11959.基于時(shí)分采樣技術(shù)的三分量數(shù)字地震檢波器研制

1、分類號(hào)UDC學(xué)校代碼：10616學(xué)號(hào)：2011020468成都理工大學(xué)碩士學(xué)位論文基于時(shí)分采樣技術(shù)的三分量數(shù)字地震檢波器研制沈統(tǒng)指導(dǎo)教師姓名及職稱庹先國(guó)教授申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別碩士專業(yè)名稱測(cè)試計(jì)量技術(shù)及儀器論文提交日期201405論文答辯日期201406學(xué)位授予單位和日期成都理工大學(xué)(年月)答辯委員會(huì)主席／b^▲評(píng)閱人坐華k皿2014年5月摘要基于時(shí)分采樣技術(shù)的三分量數(shù)字地震檢波器研制摘要油氣資源是當(dāng)今世界能源消費(fèi)中的最主要組成部分，其儲(chǔ)量水平

2、和勘探水平直接制約著一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的水平。地震勘探是目前油氣資源勘探中的常用且有效的方法，地震檢波器的性能直接決定著地震勘探儀器的優(yōu)劣，目前常規(guī)的地震勘探方法和設(shè)備己經(jīng)相對(duì)較為成熟，同時(shí)也取得了豐碩的成果。但是在地質(zhì)結(jié)構(gòu)夠極其復(fù)雜的山地地區(qū)，在不同因素的作用下，使得地震資料的采集非常困難，并且數(shù)據(jù)質(zhì)量不高。因此，復(fù)雜山地的地震勘探對(duì)地震勘探的儀器和方法都提出了新的要求。針對(duì)復(fù)雜山地地震勘探的需求，本文依托于國(guó)家自然科學(xué)基金重大科研儀器

3、設(shè)備研制專項(xiàng)“復(fù)雜山地多波寬頻帶地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研制”和國(guó)家杰出青年基金“核地球物理勘探技術(shù)儀器開(kāi)發(fā)及應(yīng)用研究”，從三分量地震檢波器的研制出發(fā)，以時(shí)分采樣技術(shù)為基礎(chǔ)，開(kāi)展了MEMS慣性傳感器在地震檢波器姿態(tài)檢測(cè)中的應(yīng)用研究、數(shù)字硬件濾波器的研究以及檢波器低紋波電源設(shè)計(jì)等幾個(gè)方面的研究，論文中所涉及的主要關(guān)鍵技術(shù)和目前取得的成果如下：(1)時(shí)分采樣技術(shù)在三通道數(shù)據(jù)地震采集中的應(yīng)用。利用采樣頻率變換技術(shù)，對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的插值和抽取，然后

4、通過(guò)相應(yīng)的數(shù)字濾波器，即可對(duì)采樣的序列在頻率上做出相應(yīng)的變化。這種方法取代了傳統(tǒng)的三通道并行數(shù)據(jù)采集電路，減少了系統(tǒng)中分立器件的個(gè)數(shù)，從一定程度上提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低了系統(tǒng)的成本和功耗。(2)基于MEMS慣性傳感器組合的三分量檢波器姿態(tài)定向技術(shù)研究。慣性傳感器組內(nèi)部集成低成本的三分量MEMS陀螺儀、三分量MEMS電子羅盤和三分量MEMS加速度傳感器，通過(guò)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)融合算法來(lái)獲取檢波器的姿態(tài)信息。得到檢波器的姿態(tài)信息之后，不僅可以為檢

5、波器的安裝提供參考，還可以為后期的數(shù)據(jù)處理提供更多的數(shù)據(jù)，采用這種方法可以取代傳統(tǒng)能量近似估算的方法，降低后期的數(shù)據(jù)處理的難度。(3)基于CS5378硬件數(shù)字濾波器的檢波器采集電路研制。利用CirrusLogic公司提供的套片方案實(shí)現(xiàn)地震數(shù)據(jù)的采集，相對(duì)于傳統(tǒng)的方案，不僅在一定程度上縮短了檢波器研發(fā)和測(cè)試周期，而且專用的方案在整個(gè)檢波器的動(dòng)態(tài)范圍、噪聲水平控制、功耗等方面都有傳統(tǒng)方案不可比擬的優(yōu)勢(shì)。雖然，套片方案的成本偏高，但是結(jié)合時(shí)分