地震勘探仪器复习提纲详解.doc

地震仪器复习提纲第一章 绪论1、地震勘探的任务是什么？地震勘探:用人工方法激发地震波,研究地震波在地层中传播规律,以查明地下地质情况,为寻找油气田或其他勘探目的服务的物探方法(精度高/R高/勘探深度大/石油勘探最有效方法)2、地震勘探仪器的任务是什么？地震勘探仪器的任务：是在地表激发地震波并把返回地表的地震波接收和记录下来。3、地震勘探技术有哪几个环节？环节:(采集/处理/解释)最关键:采集技术(如果不过关,无论采用多先进处理软件和方法,都不能处理出理想地震剖面,得到正确地质信息)4、地震资料的采集技术主要涉及哪些内容？地震资料的采集技术涉及众多内容，大致可分为采集设计、采集方法、装备制造和项目管理。进一步可细分为采集设计、采集技术、质量控制、基础资料管理、信息技术、HSE、测量、装备制造等。（采集设计，地震波的激发和接收（优化采集参数，优化试验方案），质量监控与评价，野外队伍施工）5、什么是震源效应？地层效应？震源效应：震源及其激发条件对激发波波形的影响。地层效应：地震波在地层中传播时受到的各种影响。6、地层效应在哪几个方面对地震波造成影响？波前扩散、吸收效应、反射和透射7、什么是反射波的运动学特征？动力学特征？反射波的运动学特征 与反射波到达时间有关的特征，如到达时间、速度等，称为运动学特征。动力学特征 地震波的波形特征称为动力学特征，它包括振幅特征和频率特征。8、一般是如何界定地震信号的频率范围的？ 地震信号的频率范围随震源及其激发条件、地层的选频吸收作用、反射界面的深度和性质等因素而改变。一般认为其下限由有意义的最深反射界面确定可低至10Hz以下，上限由有意义的最浅反射界面确定，可高达250Hz以上。第二章 震源及同步系统1、炸药震源的激发方式有那几种？井中爆炸、水中爆炸、坑中爆炸和空中爆炸，其中井中爆炸效果最好，是陆地地震勘探中最常用的一种激发方式。2、 在使用炸药震源时，如何选择激发岩性和深度？在理论研究和实地试验的基础上，结合地震勘探中震源激发的有关经验，选取最佳激发条件时，应考虑以下因素：一）激发岩性 与深度 1）、激发岩性：一般应选取潮湿的可塑性岩层，如胶泥、粘土、湿沙等。这样的岩性可使大量的爆炸能量转化为弹性震动能量，使激发的地震波具有很强的初振幅。2）、激发深度：常规地震勘探中，选取放炮深度的主要出发点是要提高地震资料的信噪比。一般有两种做法：一是使激发井深大于通过调查得到的面波最大波长。因为随着深度的加大，又激发所产生的地表面波能量变弱，有利于提高信噪比；二是选在低速带底以下35m处。其理论依据是，可以认为低速带地界面（一般相当于潜水面）是一个较强的反射界面，在界面下激发有利于增强向下传播的地震信号的能量。由于能量主要向下传播，有利于减弱面波。二）激发药量的选取 在这里我们要从讨论炸药震源爆炸机理及激发条件对分辨率的影响入手来讨论药量的选取问题。1）、球状集中式药包的爆炸机制球状震源的纵波位移方程 假设在均匀各自同性的无限大的弹性介质中，挖一个半径为a的球形空腔来模拟实际的炸药震源的爆炸。2）、激发子波的振幅、频率与药量的关系 位移与药量大小的定量关系，可以从爆炸原理中得出，在爆破理论中认为球形集中式药包的药量大小与爆破岩石的体积成正比，即为Q=qV，其中Q为炸药量，q为单位体积岩石的炸药消耗量，V为爆破岩石的体积。三）激发方式及药包几何形状的选取四）炸药与岩石的耦合及炸药爆速的选取五）药包起爆点的选择3、 为什么要选择长药柱震源？对于球状集中式药包来说，增大药量有利于提高分辨率但有对频率的高截作用，不利于提高分辨率。为了找到在地表勘探中既能增大药量又不至于降低激发主频，同时能提高信噪比和分辨率的方法，我国的的地震工作者曾经做过了探讨，取得了一定的经验。利用细长药柱震源是一种有利于提高分辨率的激发方式。4、 为什么要选择低爆速炸药？当炸药的爆炸速度等于药包周围介质的传播速度时，最底下药包爆炸所形成的波前在垂直向上与它上面几个药包的波前同相相切，即波的射线在垂直向下的方向上是一致的。垂向应力同相叠加（成倍增加），具有明显的方向性，而在其它方向上各药包的波前为异相，这种强的垂向应力有利于激发出强的纵波，并增大了波的下传能量。当爆速大于介质中的波速时，各药量的波前就不会相切。爆速越是大于介质速度，这种现象越明显，定向性越差。5、 分析激发子波的振幅、频率与药量的关系A=CQ*1/3激发子波强度/振幅正比于药量的1/3次方,A随Q增大有极限值,Q>时,A增量很小,激发的能量主要用于岩石的破碎=(爆破能量),小部分转化为弹性波能量fp=CQ*-1/3激发子波频率/峰值频率反比药量1/3次方,同理f随Q增大而减小也有极限值。对于球状集中式药包来说，增大药量有利于提高分辨率但有对频率的高截作用，不利于提高分辨率。6、 什么是多级延迟炸药震源？多级延迟爆炸激发机理与长药柱震源基本一致。也是针对深层勘探提出的一种炸药激发方式。一般认为，该激发方式能在保证地震波频率的前提下有效提高地震波能量。延迟爆炸激发时，每节炸药都可以看作点源，当地震波传播速度正好等于炸药激发速度，且各点源炸药所产生的孔穴之间距离较大时，孔穴下部的疏松介质对下行地震波的吸收影响最小，此时剪切波能量也最小，垂直向下传播的地震波能量最大。这种方式能在常规地震勘探的人射角范围内有效克服由于非球形炸药激发引起的地震波传播的方向性的影响。7、 什么是可控震源？采用可控震源工作时，为什么一定要用相关叠加技术？可控震源是根据相关分析的理论，利用液压震动器产生的频率和震动时间可控的信号作为输入地下的地震信号的一种震源设备。应用这种设备进行地震勘探的理论依据在于对地震波能量的计算。 对于一个延续时间为Dt =t2-t1的地震脉冲S（t），它的能量表达式为：显然，ES的大小与地震波的幅度S（t）有关，同时也与延续时间D t有关。因此，要增大有效波的能量ES有两个途径：一个是用增加炸药量的办法来增加地震脉冲的振幅，但这种办法前面我们讲过，会受到一定的限制，对增大有效波的振幅并不显著。二是增长地震脉冲的延续时间D t，但信号延续时间过长又降低了分辨力。为了解决这一矛盾，有人提出了根据相关分析理论的连续振动法（脉冲压缩记录法）。 这种方法是向地下输入延续时间很长的连续振动信号作为激发源，在地面接收反射回来的这种长持续时间的反射信号，然后与参考点的连续振动信号作相关，最后得出用相关函数表示的地震记录。这样作的结果，不仅可以提高有效波的能量，而且在相关过程中有效地压制了干扰，提高了信噪比。 在相关记录上，只有相关子波峰值出现的时刻才是反射波到达的时间。8、 如何观察冲击震源和可控震源的记录？在相关记录上，只有相关子波峰值出现的时刻才是反射波到达的时间，在冲击震源形成的记录上，幅度跳变时刻被认为是反射波到达的时间。9、 为什么要配备震源同步系统？由一般哪几部分组成？同步震源遥控爆炸系统，简称遥控爆炸系统，或叫遥控爆炸机。因为它是为实现地震勘数字化而研制的，所以又称为震源同步遥爆系统，简称震源同步系统。由三部分组成：一个称编码器，通常装在仪器车里，通过电缆与地震仪连接；一个称译码器，也叫起爆器（爆炸机），通常在炮点使用，受编码器控制，用来启动震源；另一个是电台，它跟编、译码器组装在一起，起信号和语音传输作用。10、 同步码的设计必须考虑哪些问题？同步码设计:保密性(某1发出的信号只有与它配套的2能够识别并执行,同时1也只能识别接收与之配套的2发出的信号,两者间联系一一对应)；可靠性(对于接收的同步码,即使受到一定程度干扰,让不能影响其主要特征,从而可以被识别执行)第三章 地震检波器1、理解地震检波器的分类原则检波器分类:1.自然频率高低(低频/中/高)2.应用环境(陆上/海上/沼泽)3.电学原理(电磁式/涡流式/压电式)4.检测的力学参数(速度型/加速度型/压力型)5.接收地震波的震动方向(单分量/三分量/四分量)2、 理解电动式检波器的运动方程、输出电压方程、自然频率、阻尼系数、振动形式等概念电动式检波器(速度型)(幅频响应:高通滤波器):1.运动方程:通过分析线圈受力情况和电动式检波器各部分的运动关系,导出线圈运动x与地面运动z的关系d2x/dt2+2hdx/dt+w02x=- d2z/dt2,其中h为衰减系数=(+s2/R)/2M,s为机电转换系数2.输出电压方程:在运动方程基础上进一步导出电动式检波器输出电压与地面运动的关系d2V/dt2+2hdV/dt+w02V=- G0 d3V/dt3 ,其中G0=R0/R*s3.w0=sqrt(k/M)自然频率,w0越低,接收深层低频能力越强,压制面波能力越弱.k为弹簧弹性系数/M线圈与线圈架组成的惯性体质量 4.阻尼系数D=h/w0 5.振动形式:电动式检波器输出电压v随时间t的变化规律,固有振动特点(输入信号消失后输出要延迟一段时间,故当检波器固有振动延续时间>相邻界面反射时差时,检波器输出的两界面反射信号无法分辨,检波器固有振动延续时间应缩短) 6.D<1欠阻尼,输出电压的固有振动为衰减的正弦振动;D>1过阻尼,非周期性且衰减迅速;D=1临界阻尼,周期振动向非周期过渡的状态 7.从频率响应来看,若将电动式检波器输出电压频谱与地面震动速度频谱之比称为传输函数H(jw),振幅谱为G(w),D<1/sqrt2时,D增尖峰减且向高频移动;D>1/sqrt2,G(w)单调递增趋于G0;D=1/sqrt2,最佳阻尼,属于欠阻尼3、 理解涡流检波器的概念，搞清涡流检波器与动圈式检波器主要区别点涡流的概念：把一个块状的金属(导体)放在变化的磁场或让它在磁场中运动时，金属块内部将产生感生电流。因为这种电流在金属块内自成闭合回路，很像水的漩涡，故称为涡电流，简称涡流。 主要区别点：涡流检波器就是利用涡流特性而制成的检波器，它不同于动圈式检波器，是一种提升高频信号的加速度型检波器，它具有较好的高频特性，组串测量时检波器的信号干扰小，且各个检波器的阻尼参数不发生变化等 特点,主要用于石油、煤田和天然气等高分辨率地震勘探，是一种新型的陆地地震检波器。(1)涡流检波器是加速度型检波器，而不是速度型检波器(2)涡流检波器的接线柱与线圈之间具有可靠的连通性(3)涡流检波器的频率响应与常规速度型检波器的频率响应曲线是不同的涡流vs动圈:1.w是加速度型检波器d是速度型检波器d是将漆包线绕在铝制线圈架,当线圈架惯性体在磁场运动时就在铝制线圈中产生涡流,对运动形成阻尼作用,线圈中检测出的信号正比于速度;w,涡流不仅用来提供阻尼,主要用来产生磁场,这个磁场作用来产生信号源.在固定检波器线圈中所产生出来的信号是二次能量转换产生的一个次级响应,正比于加速度2.w的接线柱与线圈间具有可靠连通性由于常规动圈式检波器的输出由可动线圈产生,故必须对可动线圈进行电路连接.有两种方式来完成连接:1.转芯结构:让线圈沿轴线悬挂在两个弹簧片上可作旋转,簧片内装有弹性导电滑环,用弹簧片和导电滑环作为可动线圈电路连接的一部分;2.在可动线圈和检波器的顶盖的接线柱之间没有相对运动,线圈的接线端就可以直接焊接在检波器的接线柱上,故电路有极可靠的连通性,引线簧和旋转滑环接触都不需要了,d采用1,w采用2 3.w与d的频率响应曲线不同:>0频段,速度型的幅频特性是水平的,而加速度型的开路电压幅频特性按6dB/oct增加,故可对大地和对高频信号的吸收起到一定补偿作用;<0频段,加速度型比速度型每倍频程衰减快,低切滤波效果好4、 为什么海上压电检波器要做成两个背靠背的弯曲片形状？在海上勘探过程中，由于勘探船的拖动和海浪冲击，海上压电检波器中的压电传感器将不断地收到加速度的作用，致使压电原件上将受到与质量成正比的惯性里的作用而产生电荷输出。为了消除这种加速度产生的噪声，海上检波器通常做成两个背靠背的弯曲片。当地震信号引起检波器附近水压变化时，两弯曲片形变相同，产生相同极性的电荷彼此相加，在输出端产生信号电压。在加速度作用下，两弯曲片形变相反，产生的电荷彼此抵消，在输出端不产生加速度噪声电压。5、 理解光纤Bragg光栅检波器的概念光纤Bragg光栅地震检波器是利用光栅的波长调制原理，即利用外界的微扰振动来改变光栅的栅距，再转化为对应的波长变化量，通过检测波长的变化来测量加速度的大小来制成的。利用光纤Bragg 光栅制成地震检波器,与一般光纤传感器与普通机械、电子类传感器相比,不仅具有抗电磁干扰能力强的特点,而且其传感信息包含在波长上, 在传输过程中不受光强的影响,光源输出功率的波动和中间连接部分的光损在光纤Bragg光栅传感器的研究中几乎不用考虑。所以，光纤Bragg光栅传感器作为一种新型的光无源器件，具有抗干扰性强、寿命长、复用性好、能实现对现场的实时在线绝对测量、测量范围广、稳定性能好等优点。6、 理解数字检波器的概念、工作原理、主要特点数字检波器:和传统检波器在原理和功能上完全不同.ct以电磁感应方式将地震信号转换为模拟电信号输出,sz以重力平衡方式(MEMS技术)将地震信号直接转换为高精度的数字信号数字检波器特点:1）数字地震检波器的性能指标与传模拟检波器相比，最大的特点是：谐波畸变指标小于0.003%，这一指标与当代最先进的遥测地震数据采集系统相比差不到一个数量级。而传统模拟检波器的谐波畸变字表最小也只能为0.03%。数字检波器的动态范围可达到105dB以上，它与当代最先进的遥测地震数据采集系统的动态范围相比仅差十几分贝。2） 数字检波器具有超低噪音特性，其噪音指标优于-147dB/HZ。3） 数字检波器具有极高的向量保真度；4） 数字检波器的输出频带十分平坦，在1500HZ范围内始终保持平直，而输出为零相位。5） 由于数字检波器内有24位电路，所以检波器的输出为24位数字信号，输出相位为零相位。6） 数字检波器的内部结构完全不同于动圈式常规模拟检波器，它不受外界电磁信号干扰的影响。7）、在野外排列上，每3道仅用一个三分量数字检波器，从而大大减少了地面设备的数量和劳动工作量。与数字检波器相配套的采集站内部已去掉了所有模拟电路部分，仅保留数据传输电路，这使得地面站变得更为简单、体积小，并使系统的稳定性和可靠性得到了进一步的提高。8）、数字检波器埋设不受倾斜的影响9）、由于三分量数字检波器所具有的优异性能，因此，它成为P波或多波勘探最理想的工具，是目前石油行业唯一能够向地球物理学家提供全波场地震信号、改善在复杂地区地震成像和岩性信息的检波器。10）、三分量数字地震检波器都是加速度型的检波器，如果与传统的速度型模拟检波器混用同时进行数据采集时，需要对地震数据进行特殊处理，一种是对速度型的数据进行处理使之变为加速度型的数据，另一种是对加速度型的数据进行处理使之变为速度型的数据。7、 掌握海上地震勘探中二次定位的方法和原理在进行海底地震数据采集工作时，根据GPS或其它的定位系统在预先设计的测线位置上施放检波器电缆，导航提供的测量资料只是检波器离开放缆船到达海面的位置，这是海底地震勘探的一次定位。在海洋勘探中检波器是通过抛掷或机械放缆方式放在海底的，由于受到海流、潮汐、船速以及检波器沉降速度的影响，检波器很难放到设计位置，当在水面按照预定位置施放的检波器电缆到了海底往往并不会按原先设定的位置成直线分布，很可能偏离设计测线，检波器在海底的实际位置和导航成果也存在一定的偏差。有时这种偏差可能非常严重，这种偏差由于其不确定性对最终采集资料影响很大。如果再按照原先设计位置去处理数据和解释，就会造成很大的误差。这就需要对已经下落到海底的实际检波器电缆位置再进行定位，也称二次定位。二次定位有事先和事后，事先二次定位就是在数据采集前进行定位，事后便是采集后再定位。目前常用的方法有声波定位和初至波方法。声波定位系统是一种测距定位系统, 或者说是一种圆一圆定位系统。 对于海洋勘探来说，震源船上都装有GPS和实时导航系统，可以准确记录震源的位置。通过其它方法测定震源到检波器间的距离，以震源位置为圆心，以测定距离为半径画圆，应用两个震源点画出的两个圆能够确定出两个交点，理论上检波点应在其中之一，需要第三个震源点排除其中一个交点，剩下的交点即为实际的位置。 初至波二次定位系统的主要原理是根据地震波在海水中的传播速度（v）及接收点（检波器）接收到初至波的时间（t）, 计算出炮检距s（s=vt）。根据多点（一般大于3）测距后的圆一圆定位原理进行定位, 确定各检波点位置,这与声波二次定位的原理是一致的。但初至波定位系统确定出检波点位置后, 便可利用检波点坐标计算炮点坐标。把炮点坐标与现场DGPS定位的炮点坐标进行比较, 如果精度达不到客户的要求, 则重新拾取初至, 人工校正初至的拾取。这样也检验了检波点定位的精确性。第四章 数字地震仪采集系统1、掌握数字地震仪的组成原理，搞清集中式和分布式地震仪器的差别数字地震仪的组成原理：监视系统记录系统采集系统控制系统采集系统数传系统记录系统监视系统统统控制系统从上面地震仪的组成可以看出：不管是集中型还是分布型地震仪，它们都由采集、记录、显示和控制主机几大部分组成。这样，地震数据的采集过程从时序上看，是一个开环链路数据接力传输流程，即从炮点能量激发开始，仪器便进入采集状态，此时地震波经检波器输入到采集系统，地震数据就经由每一个相关环节源源不断地传到主机并记录磁带直到完成整个记录长度。地震仪的构成:1.前放电路(起阻抗作用,消除检波器连接线上引入的共模干扰和对输入信号进行增益放大作用)2.高通陷波低通滤波器(分别消除地震信号中存在的低频工频高频干扰)3.多路转换开关(将m道地震道分时采样=单刀多掷开关)4.浮点放大器(将每个子样幅值放大2*G倍,G为整数阶码)5.模数转换器(把经由浮点放大(主放)后的子样幅值转换成二进制数码D,D为尾数)浮点二进制数N=2-G*D代表子样脉冲的幅值,正负由符号位表示如果是四个空:填写(采集/记录/显示/控制主机)集中式(常规地震仪):采集电路系统位于仪器车内,m道公用一个主放电路系统,故要多路转换开关分时接通每道信号进行采集 分布式(遥测地震仪):采集电路系统分布在排列上的采集站内,每个站有一个主放电路系统.如每个站控制n道地震道,n道公用主放电路2、 理解各种站、线的概念采集站：连接检波器的站单元，主要功能是完成模拟地震信号的拾取、数字化、存储和转发。 交叉站：用于测线之间的连接和测线与记录仪器的连接以构成采集排列的站单元。增音站（中继站）：为了使测线能够方便地通过江河、高速公路之类的障碍，保证数据畅通的站单元。 电源站：用于在大线上生成直流电压给采集站供电。采集大线：采集站之间的互连电缆，一般为多芯电缆。交叉线（数传电缆）：交叉站之间和交叉站与仪器之间的互连电缆。其功能除数据传输之外还兼作传送排列加电命令。加长线：如果两个采集站之间有障碍物，使连线受阻而必须加长时所用的电缆。组成的野外排列3、 前置放大器的设计要考虑哪些因素，为什么？（1） 、高共模抑制比：由于交流电特别是雷电产生的干扰电压主要是以共模形式出现在两根线上，其峰值远大于地震信号电压的幅度，故提高前放输出信噪比关键在于增大前放的共模抑制比。（2） 、低噪声放大：由于前放产生的噪声被后面各级放大，因此，仪器的噪声主要由前置放大器的噪声决定。要降低仪器的噪声，关键在于减小前方部分的噪声。（3） 、输入阻抗匹配：为了使检波器输出的地震信号电压尽可能大地传输到前放输入端，就要求前放电路要有适当高的差模输入阻抗。4、 为什么新一代遥测地震仪都尽量不用模拟滤波器？如果地震信号中的频率分量被采集滤波器滤掉的话，在磁带记录上也就不复存在，今后资料处理时也不可能被恢复。因此，为了在磁带记录上尽可能多地保留地震信息，采集滤波器的通频带应该尽可能宽一些，这样做虽然会使一部分的频率也被记录下来。5、 理解采样定理的概念，如何计算假频？1）频率域 式中ws 称为采样频率，wN 称为折叠频率，也称为Nyquist频率，wmax 为信号的最高角频率。2）时间域式中t称为采样间隔，fmax为信号的最高频率。 由采样定理知，位于折叠频率右侧与信号频率范围0fs对称的频率范围如存在高频干扰的话，采样后它们就会以同样的幅度“折叠”到信号的频率范围上形成干扰，从而出现假频。用低通滤波器从离散信号中恢复原信号的条件是采样频率大于信号最高频率的两倍。6、 理解-24位A/D转换器的原理-模数转换器原理:采用过采样的一位编码技术和数字抽取滤波技术实现.转换对象不是传统的地震子样的幅值,而是采样点波形的变化趋向,即对同一道地震信号的两个相邻采样点之间的差值进行一位编码,之后再用数字抽取(分样)+数字滤波的方法获得高位(20-24位)的数字信号 过采样:用大于Nyquist频率许多倍的f>=256kHz对模拟信号进行采样.故电路中可省假频滤波器/采样保持放大器,消除了一部分噪声源和非变性线畸变 分样:用<过采样频率许多倍的较低f对过采样产生的一位数字信号再进行抽取=数字抽取,需满足采样定理24位A/D转换器有关参数:转换位数n,满刻度值m:则动态范围20lg2(n-1)大;量化单位m/2(n-1)小;量化电平2(n-1)多;分辨率1/2(n-1)高,完全适应输入地震信号120dB7、 理解SN408UL仪器地震区域网络和采集链概念1）、408UL仪器地震区域网络:408UL系统突破了传统遥测技术设计局限,采用了被称为”综合遥测技术”或者说”地震区域网络”思想.网络遥测技术的核心是将计算机网络中的节点概念引入到遥测地震仪系统中,从而将遥测仪器系统作为一个计算机网络去对待.即把外线排列中的采集站/交叉站等各种地面电子设备都定义成网络节点,并通过仪器系统软件区控制和管理.408UL地震区域网络由控制节点、记录节点、数据缓冲节点和若干个采集节点构成，如下图所示：采集节点间可用有线或无线方式连接，中心站与这些节点之间可通过有线、无线或有线/无线混合方式连接，如图所示2）、采集链 在408UL系统中，设计了被称为采集链（Link）（也有人称为链接站）的部件。所谓采集链，表面上看来是将传统意义上的传输电缆（大线）与采集站结合为一体。但事情远不是这么简单，决不是传输电缆与采集站的简单组合。实际上，由于发生了许多质的变化，因此它体现了Sercel一种全新的设计思想。采集链的设计思想之一为了减少插头数目，因此使用铸模技术将FDU（野外数字单元）与传输电缆压接在一起。同时，也可以进行拆卸，无论是2D还是3D，还是3C或4C都能够改变系统设置。新的采集链还有更大的适应性，因为检波器可以直接连接到采集单元上，从而取消了抽头，或检波器可成为采集单元的一部分，或采集单元可以装上数字加速度检波器，这一切可以任意选择。采集链上的核心部分是被称为FDU的采集站（Field Digitizer Unit-野外数字单元） 。FDU包含了传统采集站的全部功能，其关键技术仍然采用 -å24位ADC，FDU仍设计为单站单道，其内部只有一块高度集成的电路板，同外壳连在一起，体积只有拳头般大小。 采集链的长度和结构可以根据需要设计。Sercel公司推出的采集链结构有三种选择：其一是包含一个FDU、总长度为55m的采集链；其二是包含三个FDU，FDU间距（道间距）为55m，采集链总长度为165m；其三是包含六个FDU，FDU间距为27.5m,采集链总长度仍为165m。8、 掌握SN408仪器地震采集子网通讯协议内容 408UL采用成熟的TCP/IP通讯协议，来完成测线管理部件（LAU）与其它的LAU、FDU或CM408通讯，而制定了地震采集子网通讯协议。 1、主要设备之间的通讯协议： 1）LAU和FDU之间的同步通讯（仅通过“大线”完成）：从“主LAU”到FDUs传送指令，同时从FDUs到“从LAU”传送地震数据及状态。2）CM408和LAU之间或LAU和之间的通讯（通过“大线”或“交叉线”完成）：高级协议（TCP/IP）采用异步方式；全双工通讯；循环冗余校验和“握手”；自动发送报文组；广播信道共享；电源接通时，自动更新和确定“路由表”；对冗余信息的多重转发能力。9、 SU6采集站有几块板组成，各自的功能是什么？ SPARK-GAP板，I/O板和主板 SPARK-GAP板：在采集站输入输出端口均接有电涌放电管，以防止静电高压甚至雷电击毁电路元件。 I/O板：主要包括作为数据缓冲器的EQULIZER（均衡器）和电源，负责把电源站送来的48V直流电压变换成±5V和+3.3V的直流电压；均衡器把来自ADC的6道并行的数据流变成串行的单一数据流而加以发送，同时作为前沿命令和后沿数据的转发器。 主板：包括了6个道模块（CHANNEL MODULE）和带有锁相环的SUREP及测试信号发生器等。其中最重要的是道模块，SU6中的道模块分属6个模拟地震道，其输入端分左、右两个大线插头，地震信号经过前放（*1、*4、*16）以后，直接进入r- åA/D转换器被转换成24位精度的串行数据，再经过SUREP编码，并由均衡器把这6路串行数据变成1路加以发送。第五章 地震数据传输1、掌握SN388仪器中以太网的概念及数传原理这里所说的以太网实际上就是一条直径为1/4*0.033m的同轴电缆,一个50W的电阻加在同轴电缆的末端,用来防止信号的反射。在仪器里面用作HCI与APM之间的数据传输链,是一条特殊的数据总线，数据链符合IEEE802.3标准 数据传输原理 网络上的每个节点所发送的数据块与其它节点无关。如果发生了冲突，则信号将成为不可读的，并令其晚些时候再次发送。为了尽可能的减少冲突，在以太网数据发送过程中采用了一种叫CSMA/CD（载体监听多路访问/冲突检测）的方法，其原理是：发送器在发送数据之前先“听”，并且在整个发送过程中都在“听”。这期间如果“听到”即检测到了一个冲突，则发送器便立即停止数据传输，同时发出一组全“1”信号以警告其它所有节点，当这个随机的冲突时间过后，发送器再重新开始数据传输。2、 理解SN388仪器的APM中的叠前、叠后的概念叠后相关，即先把各次扫描数据在MPM#2内进行叠加，把叠加的结果再在FTP内进行相关；叠前相关，即是把第一次的扫描数据先在FTP中进行相关处理后送入MPM#3，然后第2次、第3次等多次扫描的数据也都是先进行相关再进入MPM#3与上一次的相关结果进行叠加。3、 理解SN388仪器中“鬼线”的概念及作用交叉线除具有数据传输的功能外，还具有传送排列加电命令PWCT的作用。PWCT是CCU向排列上的PSU发出的加电命令，命令它启动内部的升压电路，把48V直流通过采集大线中的一对电源线加到SU的电源输入端，从而启动SU开始工作。这里的PWCT实际就是一个+5V的直流电压，但是交叉线中并没有专门用来传送这个PWCT的线，而它确实又能传送，这就是所谓的一对“鬼线”传送。4、 掌握SN388地震仪的建排与数传原理排列数传示意图如下电源启动和排列供电当CCU发出电源启动PWCT命令后，该+5V通过一对“鬼线”转换，当交叉站检测到PWCT命令后自动加电，并产生以下作用：（1）CSU的一个指示灯亮，指明连接的测线作为大线的低枝，未亮的一端为测线的高枝。（2）CSU在大线上产生供采集站使用的电压约48V，此时相当于PSU。（3）PWCT信号沿大线分别向高、低枝传输，用于开启所遇到的PSU，PSU收到PWCT命令后，将+12V输入电压经功率提升器提升至50V，分别对高、低枝的采集站供电。另外，PSU对PWCT信号检测提升，产生用于采集站转发器（SUREP）检测的“电源启动OK”应答信号和将PWCT信号传向下一级。传输原理数据传输原理网络上的每个节点所发送的数据块与其它节点无关。如果发生了冲突，则信号将成为不可读的，并令其晚些时候再次发送。(1)数传线中的双极性信号传输(2)大线电缆中数据传输的顺序 A、中心站指向交叉站和采集站的命令传输B、交叉站指向中心站的数据和状态回收 (3)排列的建立( SN388数传采用双极性归零码，有利于接收端同步提取。每8.96MHz的一个周期含一位码,每一位码元占半个周期,约为55ns.数字“1”用正脉冲表示,数字“0”用负脉冲表示,电压幅度在±1V之间。当中心站执行排列加电命令，中心站不间断地发出两种排列连接命令码，每帧3.1微秒.指令码的作用是在中心站未进行排列“查看”(look)前,就将排列连通,由此大大节省了中心站“查看”和“建排”(CHECK LINE)的时间.(2)大线电缆中数据传输的顺序1)中心站指向交叉站和采集站的命令传输 由CCU发出的建排采集等命令以8.96MHz的速率同时沿交叉线中的两条传输环路到达交叉站,并分别向高、低枝传输 。 向交叉站低枝传输的命令顺序启动所经过的采集站（此启动过程中所经过的采集站内部的SUREP都处于消极状态）。当采集命令启动低枝最末端的采集站后，整个低枝的采集站启动完成，由此转入数据的反向传输，即按从最末端的采集站向交叉站方向的顺序，逐个将数据放在传输线上（此过程中采集站的SUREP均处于积极状态）。 与低枝情况相反，向交叉站高枝传输的命令顺序启动所经过的采集站，并同时带走该站的数据或状态（此启动和采集过程中，采集站内部的SUREP处于积极状态），指令和数据位流经过高枝的最末端反向传输时所经过的采集站的SUREP仅做转发，因此 ，处于消极状态。2)交叉站指向中心站的数据和状态回收 当交叉站接收大线上来的数据并向中心站传输时，又出现两种情况： a.当交叉站的高、低枝具有同等数量的地震道数，则交叉线中的两条数传环路分别对应于高、低枝的8.96MHz,相当于两条并行的8.96MHz数传通道. b.当只有高或低枝时,交叉站则均分从高(或低)枝的一条8.96MHz通道来的数据将其分别放在交叉线的两条环路上,传回中心站.)5、 掌握基带信号、载波信号、调制信号等的概念基带信号：被传送的原始信号载波信号：发射机中的高频正弦信号调制信号：调制产生的信号6、 掌握数字信号的三种载波调制方式所谓调制，就是按基带信号的变化规律去改变载波的某些参数的过程，按照使用的载波不同，调制方法有用正弦型高频信号作为载波的正弦调制和脉冲串作为载波的脉冲调制两大类。无线电传输系统所采用的是正弦波调制。按照调制信号所控制的参数不同，正弦波调制又可分为幅度调制、频率调制和相位调制。按照调制信号不同，正弦波调制又分为模拟调制和数字调制。利用数字信号的离散取值特点去键控载波的振幅、频率和相位。便可分别获得所谓的振幅键控（ASK）、相位键控(PSK)、移频键控(FSK)等三种调制方式。1） 幅度键控(ASK) 假定调制信号是单极性不归零的矩形脉冲序列，并以此为基带信号去控制载波的幅度，当信号为“1”时，输出载波 “0”码时输出载波幅度为0。2） 频率键控(FSK) 频率键控就是利用数字基带信号控制载波的频率来传输信息。例如：“1”码用频率f1来传输，“0”码用频率f2来传输。因此，FSK可看作是两个交错的ASK信号之和，其中一个载频为f1，另一个载频为f2。3） 相移键控（PSK）利用载波振荡的相位变化来传递信息，分为绝对调相（PSK）和相对（差分）调相（DPSK）两种形式。绝对调相利用载波相位（初相位）的绝对值来表示数字信号。7、 什么叫正交幅度调制？理解MQAM的概念正交幅度调制（QAM，Quadrtune Amplitude Modulation）就是用两个调制信号对频率相同、相位正交的两个载波进行调幅，然后将已调信号加在一起进行传输或发射。如果接收载波相位偏移了90°，则解调器输出为零，利用这一特点，可以在同一信道中传送二路双边带信号而相互不干扰。A路调制器的载波I与B路调制器的载波Q相差90°，故称正交调幅，这种调制方法的频谱利用率与单边带传输相同。 QAM是幅度、相位联合调制的技术，它同时利用了载波的幅度和相位来传递信息位，因此在最小距离相同的条件下，QAM星座图中可以容纳更多的星座点，即可实现更高的频带利用率，目前QAM星座点最高已可达256QAM。用两路二电平码送到两个互为正交的A、B调制器去，得到平面信号图为4个矢量端点，称这种正交调幅为4QAM。将二路四电平码送到A、B调制器，调制后信号可用16个点表示，这种正交调幅称为16QAM，送两路8电平码调制后称为64QAM，。通常把信号矢量端点的分布图称为星座图。8、 掌握无线通讯的几种类型从国内外生产的无线遥测地震仪按照信息传递的方向与时间来区分，通讯方式可分为单工方式和半双工方式两种类型：单工方式：任何时候都只能由甲发乙收或乙发甲收的固定单方向传输。 半双工方式：一段时间甲发乙收，另一段时间乙发甲收的交替轮换的传输。全双工方式：任何时间都可甲乙双方收发的传输方式。9、什么是频率合成技术？频率合成：可从一个频率极其稳定的电磁波出发，在计算机或微处理器控制下，合成出大量的高稳定度、高准确度的频率。利用锁相环技术实现频率合成、相干检测、跟踪滤波、低门限接收、数字信号同步等。10、 掌握BOX遥测地震仪的无线中继原理BOX系统的无线中继工作方式，可以解决因无线电屏蔽而使记录仪和采集站无法正常通讯的问题。可以选择任何二个采集站来组成无线中继站，这一对采集站应该放置在照顾全局的地理位置上，使得其中一个可以和记录仪直视进行通讯，另一个可以和盲区的采集站进行通讯。这一对中继采集站是靠一条中继电缆线连接起来的。第六章 地震数据记录1、掌握介绍的几种记录方式的编码原则目前用于常规地震仪磁带记录1、2,用于遥测地震磁带记录2、31）.反向不归零制:在记录方式中,记录“1”=位元中心处发生磁化翻转;记录“0”=位元中心处不产生磁化翻转.读出“1”=有正脉冲/负脉冲产生;读出“0”=无电压脉冲产生2）.调相制:在记录方式中,记录“1”=位元中心处磁化翻转由负变正,记录“0“=从正变负,两者相位差180.连续出现两个”1/两个0=为了维持上述规则,在两位元边界处再翻转一次;读出0=在位元中心有负数据脉冲产生;读出1=在位元中心有正数据脉冲产生;连续读出两个1=两位元边界处有负相位脉冲产生;连续读出两个0=两位元边界处有正相位脉冲产生3）.成组编码制:严格说,不是一种记录方式,是一种记录方案。因它最终还是采用1的磁带记录方式,只不过要记录的数据不是直接按1制记录在磁带上.而是先进行一些变化处理.a.把经过格式编排的07轨上待记录的原始数据按每7个字节为一组，并针对这7个字节的数据形成一个错误校验码E(ECC)字节,附在这7个字节之后,每个字节和该字节的p校验码构成一“行”,这8行数据构成一个数据组b.把每个数据组分成两半,即分为两个数据子组c.每记录完15