[发明专利]多个基于Σ-ΔADC的地震采集节点的同步采集装置

说明书

技术领域

本发明属于地球物理勘探领域，特别是涉及多个基于∑-ΔADC的地震采集节点的同步采集装置。

背景技术

在地震勘探系统中，美国专利公开号US20100198561A1，公开日2010年8月5日，发明创造的名称为数据采集装置及方法(DATA ACQUISITION APPARATUS AND METHOD)，正如该专利中所述，所有的采集节点必须被同步以使它们有相同的采样时刻。在陆地勘探系统中，成百上千的地震信号采集节点被分布铺设在探测区域。常用的铺设方法是，将许多条由采集节点组成的采集链互连成探测阵进行铺设。每个采集节点的采集过程就是将地震信号数字化为地震数据，然后传送到数据处理中心。在水下地震勘探系统中，由多条探测阵列组成的探测系统被拖曳在勘探船后进行信号采集。

地震信号分析过程中，要求有精确的声源定位信息，假如实际的定位信息与用于地震数据分析的定位信息有差别，则会给地震数据分析的准确性带来问题。目前主流的地震仪标明的采集地震信号的时间同步精度为微秒级，但由于实际采集和记录的数据以样点为单位，所以第一个样点的处理方法是系统同步采集精度的关键，目前国外主流地震探测拖缆的时间同步精度只能够达到一个采样周期，如System Four和ARIE；占市场主要份额的法国Sercel公司的探测系统的同步采集精度也只有0.25ms，因此这些仪器的实际采集同步精度只有毫秒级(详见文献[1]罗兰兵，贾艳芳.首个样点的处理方法对同步精度的影响[J].物探装备，2009，19(4)：219-220.[2]罗兰兵，董世学.地震数据采集系统延迟时研究与分析[J].吉林大学学报(地球科学版)，2005，35(S1)：62-65.文献[3]朱德兵，平利姣，朱自强.浅层地震勘探数据拟同步采集时差分析与实践[J].地球物理学进展.2008，23(6)：1958-1962.)。

美国专利公开号US5978313，公开日1999年11月2日，发明创造的名称为地震勘探系统的时间同步方法(TIME SYNCHRONIZATION FOR SEISMIC EXPLORATION SYSTEM)，该申请案公开了一种地震勘探系统采集地震信号的时间同步方法。但此专利是针对陆上勘探系统，它对于置于水下的勘探系统无能为力，因为GPS同步信号很难被水下的系统接收到。美国专利公开号US6002339，公开日1999年12月14日，发明创造的名称为地震同步系统(SEISMICSYNCHRONIZATION SYSTEM)，该申请案公开了一种地震勘探系统采集地震信号的时间同步方法。但此专利也是针对陆地上的勘探系统，且采用无线通信的形式，同步过程比较复杂。美国专利公开号US20100198561 A1，公开日2010年8月5日，发明创造的名称为数据采集装置及方法(DATA ACQUISITION APPARATUS AND METHOD)，该专利中设计了一种节点采集地震信号的同步方法；但该方法为了达到同步采集的目的，需要在各个节点中设置专门的存储器去存储地震数据，同步协议复杂，且同步精度不高。

发明内容

为克服现有技术的不足，提供一种既能运用于陆上地震勘探系统中，又能运用于水下地震勘探系统中的进行地震信号采集的实现简单、同步精度高的时间同步装置，本发明采取的技术方案是，一种多个基于∑-ΔADC的地震采集节点的同步采集装置，其特征是，分为陆上勘探系统和水下勘探系统两大类，都主要由以下几部分组成：系统控制中心、交叉站或汇总站、采集节点；；

在交叉站中设置一个具有高稳定度和低相位噪声的温度补偿晶体振荡器VCTCXO产生主时钟，交叉站还设置有命令转发器用于转发来自系统控制中心的命令，主时钟一方面作为转发器转发命令的位同步时钟，另一方面也被作为所有采集节点转换地震信号的采样时钟，交叉站将带有主时钟信息的命令一方面向下一个交叉站传送，另一方面，向交叉站所在的链式勘探阵列中的所有采集节点传送，地震数据预处理及转发模块用于将地震数据转发至系统控制中心；