[发明专利]便携式山地无线地震勘测系统

说明书

技术领域

本发明涉及地球物理勘探技术，具体应用于油、气、煤和其它矿产资源的地质勘探，能够对人工或自然地震数据进行采集、存储和传输的便携式山地无线地震勘测系统。

背景技术

地震仪是地震勘探中用人工爆炸或用其他可控震源激发地震波，并记录它在地面引起的振动位移的仪器。地震勘探法目前仍是在陆地和海洋勘探石油和天然气的主要手段，同时也是其它矿产资源的的重要勘探方法。并广泛用于研究地球内部结构、工程勘探和检测、地质灾害预测方面。当可控源产生的地震波遇到不同波阻抗的地层时将发生反射、折射等现象，此时通过地面上所安装的测量仪器接收、记录弹性波的数据并转换为高精度数字采样流，采集后用计算机分析处理，从而推断出地下的地质构造。

根据复杂山地地震采集的需求，当前盛行的地震仪系统庞大复杂，随着采集道数的增多，电缆线会变得越来越笨重，其在复杂山区因运输携带不便、布设困难等原因极大地影响了施工效率，使其采集工作难以开展。

地震仪必须具有高精度的数据采集、时间同步、记录存储等功能。

目前，地震仪采用的数据传输方式主要包括有线传输方式和无缆存储式地震仪。有线地震仪是由有线系统发送指令和传送数据。地面震动传感器（检波器）通过多芯电缆线（大线）将模拟信号传至主机系统。因模拟电压信号在电缆线中存在着幅度衰减、道间相互串扰、以及天电和工频电干扰等问题；此外，随着道数的增多，大线会变得十分笨重以至十难以实现更多采集道数，因而在应用中受到限制，尤其在复杂的山区，要付出大量的人力和物力。

无缆存储式地震仪采用采集站的形式来实现。采集站与检波器间仍采用有线的方式予以数据采集，通过采集站收集检波器的模拟信号并储存。施工完成后，采集站的数据通过有线或无线的方式传输至PC机进行处理分析。这种地震仪虽然摆脱了大线的束缚，但这种方式的实时性较差，无法监测环境质量，无法实时观察地震波的质量，若采集数据存在的误差较大，需要再次地震取样的程序较为复杂。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种体积小质量轻、灵活性好、定位准确、同步精度高、传输速度快、存储能力强、功耗低的便携式山地无线地震勘测系统，实现了上位机与采集器之间的数据传输及实时控制，能够提高勘探质量、降低野外工作的劳动强度，适合于复杂山地的石油、煤、气等地质矿产资源的勘测。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种便携式山地无线地震勘测系统，其由上位机和与所述上位机无线通讯的采集器构成；

所述采集器包括检波器、数据采集模块、主控制模块、GPS模块和第一无线传输模块；

所述数据采集模块由自检模块、滤波网络、模拟开关、前置放大和A/D转换器构成；所述自检模块的相应输出端分别接检波器、滤波网络、模块开关和A/D转换器的相应输入端；检波器的输出端依次经滤波网络、模拟开关和前置放大接A/D转换器；

所述主控制模块包括ARM9模块、与ARM9模块双向连接的Flash和SDRAM；所述ARM9模块与A/D转换器双向连接；

所述GPS模块和第一无线传输模块分别与ARM9模块双向连接；

所述主控制模块还包括SD存储卡，所述SD存储卡与ARM9模块双向连接。

所述上位机包括计算机和与所述计算机双向连接的第二无线传输模块。

所述采集器还包括网路接口和USB接口，所述网路接口和USB接口分别与主控制模块双向连接。

优选的，所述检波器采用动圈式检波器。

上述技术方案中，上位机用于人机交互、存储记录及处理地震数据；人机交互包括初始化参数设置、系统状态的实时监控、地震波形实时显示、测线管理、日志记录控制和地震资料的回放管理；采集器实现地震数据的采集、数据转换、数据存储和数据上传的功能。上位机与采集器通过第一、第二无线传输模块实现无线通讯。无线传输模块主要负责网络的启动和配置，对安装在野外的采集器建立网络连接，形成自组织网络；第一无线传输模块中设置大容量存储卡，采集的地震数据存储在笔记本中，同时也保存在所述大容量存储卡里，实现数据冗余，以防数据丢失造成的不必要损失。同时存储卡里的数据可以方便携带，提高了数据共享的便利性。