无缆存储式数字地震仪的现状及展望

本文首先按照数字地震仪的数据传输方式对地震仪进行了分类（有线遥测地震仪、无线遥测地震仪、无缆存储式地震仪）;回顾了无缆存储式地震仪的发展历程,简单分析了无缆存储式地震仪的优点;并对目前国内外的无缆存储式地震仪进行了简单介绍和比较;最后展望了我国发展无缆存储式地震仪的可能性和应用前景.由于无缆存储式地震仪结构相对简单、技术相对成熟,研制开发相对比较容易,非常有利于我国进行自主研发,也是我国石油和天然气行业摆脱地震勘探仪器全部依靠进口的被动局面,在研发数字地震采集系统方面赶上国际水平的有利时机.     

两种斜缆采集正演模拟及虚反射压制效果分析

斜缆采集是近些年发展起来的海上采集技术,主要为了压制虚反射,获得高品质的宽频地震资料。线形斜缆和弧形斜缆是目前最常用的斜缆类型,能够获取较多的高低频信息。针对这两种斜缆采集方式,通过对比不同采集参数的地震记录及其消除虚反射后的数据,发现弧形斜缆采集观测系统明显优于线形斜缆,不仅在波场模拟中表现出较好的特征,而且在虚反射消除的过程中,引入了较小的噪声,能够获得较高信噪比的地震资料。分析模型测试的结果,证明海上地震勘探中更适合采用弧形斜缆。     

一种新型潜标式海洋地震仪及在海洋地震探测中的应用

本文介绍了一种面向全球海洋地震P波长期探测的新型潜标式海洋地震仪.该地震仪不同于传统的固定式陆地地震台站或者坐底式海底地震仪,而是漂浮在海水中一定深度接收天然地震信号,并随着洋流运动.当接收到地震P波信号后,该地震仪可以自动上浮至海面,并通过卫星将数据传回岸基中心,然后下沉到指定深度继续工作.该潜标式海洋地震仪主要由水听器模块、浮力调节模块、通信与传输模块、能源模块以及中央控制模块组成,同时有安全监测功能,以实现准实时、大范围的天然地震P波信号长期监测.该海洋地震仪将突破现有海洋地震观测技术局限,拓展海洋地震监测的时空覆盖范围及监测尺度,为海洋地震研究和地球深部构造提供准确可靠的数据.     

最小二乘反演迭代算法在压制海上变深度缆采集数据虚反射中的应用

海水面的虚反射(鬼波)引起海上拖缆采集数据陷波,导致地震记录频带变窄,而近年发展的变深度缆采集技术,具有多样的陷波特征,通过专门的去虚反射处理方法可获得宽频数据.本文基于已有研究成果,将最小二乘反演迭代压制虚反射算法应用于某海上变深度缆宽频处理.基于频率波数域镜像记录生成方法获得镜像炮集记录,并采用最小二乘解从变深度缆原始和镜像炮集记录中提取上行波.针对镜像炮集记录生成受初始速度模型精度的影响,使得某深度缆接收的上行波和下行波之间的实际延迟时间存在误差,采用最小二乘反演迭代算法最优化计算下行波与上行波之间的平均延迟时间和上行波记录,并采用时空数据窗口滑动克服延迟时间随炮检距和目的层深度变化问题.合成数据及某海上实际变深度缆数据处理测试结果表明,该方法能较好地压制变深度缆由海水面产生的虚反射,能达到拓宽地震记录频带目的.     

分体式宽频带海底地震仪的研制、测试和数据质量分析

基于水平分量和垂直分量噪声数据之间的相关性,可以通过水平到垂直分量的传递函数去除垂直分量的倾斜噪声。本文以2019—2020年磐鲲海底地震仪南海测试的数据为例,描述了该方法的原理和过程,并对比了去除倾斜噪声前后的地震波形以及瑞雷波的频散特征。结果表明：倾斜噪声的去除明显提高了海底地震仪的低频段地震波形的信噪比,使得地震面波更有利于海洋岩石圈深部结构成像;此外,尽管磐鲲海底地震仪的调平系统使地震计的倾角（1.0°）远小于其容倾角（2.5°）,在底流作用下,海底地震仪还是产生了明显的倾斜噪声。因此,地震仪调平系统的性能对海底地震仪的数据质量有着非常重要的影响。     

分体式宽频带海底地震仪的研制、测试和数据质量分析

宽频带海底地震仪（OBS）是进行海洋岩石圈结构成像等地震学基础研究的核心仪器设备.本文介绍了南方科技大学自行研制的分体式宽频带OBS（命名为磐鲲）的设计特点及其在南海深海区的测试状况;并对于设备性能和数据质量进行了细致分析.除了分体式结构以外,磐鲲还具有独特的抗底流设计、地震计自动分离装置、宽频带地震计（100 Hz~120 s）、以及低功耗和长工作时间等特点.与2012年在南海进行的地震观测实验中的OBS设备相比,磐鲲在回收率、水平方位确定、调平装置以及时钟精度等OBS设备的基本性能方面都有了明显的提高;更为重要的是,得益于独特的抗底流结构,磐鲲记录的地震波形质量有了较大改善,尤其是水平分量,达到了与附近陆地台站相近的数据质量,而低频成分（>10 s）的噪声水平低于国际同类OBS.这些分析说明磐鲲记录的数据可以实现绝大多数地震学研究目标,包括应用于接收函数和各向异性等需要使用三分量地震数据的常用方法.此外,其数据的宽频带特征,尤其是较高质量的低频信号（如长周期面波的频散特征和低频体波的有限频效应）,将更有利于研究海洋岩石圈和上地幔的深部结构和过程.

     

数字地震仪系统传递函数的一种计算方法

随着科学技术的发展 ,近年来我国地震观测大量采用数字地震仪系统 ,并将逐步取代原模拟记录系统 ,这是地震观测工作中的一大飞跃 .它使我们有可能更快地进行大震速报 ,更方便地从地震记录中获取更多、更真实的来自地球内部介质和震源过程的信息 ,从而进行更深入的地震科学研究 .由我国港震公司生产的速度型数字地震仪系统包括FBS 3A宽带反馈式地震计 ① 、EDAS 3型地震数据采集器以及电信传输系统和计算机系统 .当地震发生时 ,仪器记录了地震信号 ,而我们从计算机中读出的信号只是一些无量纲整数 ,并非是真正的地动速度或地动位移 ,它必…     

基于波动方程的上下缆地震数据鬼波压制方法研究

本文发展基于波动方程的上下缆鬼波压制方法,推导了上下缆地震波场频率波数域波动方程延拓合并公式.基于Fourier变换的波场解析延拓确保上下缆资料振幅相位的一致性,消除了长拖缆远偏移距信号的计算误差,同时具有较高的计算效率;上下缆地震波场的波动方程法合并有效解偶鬼波干涉,实现综合利用上下缆地震数据压制鬼波.理论模型数据和实际采集地震数据的测试表明了方法的有效性.     

分布式多通道电磁采集站及其监控软件的研究与实现

随着中国经济的高速发展,能源矿产的消耗不断加剧,地质勘探也不断向着更深、更复杂的方向发展,对具有自主知识产权的适用于大深度金属矿勘探的地面电磁探测系统的需求愈加迫切.本文设计研发了一套用于地面电磁探测系统中的分布式多通道电磁采集站,并结合无线局域网和最新的窄带物联网(NB-IoT)及云平台技术分别实现了中短距离控制软件和超远距离状态监控软件的设计.研制的采集站包含有6个电道和6个磁道,支持感应式磁场传感器、高温超导磁力计和磁通门磁场传感器等多种磁场传感器,可支持CSAMT和MT方法观测,采用分布式架构,通过阵列式布设可以进一步实现三维观测.整套采集系统在不同的气候和地质条件下进行了大量的实验,验证系统性能指标达了到目前国际先进水平,同时相比国外同类产品具有信号通道多、功耗低、体积小、重量轻、便于网络化控制等特点.     

地震数据采集器关键技术研究

介绍为满足地震监测要求而应用于地震数据采集器设计的一些关键技术,详细分析影响地震数据采集器的信噪比、时钟精度和标定系统精度的原因,并提出相关设计方法,给出设计实例.     

超声地震物理模型连续数据采集系统

介绍了超声地震物理模型实验数据连续采集系统．该系统将传统使用的间断采集方式改变为连续采集方法．实际应用表明．此系统具有可靠性高、实时性能好以及智能化程度高的特点．使用Windows98／2000连续采集应用程序模拟三维地震勘探实验只需要一个星期左右完成,将实验时间缩短了二十多天。     

强震前单台测震学异常综合研究——以喀什地震台为例

利用喀什地震台1980～1996年单台地震报告资料，以震中距200km、150km、100km3种空间尺度为界进行地震频度、b值、缺震、η值、小震调制比、地震危险度D等方法的计算分析，尝试研究提取台站周围6级以上强震前，各种方法的前兆异常特征。研究结果表明，强震前多种方法存在不同程度的中短期异常，对应地震在150km范围内，远场对应效果不好。多种方法在3种空间尺度条件下的异常反应，与未来强震的空间范围存在一定的经验相关。     

节点地震采集系统发展现状

地震仪器是地球物理勘探的核心装备,伴随地震勘探技术的进步,几年即可推出一代新设备。近年来,随着节点技术的发展,节点地震采集系统逐步应用在各个领域,且效果较好。结合地球物理勘探技术的发展需求,介绍主流陆地节点地震仪器的特点与应用,分析存在的问题及改进方向,希望促进对节点仪器的了解和应用。     

一种多波宽频地震数据采集设计与仪器实现关键技术

随着多波多分量技术的发展,宽频数据采集逐渐成为地震勘探的发展趋势.通过高保真获取全波场信息,并尽可能保留高频有效成分,进而利用多种波场信息相互验证和补充,是提高地震勘探精度的有效方法.受仪器带宽限制,常规设备在高频段很难同时保持高分辨率和大动态范围特征,在多波地震采集时,极容易出现分辨率不足和限幅失真等现象,极大影响多波多分量方法的实际应用效果.鉴于此,本文给出一种利用积分器、高频ADC、DAC和抽取滤波器构成的低成本宽频数据采集方法.通过构造环路滤波器（调制器）,对高频ADC输出数据中的量化噪声二次整形,并配合抽取滤波,对带外噪声进行有效压制.实际测试表明,通过精细电路结构设计,采集站有效分辨率可达24位（采样率为2 kHz）,动态范围超过140 dB,SNR达142 dB.相比传统设备,其采集数据在5~25 Hz的低频段和100 Hz以上的高频段都具有更加丰富的有效信息,非常适合多波多分量数据采集.

     

地震台站管理与仪器装备运行保障系统

为了提高地震观测台站的信息化管理水平,保障仪器装备高效稳定运行,促进台网数据交互共享,针对台站管理和装备保障业务关于省地震局-市县地震局-中心台的三级用户需求,以台站基础信息管理、仪器运行状态监控、技术保障信息管理为设计主线,利用ASP.NET 4.0和SQL Server 2008技术,以B/S模式采用Visual C#语言设计一套基于Web的地震台站和技术设备管理保障系统。用户根据不同权限,通过局域网即可实现对台站和仪器设备的基本信息管理、仪器安装运行管理、设备维护维修登记、实时设备运行监控、运行统计评估报表产出、信息展示等功能,具有较好的实用价值和推广前景。     

高分辨低漂移的数据采集技术研究

对于测震观测,大动态和宽频带是当代最主要的技术特征,其关键设备是反馈地震计和24位数据采集器.通过引入调制解调技术来克服由于半导体器件低频噪声和环境温度变化引起的长周期漂移,提高长周期频段数据采集的技术水平.     

TDE系列地震数据采集器

ＴＤＥ系列地震数据采集器是一套１６位（ＴＤＥ－２１６Ｃ）／２４位（ＴＤＥ－２２４Ｃ）地震数据采集器。该采集器为低功耗、程控增益、现场模数转换,其带宽为（０～２０Ｈｚ）,动态范围为９０ｄＢ（ＴＤＥ－２１６Ｃ）／１２０ｄＢ（ＴＤＥ－２２４Ｃ）。采集器通过接收ＧＰＳ信号产生精确定时。介绍了该采集器的技术设计方案、性能及实际应用效果。     

数字地震台网文件自动传输系统的设计

为完善数字地震台网数据服务处理功能,使用DOS脚本及汇编语言,设计开发了网络文件自动传输系统--AFTFRSD Version 1.0,每天完成前台机地震实时数据自动传输到后台机.本系统可应用于各省数字地震台网中心.