專利名稱：有線、無線和無纜三合一數(shù)字地震儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種地震儀，特別是涉及一種有線、無線和無纜三合一數(shù)字地震儀。
背景技術(shù)：
高精度數(shù)字地震儀是用來記錄人工或天然地震信號(hào)，然后根據(jù)這些地震信號(hào)的記錄來尋找油、氣、煤和其他礦產(chǎn)資源的地質(zhì)勘探儀器，并可用于探測(cè)地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)、進(jìn)行工 程及地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)等。地震勘探法目前仍然是在陸地和海洋勘探石油和天然氣的主要手段，同時(shí)也是其他礦產(chǎn)資源的重要勘探方法，并廣泛應(yīng)用于研究地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工程勘探和檢測(cè)、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)等等方面。用礦產(chǎn)資源地球物理勘探的數(shù)字地震儀按照數(shù)據(jù)傳輸方式可以分為三類有線遙測(cè)地震儀、無線遙測(cè)地震儀、無纜存儲(chǔ)式地震儀。有線遙測(cè)地震儀的特征是完全由有線系統(tǒng)發(fā)送指令和傳送采集數(shù)據(jù)。在目前的野外實(shí)際應(yīng)用中占有主導(dǎo)地位，占據(jù)世界地震儀市場(chǎng)的絕大部分份額，常用的有Sercel公司的408/428系列、ION公司的System IV、Scorpion和Aries II系統(tǒng)、德國DMT公司的Summit系統(tǒng)、美國WesternGeco公司的Uni Q系統(tǒng)等。利用無線系統(tǒng)發(fā)送指令和傳送采集數(shù)據(jù)的儀器稱為無線遙測(cè)地震儀，一般用于特殊地表?xiàng)l件下施工，也占有一定市場(chǎng)。Fairfield公司的BOX系統(tǒng)和Wireless Seismic公司的Wireless Seismic系統(tǒng)均為無線遙測(cè)數(shù)字地震儀。但這些儀器均存在由于無線數(shù)據(jù)傳輸帶寬不足而限制了儀器道數(shù)等問題，所以較少投入實(shí)際使用。無纜存儲(chǔ)式地震儀是一種特殊類型的地震儀，其特征是沒有大線，沒有地震數(shù)據(jù)傳輸；每個(gè)采集站接收放炮數(shù)據(jù)后自動(dòng)存儲(chǔ)，再用專門的數(shù)據(jù)回收系統(tǒng)把所有放炮數(shù)據(jù)從采集站中取出來；有部分儀器利用無線系統(tǒng)對(duì)所用的采集站發(fā)送同步放炮等命令，但不接收數(shù)據(jù)，不監(jiān)視采集站的工作狀態(tài)。這種儀器的特點(diǎn)是重量相對(duì)較輕、布設(shè)簡單，但由于沒有數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)回收，不能實(shí)時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控，還不能被工業(yè)界普遍接受。這類儀器的另一個(gè)缺點(diǎn)是每道需要單獨(dú)供電，意味著需要大量的電池管理工作量。目前主要有東方地球物理公司的GPS授時(shí)地震儀、中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所的海底地震儀和金屬礦勘探無纜存儲(chǔ)式地震儀、吉林大學(xué)地球探測(cè)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院的無纜遙測(cè)地震儀、美國ION公司的FireFly無纜地震采集系統(tǒng)、法國Sercel公司的Unite系統(tǒng)、美國Ascend Geo公司的Ultra無纜陸地地震采集系統(tǒng)、美國OYO Geospace公司的GSR系統(tǒng)、美國Fairfield公司的Z系統(tǒng)、美國Seismic Source公司的SIGMA系統(tǒng)。由于油氣和礦產(chǎn)勘探的精度要求越來越高、勘探的地表和地下地質(zhì)構(gòu)造條件越來越復(fù)雜，勘探的面積也越來越大、要求地震儀器的道數(shù)越來越多，用上述單一的有線、無線或無纜地震勘探儀器均不能滿足復(fù)雜地區(qū)的油氣地震勘探要求
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種有線、無線和無纜三合一數(shù)字地震儀。所以我們需要研制有線、無線和無纜“三合一”的數(shù)字地震儀器系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明有線、無線和無纜三合一數(shù)字地震儀是把有線遙測(cè)數(shù)字地震儀、無線遙測(cè)數(shù)字地震儀和無纜數(shù)字地震儀三種儀器進(jìn)行優(yōu)化和組合，構(gòu)成了一種全新的數(shù)字地震儀系統(tǒng)，分為四大部分中央控制操作系統(tǒng)(儀器車)CCOS (CentralControlOperation System)以及與其配用的有線遙測(cè)采集站 AS (Acquisition Station)、無線遙測(cè)米集站 WAS(Wireless Acquisition Station)和無纜米集站 CAS(Cable-lessAcquisition Station)。中央控制操作系統(tǒng)CCOS通過網(wǎng)線分別與有線通信根節(jié)點(diǎn)RU (RootUnit)、無線通信根節(jié)點(diǎn)WRU(Wireless Root Unit)和無纜數(shù)據(jù)回收單元⑶U(Cable-lessData Unit)連接；并通過有線通信根節(jié)點(diǎn) RU控制和連接有線遙測(cè)采集站，通過無線通信根節(jié)點(diǎn)WRU控制和連接無線遙測(cè)采集站，通過無纜數(shù)據(jù)回收單元⑶U回收無纜采集站的數(shù)據(jù)。本發(fā)明為一種基于有線遙測(cè)、無線遙測(cè)和無纜“三合一”的新型數(shù)字地震儀系統(tǒng)，把有線遙測(cè)數(shù)字地震儀、無線遙測(cè)數(shù)字地震儀和無纜數(shù)字地震儀三種地震儀進(jìn)行了優(yōu)化和組合。充分利用了有線遙測(cè)、無線遙測(cè)和無纜的優(yōu)勢(shì)，使得新型數(shù)字地震儀系統(tǒng)適用于各種復(fù)雜地表和地形，達(dá)到了地震勘探測(cè)量的施工方案和成本的最佳優(yōu)化。作為優(yōu)化，所述中央控制操作系統(tǒng)CCOS是整個(gè)儀器的控制中心和數(shù)據(jù)回收中心，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互、排列控制、采集同步、數(shù)據(jù)回收、質(zhì)量控制等功能。中央控制操作系統(tǒng)CCOS置于儀器車上，是整個(gè)數(shù)字地震儀的主要控制單元，硬件部分由計(jì)算機(jī)服務(wù)器Server、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)Switch、客戶計(jì)算機(jī)終端PC、存儲(chǔ)設(shè)備Storage device和繪圖設(shè)備Plottingequipment等組成。軟件由操作系統(tǒng)軟件和控制操作軟件等組成。中央控制操作系統(tǒng)CCOS通過網(wǎng)線分別與有線通信根節(jié)點(diǎn)RU(Root Unit)、無線通信根節(jié)點(diǎn)WRU(Wireless RootUnit)和無纜數(shù)據(jù)回收單元⑶U(Cable-less Data Unit)連接；并通過有線通信根節(jié)點(diǎn)RU控制和連接有線遙測(cè)采集站，通過無線通信根節(jié)點(diǎn)WRU控制和連接無線遙測(cè)采集站，通過無纜數(shù)據(jù)回收單元CDU回收無纜采集站的數(shù)據(jù)。作為優(yōu)化，所述有線通信根節(jié)點(diǎn)RU由高速交換模塊SM (Switch module)、控制模塊CM、電源模塊PM和GPS模塊等組成。根節(jié)點(diǎn)RU通過網(wǎng)線與中央控制操作系統(tǒng)CCOS連接，并根據(jù)儀器容量的要求提供光纜接口或?qū)Ｓ猛ㄐ沤涌谂c采集站等野外地面設(shè)備連接。高速交換模塊SM提供數(shù)據(jù)交換功能；控制模塊CM根據(jù)中央控制操作系統(tǒng)CCOS的指令實(shí)現(xiàn)對(duì)高速交換模塊SM的控制；電源模塊PM為各模塊提供電源支持。GPS模塊提供位置信息，也支持時(shí)間同步。作為優(yōu)化，所述無線通信根節(jié)點(diǎn)WRU由控制模塊CM、電源模塊PM、無線發(fā)射機(jī)Transmitter和無線接收機(jī)Receiver和GPS模塊等組成；無線通信根節(jié)點(diǎn)WRU通過網(wǎng)線與中央控制操作系統(tǒng)CCOS連接,利用單通道無線發(fā)射機(jī)Transmitter向無線采集站發(fā)送控制命令，利用多通道無線接收機(jī)Receiver接收無線采集站的數(shù)據(jù)；控制模塊CM根據(jù)中央控制操作系統(tǒng)CCOS的指令實(shí)現(xiàn)對(duì)無線發(fā)射機(jī)Transmitter和無線接收機(jī)Receiver的控制；電源模塊PM為各模塊提供電源支持。GPS模塊提供位置信息，也支持時(shí)間同步。作為優(yōu)化，所述無纜數(shù)據(jù)回收單元CDU由高速交換模塊SM、控制模塊CM、電源模塊PM和數(shù)據(jù)接口 Interface等組成。無纜數(shù)據(jù)回收單元⑶U通過網(wǎng)線與中央控制操作系統(tǒng)CCOS連接,并提供數(shù)據(jù)接口 Interface回收無纜采集站CAS的數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)接口 Interface可以有多種方式，如以太網(wǎng)、USB、WiFi、藍(lán)牙等。高速交換模塊SM、控制模塊CM、電源模塊PM依次相連，高速交換模塊SM連接相互串接(或者級(jí)連)的SM數(shù)據(jù)接口 Interface，高速交換模塊SM還向外連接中央控制操作系統(tǒng)CCOS。作為優(yōu)化,所述有線遙測(cè)采集站AS由控制模塊CM(Control module)、電源模塊PM (Power Module)、(數(shù)字)地震傳感器Sensor和GPS模塊等組成?？刂颇KCM具有2個(gè)專用通信接口分別連接上一級(jí)和下一級(jí)采集站AS，具有一個(gè)專用接口連接常規(guī)檢波器或MEMS等傳感器Sensor ;其中有一個(gè)或若干個(gè)采集站AS與有線通信根節(jié)點(diǎn)RU直接連接，建立有線遙測(cè)的通信通道?？刂颇KCM分別連接電源模塊PM (Power Module)、(數(shù)字)地震傳感器Sensor和GPS模塊，控制模塊CM還用于串接其它有線遙測(cè)采集站AS。作為優(yōu)化，所述無線遙測(cè)采集站W(wǎng)AS由控制模塊CM、電源模塊PM、地震傳感器Sensor、無線通信設(shè)備WU (Wireless Unit)和GPS模塊等組成。其中的無線通信設(shè)備WU提供單信道的數(shù)據(jù)接收和發(fā)送，建立與中央控制操作系統(tǒng)CCOS之間的聯(lián)系；GPS模塊提供位置信息，也支持時(shí)間同步?？刂颇KCM分別連接電源模塊PM、地震傳感器Sensor、無線通信設(shè)備 ffU(ffireless Unit)和 GPS 模塊。作為優(yōu)化，所述無纜采集站CAS由控制模塊CM、電源模塊PM、地震傳感器Sensor和GPS模塊等組成。與無線遙測(cè)采集站W(wǎng)AS相比，只是少了無線通信設(shè)備WU。作為優(yōu)化，所述無線遙測(cè)采集站W(wǎng)AS和無纜采集站CAS，我們可以把他們?cè)O(shè)計(jì)為一體，即按無線遙測(cè)采集站W(wǎng)AS進(jìn)行設(shè)計(jì)和安裝，當(dāng)無線遙測(cè)采集站W(wǎng)AS中的無線通信設(shè)備WU無法與中央控制操作系統(tǒng)CCOS通信時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉無線通信設(shè)備WU部件，作為無纜采集站CAS采集和接收數(shù)據(jù)。作為優(yōu)化，采用中央控制操作系統(tǒng)CCOS統(tǒng)一進(jìn)行GPS授時(shí)同步，然后在無線遙測(cè)采集站W(wǎng)AS和無纜采集站CAS上采用GPS授時(shí)進(jìn)行同步，而在有線遙測(cè)采集站AS上(或者有線遙測(cè)儀器部分)采用二種同步方案一是采用GPS授時(shí)同步；二是采用IEEE1588協(xié)議和利用預(yù)算時(shí)差進(jìn)行同步。采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明有線、無線和無纜三合一數(shù)字地震儀把有線遙測(cè)數(shù)字地震儀、無線遙測(cè)數(shù)字地震儀和無纜數(shù)字地震儀三種地震儀進(jìn)行了優(yōu)化和組合，充分利用了有線遙測(cè)、無線遙測(cè)和無纜的優(yōu)勢(shì)，使得新型數(shù)字地震儀系統(tǒng)適用于各種復(fù)雜地表和地形，達(dá)到了地震勘探測(cè)量的施工方案和成本的最佳優(yōu)化?？蓮V泛用于石油、天然氣和煤田等能源勘探和資源礦產(chǎn)勘探、地質(zhì)工程勘察、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)等方面。


圖I是本發(fā)明有線、無線和無纜三合一數(shù)字地震儀的原理框圖；圖2是本發(fā)明數(shù)字地震儀的中央控制操作系統(tǒng)CCOS原理框圖；圖3是本發(fā)明數(shù)字地震儀中有線采集站AS原理框圖；圖4是本發(fā)明數(shù)字地震儀中無線采集站W(wǎng)AS和無纜采集站CAS原理框圖；圖5是本發(fā)明數(shù)字地震儀中有線通信根節(jié)點(diǎn)RU原理框圖； 圖6是本發(fā)明數(shù)字地震儀中無線通信根節(jié)點(diǎn)WRU原理框圖；圖7是本發(fā)明數(shù)字地震儀中無纜數(shù)據(jù)回收單元⑶U原理框圖。
具體實(shí)施例方式如圖所示，本發(fā)明有線、無線和無纜三合一數(shù)字地震儀更確切地說是有線遙測(cè)、無線遙測(cè)和無纜“三合一”的新型數(shù)字地震儀系統(tǒng)，是把有線遙測(cè)數(shù)字地震儀、無線遙測(cè)數(shù)字地震儀和無纜數(shù)字地震儀三種儀器進(jìn)行了優(yōu)化和組合。本系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是充分利用了有線遙測(cè)、無線遙測(cè)和無纜的優(yōu)勢(shì)，使得新型數(shù)字地震儀系統(tǒng)適用于各種復(fù)雜地表和地形，達(dá)到了地震勘探施工方案和成本的最佳優(yōu)化。系統(tǒng)可以分為四大部分(圖I):中央控制操作系統(tǒng)(儀器車)CC0S、有線遙測(cè)采集站AS(Acquisition Station)、無線遙測(cè)米集站 WAS (Wireless Acquisition Station)和無纜米集站 CAS (Cable-lessAcquisitionStation)。本發(fā)明數(shù)字地震儀系統(tǒng)中中央控制操作系統(tǒng)CCOS(見圖2)是整個(gè)儀器的控制中心和數(shù)據(jù)回收中心，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互、排列控制、采集同步、數(shù)據(jù)回收、質(zhì)量控制等功能。中央控制操作系統(tǒng)CCOS置于儀器車上，是整個(gè)數(shù)字地震儀的主要控制單元，硬件部分由計(jì)算機(jī)服務(wù)器Server、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)Switch、客戶計(jì)算機(jī)終端PC、存儲(chǔ)設(shè)備Storage device和繪圖設(shè)備Plotting equipment等組成。軟件由操作系統(tǒng)軟件和控制操作軟件等組成。計(jì)算機(jī)服務(wù)器Server可以采用曙光PHPC200高性能計(jì)算機(jī)，標(biāo)配擁有PHPC200計(jì)算模塊5套，10個(gè)多核CPU，160G內(nèi)存，5塊146G SAS硬盤，并可以實(shí)現(xiàn)3+1冗余電源配置。網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)Switch選用12 口的高性能網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，客戶計(jì)算機(jī)終端PC選用工業(yè)控制級(jí)計(jì)算機(jī)，采用24時(shí)液晶屏。磁盤陣列采用IOT的RAID5小型磁盤陣列，磁帶機(jī)可以選用IBM3590磁帶機(jī)。本發(fā)明數(shù)字地震儀系統(tǒng)中中央控制操作系統(tǒng)CCOS通過網(wǎng)線分別與有線通信根節(jié)點(diǎn)RU(Root Unit)、無線通信根節(jié)點(diǎn)WRU(Wireless Root Unit)和無纜數(shù)據(jù)回收單元⑶U (Cable-less Data Unit)連接。并通過有線通信根節(jié)點(diǎn)RU控制和連接有線遙測(cè)采集站，通過無線通信根節(jié)點(diǎn)WRU控制和連接無線遙測(cè)采集站，通過無纜數(shù)據(jù)回收單元CDU回收無纜采集站的數(shù)據(jù)。本發(fā)明數(shù)字地震儀系統(tǒng)中有線遙測(cè)采集站AS(圖3)由控制模塊CM(Controlmodule)、電源模塊PM (Power Module)、地震傳感器Sensor和GPS模塊等組成?？刂颇KCM具有2個(gè)專用通信接口分別連接上一級(jí)和下一級(jí)采集站AS，具有一個(gè)專用接口連接常規(guī)檢波器或MEMS等傳感器Sensor。其中有一個(gè)或若干個(gè)采集站AS與有線通信根節(jié)點(diǎn)RU直接連接(見圖I)，建立有線遙測(cè)的通信通道。本發(fā)明數(shù)字地震儀系統(tǒng)中無線遙測(cè)采集站W(wǎng)AS (見圖4)由控制模塊CM、電源模塊PM、地震傳感器Sensor、無線通信設(shè)備WU(Wireless Unit)和GPS模塊等組成。其中的無線通信設(shè)備WU提供單信道的數(shù)據(jù)接收和發(fā)送，建立與中央控制操作系統(tǒng)CCOS之間的聯(lián)系；GPS模塊提供位置信息，也支持時(shí)間同步。本發(fā)明數(shù)字地震儀系統(tǒng)中無纜采集站CAS(見圖4)由控制模塊CM、電源模塊PM、地震傳感器Sensor和GPS模塊等組成。與無線遙測(cè)采集站W(wǎng)AS相比，只是少了無線通信設(shè)備WU。所以對(duì)于無線遙測(cè)采集站W(wǎng)AS和無纜 采集站CAS，我們可以把他們?cè)O(shè)計(jì)為一體，即按無線遙測(cè)采集站W(wǎng)AS進(jìn)行設(shè)計(jì)和安裝，當(dāng)無線遙測(cè)采集站W(wǎng)AS中的無線通信設(shè)備WU無法與中央控制操作系統(tǒng)CCOS通信時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉無線通信設(shè)備WU部件，作為無纜采集站CAS采集和接收數(shù)據(jù)。本發(fā)明數(shù)字地震儀系統(tǒng)中有線通信根節(jié)點(diǎn)RU(見圖5)由高速交換模塊SM(Switchmodule)、控制模塊CM、電源模塊PM和GPS模塊等組成。根節(jié)點(diǎn)RU通過網(wǎng)線與中央控制操作系統(tǒng)CCOS連接，并根據(jù)儀器容量的要求提供光纜接口(或?qū)Ｓ猛ㄐ沤涌?與采集站等野外地面設(shè)備連接。高速交換模塊SM提供數(shù)據(jù)交換功能；控制模塊CM根據(jù)中央控制操作系統(tǒng)CCOS的指令實(shí)現(xiàn)對(duì)高速交換模塊SM的控制；電源模塊PM為各模塊提供電源支持。本發(fā)明數(shù)字地震儀系統(tǒng)中無線通信根節(jié)點(diǎn)WRU(見圖6)由控制模塊CM、電源模塊 PM、無線發(fā)射機(jī)Transmitter和無線接收機(jī)Receiver和GPS模塊等組成。無線通信根節(jié)點(diǎn)WRU通過網(wǎng)線與中央控制操作系統(tǒng)CCOS連接,利用單通道無線發(fā)射機(jī)Transmitter向無線采集站發(fā)送控制命令，利用多通道無線接收機(jī)Receiver接收無線采集站的數(shù)據(jù)?？刂颇KCM根據(jù)中央控制操作系統(tǒng)CCOS的指令實(shí)現(xiàn)對(duì)無線發(fā)射機(jī)Transmitter和無線接收機(jī)Receiver的控制；電源模塊PM為各模塊提供電源支持。本發(fā)明數(shù)字地震儀系統(tǒng)中無纜數(shù)據(jù)回收單元CDU(見圖7)由高速交換模塊SM、控制模塊CM、電源模塊PM和數(shù)據(jù)接口 Interface等組成。無纜數(shù)據(jù)回收單元⑶U通過網(wǎng)線與中央控制操作系統(tǒng)CCOS連接，并提供數(shù)據(jù)接口 Interface回收無纜采集站CAS的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)接口 Interface可以有多種方式，如以太網(wǎng)、USB、WiFi、藍(lán)牙等。本發(fā)明有線遙測(cè)、無線遙測(cè)和無纜“三合一”的新型數(shù)字地震儀系統(tǒng)采用中央控制操作系統(tǒng)CCOS統(tǒng)一進(jìn)行GPS授時(shí)同步，然后在無線遙測(cè)采集站W(wǎng)AS和無纜采集站CAS上采用GPS授時(shí)進(jìn)行同步，而在有線遙測(cè)儀器采用二種同步方案一是采用GPS授時(shí)同步；二是采用IEEE1588協(xié)議和利用預(yù)算時(shí)差進(jìn)行同步。
權(quán)利要求
1.一種有線、無線和無纜三合一數(shù)字地震儀，其特征在于是把有線遙測(cè)數(shù)字地震儀、無線遙測(cè)數(shù)字地震儀和無纜數(shù)字地震儀三種儀器進(jìn)行優(yōu)化和組合，分為四大部分中央控制操作系統(tǒng)CCOS、有線遙測(cè)采集站AS、無線遙測(cè)采集站W(wǎng)AS和無纜采集站CAS ;中央控制操作系統(tǒng)CCOS通過網(wǎng)線分別與有線通信根節(jié)點(diǎn)RU、無線通信根節(jié)點(diǎn)WRU和無纜數(shù)據(jù)回收單元CDU連接；并通過有線通信根節(jié)點(diǎn)RU控制和連接有線遙測(cè)采集站，通過無線通信根節(jié)點(diǎn)WRU控制和連接無線遙測(cè)采集站，通過無纜數(shù)據(jù)回收單元⑶U回收無纜采集站的數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述地震儀，其特征在于所述中央控制操作系統(tǒng)CCOS是整個(gè)儀器的控制中心和數(shù)據(jù)回收中心，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互、排列控制、采集同步、數(shù)據(jù)回收、質(zhì)量控制等功能；中央控制操作系統(tǒng)CCOS置于儀器車上，是整個(gè)數(shù)字地震儀的主要控制單元；中央控制操作系統(tǒng)CCOS通過網(wǎng)線分別與有線通信根節(jié)點(diǎn)RU、無線通信根節(jié)點(diǎn)WRU和無纜數(shù)據(jù)回收單元CDU連接；并通過有線通信根節(jié)點(diǎn)RU控制和連接有線遙測(cè)采集站，通過無線通信根節(jié)點(diǎn)WRU控制和連接無線遙測(cè)采集站，通過無纜數(shù)據(jù)回收單元⑶U回收無纜采集站的數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述地震儀，其特征在于所述有線通信根節(jié)點(diǎn)RU由高速交換模塊SM、控制模塊CM、電源模塊PM和GPS模塊等組成；根節(jié)點(diǎn)RU通過網(wǎng)線與中央控制操作系統(tǒng)CCOS連接，并根據(jù)儀器容量的要求提供光纜接口或?qū)Ｓ猛ㄐ沤涌凇⑴c采集站等野外地面設(shè)備連接；高速交換模塊SM提供數(shù)據(jù)交換功能；控制模塊CM根據(jù)中央控制操作系統(tǒng)CCOS的指令實(shí)現(xiàn)對(duì)高速交換模塊SM的控制；電源模塊PM為各模塊提供電源支持。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述地震儀，其特征在于所述無線通信根節(jié)點(diǎn)WRU由控制模塊CM、電源模塊PM、無線發(fā)射機(jī)Transmitter和無線接收機(jī)Receiver和GPS模塊等組成；無線通信根節(jié)點(diǎn)WRU通過網(wǎng)線與中央控制操作系統(tǒng)CCOS連接，利用單通道無線發(fā)射機(jī)Transmitter向無線采集站發(fā)送控制命令,利用多通道無線接收機(jī)Receiver接收無線采集站的數(shù)據(jù)；控制模塊CM根據(jù)中央控制操作系統(tǒng)CCOS的指令實(shí)現(xiàn)對(duì)無線發(fā)射機(jī)Transmitter和無線接收機(jī)Receiver的控制；電源模塊PM為各模塊提供電源支持。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述地震儀，其特征在于所述的無纜數(shù)據(jù)回收單元CDU由高速交換模塊SM、控制模塊CM、電源模塊PM和數(shù)據(jù)接口 Interface等組成；無纜數(shù)據(jù)回收單元CDU通過網(wǎng)線與中央控制操作系統(tǒng)CCOS連接，并提供數(shù)據(jù)接口 Interface回收無纜采集站CAS的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)接口 Interface包括以太網(wǎng)、USB、WiFi、藍(lán)牙等。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述地震儀，其特征在于所述有線遙測(cè)采集站AS由控制模塊CM、電源模塊PM、地震傳感器Sensor和GPS模塊等組成；控制模塊CM具有2個(gè)專用通信接口分別連接上一級(jí)和下一級(jí)采集站AS，具有一個(gè)專用接口連接常規(guī)檢波器或MEMS等傳感器Sensor ;其中有一個(gè)或若干個(gè)采集站AS與有線通信根節(jié)點(diǎn)RU直接連接，建立有線遙測(cè)的通信通道。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述地震儀，其特征在于所述無線遙測(cè)采集站W(wǎng)AS由控制模塊CM、電源模塊PM、地震傳感器Sensor、無線通信設(shè)備WU和GPS模塊等組成；其中的無線通信設(shè)備WU提供單信道的數(shù)據(jù)接收和發(fā)送，建立與中央控制操作系統(tǒng)CCOS之間的聯(lián)系；GPS模塊提供位置信息，也支持時(shí)間同步。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述地震儀，其特征在于所述無纜采集站CAS由控制模塊CM、電源模塊PM、地震傳感器Sensor和GPS模塊等組成。與無線遙測(cè)采集站W(wǎng)AS相比，只是少了無線通信設(shè)備而。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述地震儀，其特征在于所述無線遙測(cè)采集站W(wǎng)AS和無纜采集站CAS設(shè)計(jì)為一體，即按無線遙測(cè)采集站W(wǎng)AS進(jìn)行設(shè)計(jì)和安裝，當(dāng)無線遙測(cè)采集站W(wǎng)AS中的無線通信設(shè)備WU無法與中央控制操作系統(tǒng)CCOS通信時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉無線通信設(shè)備WU部件，作為無纜采集站CAS采集和接收數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求I或者2或者3或者4或者5或者6或者7或者8或者9所述地震儀，其特征在于采用中央控制操作系統(tǒng)CCOS統(tǒng)一進(jìn)行GPS授時(shí)同步，然后在無線遙測(cè)采集站W(wǎng)AS和無纜采集站CAS上采用GPS授時(shí)進(jìn)行同步，而在有線遙測(cè)采集站AS上采用二種同步方案一是采用GPS授時(shí)同步；二是采用IEEE1588協(xié)議和利用預(yù)算時(shí)差進(jìn)行同步。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種有線、無線和無纜三合一數(shù)字地震儀，為解決現(xiàn)有地震儀不適宜各種復(fù)雜地表和地形的問題，其是把有線遙測(cè)數(shù)字地震儀、無線遙測(cè)數(shù)字地震儀和無纜數(shù)字地震儀三種儀器進(jìn)行優(yōu)化和組合，分為四大部分中央控制操作系統(tǒng)CCOS、有線遙測(cè)采集站AS、無線遙測(cè)采集站W(wǎng)AS和無纜采集站CAS；中央控制操作系統(tǒng)CCOS通過網(wǎng)線分別與有線通信根節(jié)點(diǎn)RU、無線通信根節(jié)點(diǎn)WRU和無纜數(shù)據(jù)回收單元CDU連接；并通過有線通信根節(jié)點(diǎn)RU控制和連接有線遙測(cè)采集站，通過無線通信根節(jié)點(diǎn)WRU控制和連接無線遙測(cè)采集站，通過無纜數(shù)據(jù)回收單元CDU回收無纜采集站的數(shù)據(jù)。其充分利用了有線遙測(cè)、無線遙測(cè)和無纜的優(yōu)勢(shì)，能夠適用于各種復(fù)雜地表和地形，達(dá)到了地震勘探測(cè)量的施工方案和成本的最佳優(yōu)化。
文檔編號(hào)G01V1/22GK102628958SQ20111031336
公開日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2011年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月17日
發(fā)明者劉光鼎, 郭建 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所, 北京吉奧菲斯科技有限責(zé)任公司