GPS时钟同步地震勘探仪器设计应用范文

【摘要】随着经济的不断发展，保证人们的安全显得是否十分关键，一旦发生地震所带来的就是灾难性的后果，所以地震的勘探显得十分重要，所以就出现了GPS时钟同步地震勘探仪器，该设备是一种现代化高科技的地震勘探设备，该设备能够集采集数据、记录数据为一体，结合多种采集方式，同时与GPS时钟同步技术相结合，对地震的数据进行收集整理以及后期处理，该种技术的出现是对传统的地震勘探技术的挑战，本文就该技术展开探讨，就设计思想、工作方法以及工作原理展开讨论。

【关键词】GPS时钟；震勘探；设计思路；工作原理；同步控制爆炸单元

引言：

经济不断发展，人们对于地球的探索也越来越深入，对于地震的勘探主要分为两个方面，第一种是老探区的精准探索，另一种是新探区的探索以及复杂地形的勘探，对于复杂地形的勘探来说，运用传统的勘探手法是行不通的，因为复杂地形的土质可能存在问题，布线方面也可能存在问题，所以就需要运用新技术，本文对此展开探讨。

一、该系统的设计思想

GPS同步地震勘探仪器的主要设计思路是想要实现无人看守以及全自动的功能，能够设计出一种较为轻便，施工也灵活，操作简单能够实现智能化的新型地震仪，能够满足复杂的地形，能够全天侯的进行信息的采集以及记录，该系统的硬件结构是由DCPU与BLU两部分组成，该GPS与传统的地震勘探仪器的结构是不同的，彻底了改变了其结构。该仪器的勘探方法是依据施工观测系统布置好接受点的处理单元，利用定位系统定时启动放炮单元。处理单元运用GPS时间信号对信息进行采集，所采集到的数据通过人工或者网络的方式进行回收，然后再进行后期的数据处理与编排，最终将数据转换到磁带或者其他形式的储存物上。在质量的控制以及检验上，该系统的稳定性和可靠性都比较高，能够实现单元自检与自测，而且随时随地都能完成，能够对其中重要的项目进行检查。另外，DPCU结构所采用的结构为防水全封闭式结构，该系统有着三种采集方式，即连续采集、定时采集以及触发采集。

二、系统的工作原理

连续采集原理是在进行数据采集时，将采集到的数据经过一个存储器，该存储器是一种先进先出的结构，即FIFO，对所采集到的数据进行适当的缓冲以及存储，当存储量大概在一半左右时，该存储器会对主机发送信号，当主机接收到这个信号时，就对存储器中的数据读取并进行运算，然后将其转入到硬盘之中存储。在此种情况下，只要数据处理以及存盘的速度比数据采集的数据快，连续采集就能够继续的进行下去。影响连续采集的另一个要素就是时间问题，运用GPS的秒脉冲作为高精度的时钟源，能够满足对于地震勘探的高精度的要求。对于此GPS系统来说，采集资料的后期处理是十分关键的，该种数据处理的优点就是单炮记录长度、覆盖次数能够根据实际情况进行改变，能够达到运用最少的成本完成整个数据采集。

三、GPS时钟同步数据采集记录与处理

整个GPS时钟系统是运用稳定程度高的嵌入式计算机，该计算机主要由五部分组成，即模拟部分、数字部分、CPU部分、GPS时钟以及触发电源所组成，整个部件是运用太阳能电池所进行供电，运用GPS进行命令及参数的输入。笔者就组成部分展开探讨。1、模拟部分。模拟部分的功能主要是对所接受到的数据进行处理，对每道工序都进行控制，现阶段在模拟方面的技术与发达国家相比已经相差不大，每道工序都运用了模块化的设计，能够用软件进行控制，在每道模块里都存在输入保护电路、输入开关电路等等，而板上所测试的信号源能够同模块上面的输入开关电路进行相互的配合，来进行仪器的检查以及地震道的性能测试。2、数字部分。数字部分的主要功能是产生自身以及各模拟板的所需的测试信号，将模拟完后的数据进行处理编排，最后再输送到计算机上进行存储，数字部分主要是由数字滤波部分、FIFO存储与时序逻辑部分所组成的，将控制逻辑部分的数据送至FIFO，然后根据FIFO与模拟部分的状态向计算机发送状态信息。3、GPS时钟部分。该部分主要是运用GPS的高精度的特点为仪器提供时钟信号，另外，还能形成相应的时间代码以及位置方面的代码，为了之后的计算机书写文件时使用，该部分主要是由GPSOEM板、时钟发生器、以及定时触发电路所组成的。4、电源部分。该部分主要功能是运用外接的12V太阳能电池组为整个系统提供电能，同时能够运用太阳能板为电池进行充电。它主要是由直流/直流变换器部分与充电部分组成。

四、GPS时钟同步爆炸控制单元

该单元又称为BLU，主要是由DCPU部件、显示部件以及爆炸控制部件所组成，能够记录下GPS的各种信息，BLU具备了DCPU的全部的功能，还额外增加了数据直接分析以及显示的功能、按要求起爆的功能等等，还能够记录GPS信息、爆炸机的状态等等，自动形成数据以备后期的使用。结论：科技的不断发展，人们对于精度的要求也越来越高，多道数地震勘探面临着严峻的挑战，尤其在数据收集以及数据的处理方面，所以我们采用GPS时钟同步技术，该技术不仅仅能够解决数据处理的问题，还能够在一定程度上降低勘探的成本，能够解决距离较远的数据采集，是现阶段地震勘探的主要发展方向。

参考文献

[1]朱俊波.GPS时钟同步法地震勘探仪器的设计与应用[J].中国设备工程,2018(24):151-152.

作者：周刚 单位：黑龙江省大庆市中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司大庆物探一公司