11959.基于時分采樣技術的三分量數字地震檢波器研制

1、分類號UDC學校代碼：10616學號：2011020468成都理工大學碩士學位論文基于時分采樣技術的三分量數字地震檢波器研制沈統指導教師姓名及職稱庹先國教授申請學位級別碩士專業(yè)名稱測試計量技術及儀器論文提交日期201405論文答辯日期201406學位授予單位和日期成都理工大學(年月)答辯委員會主席／b^▲評閱人坐華k皿2014年5月摘要基于時分采樣技術的三分量數字地震檢波器研制摘要油氣資源是當今世界能源消費中的最主要組成部分，其儲量水平

2、和勘探水平直接制約著一個國家經濟發(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備己經相對較為成熟，同時也取得了豐碩的成果。但是在地質結構夠極其復雜的山地地區(qū)，在不同因素的作用下，使得地震資料的采集非常困難，并且數據質量不高。因此，復雜山地的地震勘探對地震勘探的儀器和方法都提出了新的要求。針對復雜山地地震勘探的需求，本文依托于國家自然科學基金重大科研儀器

3、設備研制專項“復雜山地多波寬頻帶地震數據采集系統研制”和國家杰出青年基金“核地球物理勘探技術儀器開發(fā)及應用研究”，從三分量地震檢波器的研制出發(fā)，以時分采樣技術為基礎，開展了MEMS慣性傳感器在地震檢波器姿態(tài)檢測中的應用研究、數字硬件濾波器的研究以及檢波器低紋波電源設計等幾個方面的研究，論文中所涉及的主要關鍵技術和目前取得的成果如下：(1)時分采樣技術在三通道數據地震采集中的應用。利用采樣頻率變換技術，對采樣數據進行簡單的插值和抽取，然后

4、通過相應的數字濾波器，即可對采樣的序列在頻率上做出相應的變化。這種方法取代了傳統的三通道并行數據采集電路，減少了系統中分立器件的個數，從一定程度上提高了系統的穩(wěn)定性，降低了系統的成本和功耗。(2)基于MEMS慣性傳感器組合的三分量檢波器姿態(tài)定向技術研究。慣性傳感器組內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，通過簡單的數據融合算法來獲取檢波器的姿態(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，還可以為后期的數據處理提供更多的數據，采用這種方法可以取代傳統能量近似估算的方法，降低后期的數據處理的難度。(3)基于CS5378硬件數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現地震數據的采集，相對于傳統的方案，不僅在一定程度上縮短了檢波器研發(fā)和測試周期，而且專用的方案在整個檢波器的動態(tài)范圍、噪聲水平控制、功耗等方面都有傳統方案不可比擬的優(yōu)勢。雖然，套片方案的成本偏高，但是結合時分