一種可擴展的大規(guī)模地球物理勘探數據采集系統(tǒng)研究.pdf

1、進行深入而詳細的地球物理勘探是急需的，也是必要的，一方面，進行地球物理勘探能夠幫助人類掌握地下礦產資源的分布，另一方面，能夠有效預警各類地質災害。
　　勘探范圍廣，采樣通道空間密度高是當今大規(guī)模地球物理勘探數據采集系統(tǒng)的發(fā)展趨勢之一。采樣通道數空間密度的提高，使得地球物理勘探的分辨率，信噪比，保真度均得到提高。在傳統(tǒng)的大規(guī)模地球物理勘探數據采集系統(tǒng)中，由于采集站與數據中心之間的聯(lián)系過于緊密，采樣通道數擴展時，對數據中心的性能要求也

2、會提高，這成為了系統(tǒng)擴展的瓶頸。
　　本文在分析采樣通道數擴展對數據采集系統(tǒng)管理能力，存儲能力和授時能力的要求的基礎上，提出一種具有分布式管理能力，分布式存儲能力和分布式授時能力的大規(guī)模地球物理勘探數據采集系統(tǒng)，使得系統(tǒng)在具有良好采樣通道數擴展性的同時，具有高可靠性和高靈活性。
　　在可擴展的大規(guī)模地球物理勘探數據采集系統(tǒng)中，電源站除具有電源管理這一基本功能外，還具有分布式管理能力，分布式存儲能力和分布式授時能力，為采集站進

3、行數據采集提供了完備的條件。將電源站與采集站封裝在一起，成為新系統(tǒng)的基本單元，使得新系統(tǒng)的基本單元具有良好的獨立性，不再依賴于數據中心。在此基礎上，各級站體均具有一定的管理能力和存儲能力。在系統(tǒng)擴展的同時，整個系統(tǒng)的管理能力，存儲能力和授時能力也會相應提高，使得系統(tǒng)具有良好的擴展性，可靠性和靈活性。
　　本論文共分為以下五章:
　　第一章為緒論，闡述了大規(guī)模地球物理勘探數據采集系統(tǒng)采樣通道數擴展的發(fā)展趨勢，分析了傳統(tǒng)數據采集

4、系統(tǒng)中，采集通道數受制于數據中心性能的原因。設計一種可擴展的大規(guī)模地球物理勘探數據采集系統(tǒng)，能夠為地球物理勘探的后期數據處理提供信噪比高，保真度高的采樣數據，從而提高勘探的探測深度和分辨率。
　　第二章闡述了采集系統(tǒng)設計過程中運用到的設計思想，和實現(xiàn)采樣通道數擴展的方法。根據采樣通道在勘探區(qū)域內的分布情況，提出了域的概念，通過賦予系統(tǒng)分布式管理能力，分布式存儲能力和分布式授時能力，使得系統(tǒng)各個域能夠獨立完成數據采集工作，使得數據中

5、心面向的對象成為整個系統(tǒng)，使系統(tǒng)采樣通道數不再受數據中心性能的制約。
　　第三章詳細闡述了可擴展的地球物理勘探數據采集原型系統(tǒng)中，線纜及各類站體的具體硬件實現(xiàn)。描述了各個站體的結構，站體內部各部分之間的接口定義和應用，以及系統(tǒng)數據傳輸的過程，系統(tǒng)時鐘同步的過程以及電源設計。
　　第四章介紹了采集系統(tǒng)已經實現(xiàn)的功能，并對分布式同步時鐘源的精度進行了初步測試，并對測試結果進行了分析。
　　最后是整篇論文的總結與展望，對本原