地震勘探系统设计方案

1、地震勘探系统设计方案1、数据传输部分根据数据传输量，最大采样时间长度为6秒，最大采样频率为2000Hz，采用24 位AD采样，获得每个采样点3个字节数据，按照最大矩阵8000个地质检波器计算， 起爆一次记录数据的位数为：6X2000X24X8000=2.304Gbits，要求一分钟之内数据传 输完成，其传输有效波特率为：2.304Gbits/60s=38.4Mbps/s。按照最高传输效率0.8计 算，实际传输波特率至少为48Mbpd/s。如此高的速率的高速传输，不能采用CAN，232, 485等低速总线。必须采用高效 率的调制来传送数据。数字调制有幅移键控（ASK）、频移键控（FSK）和相移键

2、控（PSK）三种基础形 式。当然也可由这三种基本形式组合成联合键控，例如mQAM调制就是幅度和相位的 联合键控。此外，还有编码正交频分复用（C OFDM）。mQAM监控利用幅度和相位联合建控，充分利用了波形空间，若采用64QAM，相 比来说，一次可以传送6个位的数据，相当于提高6倍。而对于256QAM则一次可以 传送8个位的数据，只需6M的带宽即可传送48Mbps的数据。故而，高速数据传输采 用QAM调制方式传输。此外，在检波器的电源管理上，通过485总线进行低速通讯，控制处理器管理检波 器的工作与否，这样就可以避免高速通讯带来的大功耗。2、系统整体规划因为整个地震测量系统中，需要连接很多检波

3、器，其排列范围可达到10km，有线 通讯很难再10km的长度上达到8M的带宽，所以在整个系统中需要多个“中继站”来 传递数传信号，两个中继站之间的连线不超过100m，这样可以保证高速通讯。当然，QAM调制需要电路将为复杂，并且成本也较高，在几十个至上百个检波器 的数据采集，可以采用一个小网络来采集数据，采用其他速度较低的编码类型，电路简 单可靠。将一个小网络的数据汇总，再通过高速通讯，传给车载总控制器。在整个系统中，系统的供电时最大的问题，检波器阵列较为庞大，如果采用集中供 电，总电流将很大，所以得分开采用蓄电池供电。考虑到检波器信号采集器以及检波器 的功耗，一般单个蓄电池所供电的检波器数量不

4、会很多，如果将检波器的功耗控制的非常低，一个蓄电池就可以给更多的检波器供电。再设计中，应尽量降低检波器的功耗。整个系统框图如下：3、检波器检波器将地震传感器的信号采用AD转换，转换为数字信号，然后通过供电器控制 数据传输，采用速率较低的CAN或者485总线通讯。4、供电器供电器将地震检波器的数据通过CAN/485总线汇总，并通过QAM调制，将数据 发送到检波器信号采集器。并将上端的QAM信号重新整形后发送到下端；将下端的 QAM信号重新整形后发送到上端，使得QAM信号通讯干扰降到最小，使之传播更远。 并通过蓄电池给几个检波器供电。5、检波器信号采集器检波器信号采集器将多个供电器的QAM传输的数据汇总，并通过QAM发到高速 数据通讯线上。高速数据通讯线上的下行QAM信号，重新整形后发送到下端。6、总控制器检波器信数据通讯线上交流电源一网线US