shù)據(jù)，并存入下級(jí)數(shù)據(jù)緩存器；待本地?cái)?shù)據(jù)緩存器中的數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后，數(shù)據(jù)傳輸單元切換本地?cái)?shù)據(jù)緩存器至下級(jí)數(shù)據(jù)緩存器，啟動(dòng)數(shù)據(jù)發(fā)送，同時(shí)數(shù)據(jù)傳輸單元接收來(lái)自下一級(jí)的數(shù)據(jù)并存入另外一個(gè)下級(jí)數(shù)據(jù)緩存器，采用交替方式完成下一級(jí)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)工作；在每一次數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)完成并收到上一級(jí)采集站或交叉站數(shù)據(jù)校驗(yàn)成功信息后，釋放對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)緩存器數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)緩存器之間的切換由控制邏輯電路控制； 所述本地?cái)?shù)據(jù)緩存器、下級(jí)數(shù)據(jù)緩存器均是FIFO緩存器；所述數(shù)據(jù)校驗(yàn)方式是循環(huán)冗 余 校驗(yàn)，即CRC校驗(yàn)。
【文檔編號(hào)】G01V1/24GK103499833SQ201310451852
【公開(kāi)日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】羅福龍, 夏穎, 甘志強(qiáng) 申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)東方地球物理勘探有限責(zé)任公司