[发明专利]无缆地震仪远程质量监控系统及野外质量监控方法

说明书

技术领域:

本发明涉及一种地震勘探无缆地震仪的远程监控系统及其方法，尤其是一种利用北斗卫星通信技术实现无缆存储式地震仪野外现场工作质量的远程监控系统及其监控方法。

背景技术

目前油气资源地震勘探主要以有缆地震数据采集系统为主，法国Sercel公司的428XL，加拿大ARAM公司推出的ARIES和美国ION公司的Scorpion有缆遥测地震数据采集系统是国内外地震数据采集的主流仪器，然而随着油气资源勘探对地震采集道数需求的增加，有缆地震数据采集系统电缆线的数量和重量急剧上升，使得其野外排列布线困难，尤其是复杂地形地区，人力成本较高，逐渐难以满足高密度、大道距、复杂地形地震勘探的需求。

无缆存储式地震数据采集系统的研发完成复杂地形中对有缆采集系统进行补充或应用于大道距、长时间的连续观测作业。无缆地震数据采集系统通常采用自存储式的工作模式，典型的仪器有法国Sercel公司推出的UNITE采集系统和美国ION公司的Firefly采集系统。这两个采集系统在地震勘探作业中通常是先将采集到的地震波数据保存在内部存储卡中，等勘探作业完成后通过有线或无线的传输方式将数据回收，然而由于这种工作模式缺乏远程、实时、可靠的监视记录和野外现场质量监控手段，因此还不能被普遍推广应用。

Wi-Fi是IEEE802.11系列标准的统称，其传输速率快、安全性高，可集成到已有的宽带网络中，配合路由器组建有线、无线混合网络快捷方便。地震勘探仪器中Wi-Fi常用的组网模式有两种，即AP(无线访问接入点)模式和Ad Hoc(点对点)模式，在野外我们可以用架设AP基站的方式来拓扑无线局域网络的覆盖面积，在采集站中安置的Wi-Fi模块通过无线AP与控制中心建立连接，若想扩大连接范围可以将AP通过有线的方式连接，完成更大面积的网络覆盖，然而在实际勘探应用中AP基站架设困难，尤其应用于二维或者三维勘探工作中，需要更多的基站，较大的影响了施工进度。Ad Hoc是一种无中心、自组织、多跳移动通信网络，结点间通过分层的网络协议和分布式算法相互协调，实现了网络的自动组织和数据的相互交换，这种模式下地震仪可将其采集数据及工作状态信息接力式的传输回控制中心，但是在地形条件复杂的野外环境下，其传输速率及可靠性都得不到有效的保证。

移动网络通信技术已经成为人们工作生活中不可或缺的重要组成部分。该技术具有抗干扰能力强、传输速率高、网络覆盖面广、接入时间短、建设成本低等特点，在地震勘探中可被应用于移动网络信号覆盖范围内的地震台网远程监控，它提高了远程仪器维护的工作效率。郭建等也提出了利用短信进行地震仪控制和数据传输方法。

CN101661111公开了一种“利用短信进行地震仪控制和数据传送的方法及短信控制传送型无缆地震仪”。是在现有无缆地仪采集站中引入手机单元，利用手机短信对无缆地震仪采集站进行状态控制和数据传送。地震仪的采集站由主控单元、采集单元、存储单元、GPS单元、电源管理控制单元和手机单元组成。具有能减少测量工作量，布设采集设备更加灵活简便，方便采用定时放炮同步采集模式，有利于提高施工效率，回收数据灵活，能自动生成SPS文件，自动计算厘米级精度的坐标，以非常简单廉价的方式解决了无缆地震仪没有实时质量控制难题，大大提高了无缆地震仪的使用范围和施工效率的优点。然而道间距大于1km的地震勘探深反射、折射探测作业中，由于其基站的信号覆盖范围有限，对于远程监控地震采集站工作存在一定的局限性，且其数据传延迟时间较长，尤其是对于大量采集站的同时控制或数据接收，会发生信息堵塞的情况，可靠性低，施工效率难以得到保证。

北斗卫星作为北斗通信技术的中继，转发来自地面用户端的定位及通信请求，地面中心站控制端接收到请求后，解析消息后将解算出的位置信息传回用户端或将接收到的接收信息通过北斗卫星转发至另一地面用户端，达到卫星定位及通信的目的。北斗短报文通信技术在应用时具有信号覆盖范围广，安全、可靠性高、控制简单等特点，用户一次可以传送大于100个汉字的报文信息，而民用信息发送的频度通常为30-60s，接收信息则没有频度的要求，对于地震仪基本的控制命令收发及状态信息的传送，北斗短报文通信技术可以满足无缆地震仪基本状态监控数据传送的要求。

发明内容：

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种利用北斗卫星通信技术的无缆地震仪远程质量监控系统及其方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

无缆地震仪远程质量监控系统，是由北斗卫星、主控中心1、采集站2、远程质量监控方法和北斗用户机模块9通信进程管理方法组成：