浅层地震勘探中的无线同步装置研究

张林行, 裴利然, 孙自超, 王 聪

(吉林大学 仪器科学与电气工程学院, 长春 130061)

0 引 言

浅层地震勘探是利用专门仪器检测、 记录人工激发地震的反射波、 折射波的传播时间、 振幅、 波形等, 从而分析判断地层界面岩土性质和地质构造的一种地球物理勘探方法[1,2]。浅层地震勘探仪器是浅层地震勘探中最为精密和关键的设备[3]。而数据采集的同步精度和无线传输技术成为衡量浅层地震勘探仪器的重要指标。时间同步的测量精度直接影响到地震观测记录的质量, 是地震数据分析和地震波反演工作所需的极有价值的数据[4]。随着浅层地震勘探环境的恶劣化和勘探领域的扩大化, 目前主流的有线遥测地震仪在某种程度上很难满足实际需求[5], 进而要求浅层地震勘探仪器必须轻便[6]。无线遥测地震仪不仅减轻了野外工作的负担, 而且也避免了大线所固有的道间串音、 天线干扰、 工频干扰等问题[7], 所以无线、 同步、 便携、 低功耗是浅层地震勘探仪器系统设计的关键。目前较为成熟且应用较为广泛的无线通讯方式主要有GPRs、WiFi、Imote2、Zigbee和超宽带脉冲等, 但能满足本设计要求的却很少, 如GPRS网络, 虽然能满足通信距离的要求, 但其通讯速度较低, 无法满足快速传输大量地震数据的要求； WiFi虽然能满足传输速度的要求, 但现实环境无线干扰太多, 无法保证数据准确度； Imote2能满足无线同步但协议复杂并且主要应用于传感器网络[8]; Zigbee技术速度较慢并且无法穿过障碍物[9]；……