428XL地震儀器DSU3的重要問題分析

孔春超

摘 要：2012年到2013年在委內(nèi)瑞拉JUNIN4項目中BGP投入使用DSU3（數(shù)字三分量檢波器）15000道，高速高品質(zhì)圓滿完成了此項目，體現(xiàn)了DSU3與常規(guī)檢波器對比巨大的優(yōu)勢。但在對于一些問題的探討如數(shù)據(jù)冗余重采樣問題、噪音值的標(biāo)定問題，DSU3定向問題以及用地震局域網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸問題，有必要做一探討，希望能對以后428儀器的野外使用有所幫助。

關(guān)鍵詞：DSU3 數(shù)據(jù)冗余重采樣 噪音值標(biāo)定 DSU3定向 地 震局域網(wǎng)絡(luò)

中圖分類號：P631 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）06（b）-0085-01

隨著勘探技術(shù)水平的提高，人們對地震信號的精度要求越來越高，傳統(tǒng)的常規(guī)檢波器獲取的信號已經(jīng)不能滿足勘探的需求。隨著微電子芯片技術(shù)的不斷發(fā)展，全新的數(shù)字地震傳感器應(yīng)運而生。它先后由美國I/O公司和法國Sercel公司推出，從單分量發(fā)展到三分量。本文介紹的DSU3數(shù)字三分量檢波器，每個檢波器內(nèi)裝有三個互相垂直的傳感器，以記錄質(zhì)點振動速度向量的三個分量，同時記錄縱波、橫波、轉(zhuǎn)換波。常規(guī)檢波器是直接利用運動線圈兩端產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢作為地震響應(yīng)信號，而DSU3數(shù)字檢波器感應(yīng)的是一個可變電容器微機電系統(tǒng)，英文縮寫為MEMS。當(dāng)受到地震波激勵時，MEMS的電容量發(fā)生變化。通過適當(dāng)?shù)哪M電路，可以把電容量的變化轉(zhuǎn)換成電壓信號，并加以數(shù)字化。在2012年到2013年的JUNIN4項目中BGP投入使用DSU3設(shè)備15000道，高速高品質(zhì)圓滿完成了此項目，下面對使用中一些問題做一探討。

1 數(shù)據(jù)冗余重采樣問題

在428XL儀器DSU3使用之前，Sercel工程師告訴我們不推薦單線帶道超過300道檢波器，儀器單邊不超14條線。但是這不能滿足我們生產(chǎn)的需要，向周圍施工的白俄羅斯隊請教，被告知超過14條線使用沒有問題，于是我們按照生產(chǎn)計劃施工，但偶爾會出現(xiàn)傳輸錯誤，這些數(shù)據(jù)通過Sercel的重采樣技術(shù)得到回傳。數(shù)其據(jù)回傳其原理（CRC錯誤處理）如下：

系統(tǒng)實現(xiàn)了一種算法，允許采集在發(fā)生CRC錯誤時繼續(xù)進(jìn)行，而非停止采集并顯示錯誤信息。在出現(xiàn)CRC錯誤的任何幀中，每個FDU的四個0.25毫秒樣點被前一個幀的四個對應(yīng)樣點所取代。隨后對這些 0.25毫秒FDU樣點進(jìn)行濾波，結(jié)果為一個內(nèi)插值（在2毫秒采樣率下，4個復(fù)制樣點被 508個樣點卷積起來）。相應(yīng)路徑顯示為橙色。在SEGD記錄中，采集過程中受到CRC錯誤影響的記錄道被標(biāo)為“edited”（已編輯）。

雖然手冊告知我們對數(shù)據(jù)影響不大，但是在后期的處理過程中，這種炮還是視為無效炮（如圖1實際采集數(shù)據(jù)冗余對比）。紅色部分是重采樣數(shù)據(jù)，能夠看出數(shù)據(jù)還是有比較明顯的差別。如果出現(xiàn)這種錯誤，最好斷開排列重新叫醒然后繼續(xù)生產(chǎn)。另外更換完大線后，最好做野外測試，不然也偶有此類現(xiàn)象發(fā)生。

2 噪音計算問題

DSU-428樣本噪音值用加速度值來換算不同于以往常規(guī)檢波器用電壓值測算，為了控制野外噪音，需要對其轉(zhuǎn)換。由于廠家提供手冊中沒有DSU3噪音值得算法，我們參照408-DSU進(jìn)行分析，磁帶上來自DSU-408地震道的數(shù)字按如下方式轉(zhuǎn)換成實際加速度單位：如果子樣是由低滿標(biāo)所記錄的，將子樣值乘以記錄道頭段擴展數(shù)據(jù)塊#7字節(jié)9-12中的數(shù)字，除以204。3 三分量檢波器方向定向問題

Sercel儀器DSU3-428中的三個檢波器定向遵循右手坐標(biāo)系定向法則。3C極性的 SEGD約定428XL 數(shù)據(jù)記錄符合SEGD對3C極性的約定，也就是說：三個分量以垂直軸向下的“右手”三軸坐標(biāo)系作為參照系?？梢园延沂秩种复砣齻€分量上的檢波器：大拇指垂直方向，食指指向排列方向，中指指向于排列交叉方向。

4 地震局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

通過交叉站的網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)解決掉排列后耽誤生產(chǎn)的問題，排列從一端斷掉了，如果正在采集那么此炮會廢掉，但是下一炮可以從另一個端叫醒，繼續(xù)生產(chǎn)，節(jié)約更換設(shè)備的時間，保證施工效率。通過充分利用428儀器的地震區(qū)域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，減少換線時間，保證生產(chǎn)效率。

5 結(jié)論

通過正確了解和使用上面的知識和技術(shù)，希望能夠?qū)ξ覀冊谑褂?28XL儀器和DSU3的過程中有所幫助，能夠讓我們更好的利用它的優(yōu)點，避開它的缺點，給物探儀器同行提供更好的幫助。另外由于人水平有限，如果有不足之處，希望各位同行能多提意見。

參考文獻(xiàn)

[1] 法國Sercel公司428用戶手冊[Z].2012.

[2] 法國Sercel公司.428XL v5.0-TRAINING COURSE GUIDE[Z].2012.endprint

摘 要：2012年到2013年在委內(nèi)瑞拉JUNIN4項目中BGP投入使用DSU3（數(shù)字三分量檢波器）15000道，高速高品質(zhì)圓滿完成了此項目，體現(xiàn)了DSU3與常規(guī)檢波器對比巨大的優(yōu)勢。但在對于一些問題的探討如數(shù)據(jù)冗余重采樣問題、噪音值的標(biāo)定問題，DSU3定向問題以及用地震局域網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸問題，有必要做一探討，希望能對以后428儀器的野外使用有所幫助。

關(guān)鍵詞：DSU3 數(shù)據(jù)冗余重采樣 噪音值標(biāo)定 DSU3定向 地 震局域網(wǎng)絡(luò)

中圖分類號：P631 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）06（b）-0085-01

隨著勘探技術(shù)水平的提高，人們對地震信號的精度要求越來越高，傳統(tǒng)的常規(guī)檢波器獲取的信號已經(jīng)不能滿足勘探的需求。隨著微電子芯片技術(shù)的不斷發(fā)展，全新的數(shù)字地震傳感器應(yīng)運而生。它先后由美國I/O公司和法國Sercel公司推出，從單分量發(fā)展到三分量。本文介紹的DSU3數(shù)字三分量檢波器，每個檢波器內(nèi)裝有三個互相垂直的傳感器，以記錄質(zhì)點振動速度向量的三個分量，同時記錄縱波、橫波、轉(zhuǎn)換波。常規(guī)檢波器是直接利用運動線圈兩端產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢作為地震響應(yīng)信號，而DSU3數(shù)字檢波器感應(yīng)的是一個可變電容器微機電系統(tǒng)，英文縮寫為MEMS。當(dāng)受到地震波激勵時，MEMS的電容量發(fā)生變化。通過適當(dāng)?shù)哪M電路，可以把電容量的變化轉(zhuǎn)換成電壓信號，并加以數(shù)字化。在2012年到2013年的JUNIN4項目中BGP投入使用DSU3設(shè)備15000道，高速高品質(zhì)圓滿完成了此項目，下面對使用中一些問題做一探討。

1 數(shù)據(jù)冗余重采樣問題

在428XL儀器DSU3使用之前，Sercel工程師告訴我們不推薦單線帶道超過300道檢波器，儀器單邊不超14條線。但是這不能滿足我們生產(chǎn)的需要，向周圍施工的白俄羅斯隊請教，被告知超過14條線使用沒有問題，于是我們按照生產(chǎn)計劃施工，但偶爾會出現(xiàn)傳輸錯誤，這些數(shù)據(jù)通過Sercel的重采樣技術(shù)得到回傳。數(shù)其據(jù)回傳其原理（CRC錯誤處理）如下：

系統(tǒng)實現(xiàn)了一種算法，允許采集在發(fā)生CRC錯誤時繼續(xù)進(jìn)行，而非停止采集并顯示錯誤信息。在出現(xiàn)CRC錯誤的任何幀中，每個FDU的四個0.25毫秒樣點被前一個幀的四個對應(yīng)樣點所取代。隨后對這些 0.25毫秒FDU樣點進(jìn)行濾波，結(jié)果為一個內(nèi)插值（在2毫秒采樣率下，4個復(fù)制樣點被 508個樣點卷積起來）。相應(yīng)路徑顯示為橙色。在SEGD記錄中，采集過程中受到CRC錯誤影響的記錄道被標(biāo)為“edited”（已編輯）。

雖然手冊告知我們對數(shù)據(jù)影響不大，但是在后期的處理過程中，這種炮還是視為無效炮（如圖1實際采集數(shù)據(jù)冗余對比）。紅色部分是重采樣數(shù)據(jù)，能夠看出數(shù)據(jù)還是有比較明顯的差別。如果出現(xiàn)這種錯誤，最好斷開排列重新叫醒然后繼續(xù)生產(chǎn)。另外更換完大線后，最好做野外測試，不然也偶有此類現(xiàn)象發(fā)生。

2 噪音計算問題

DSU-428樣本噪音值用加速度值來換算不同于以往常規(guī)檢波器用電壓值測算，為了控制野外噪音，需要對其轉(zhuǎn)換。由于廠家提供手冊中沒有DSU3噪音值得算法，我們參照408-DSU進(jìn)行分析，磁帶上來自DSU-408地震道的數(shù)字按如下方式轉(zhuǎn)換成實際加速度單位：如果子樣是由低滿標(biāo)所記錄的，將子樣值乘以記錄道頭段擴展數(shù)據(jù)塊#7字節(jié)9-12中的數(shù)字，除以204。3 三分量檢波器方向定向問題

Sercel儀器DSU3-428中的三個檢波器定向遵循右手坐標(biāo)系定向法則。3C極性的 SEGD約定428XL 數(shù)據(jù)記錄符合SEGD對3C極性的約定，也就是說：三個分量以垂直軸向下的“右手”三軸坐標(biāo)系作為參照系?？梢园延沂秩种复砣齻€分量上的檢波器：大拇指垂直方向，食指指向排列方向，中指指向于排列交叉方向。

4 地震局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

通過交叉站的網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)解決掉排列后耽誤生產(chǎn)的問題，排列從一端斷掉了，如果正在采集那么此炮會廢掉，但是下一炮可以從另一個端叫醒，繼續(xù)生產(chǎn)，節(jié)約更換設(shè)備的時間，保證施工效率。通過充分利用428儀器的地震區(qū)域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，減少換線時間，保證生產(chǎn)效率。

5 結(jié)論

通過正確了解和使用上面的知識和技術(shù)，希望能夠?qū)ξ覀冊谑褂?28XL儀器和DSU3的過程中有所幫助，能夠讓我們更好的利用它的優(yōu)點，避開它的缺點，給物探儀器同行提供更好的幫助。另外由于人水平有限，如果有不足之處，希望各位同行能多提意見。

參考文獻(xiàn)

[1] 法國Sercel公司428用戶手冊[Z].2012.

[2] 法國Sercel公司.428XL v5.0-TRAINING COURSE GUIDE[Z].2012.endprint

摘 要：2012年到2013年在委內(nèi)瑞拉JUNIN4項目中BGP投入使用DSU3（數(shù)字三分量檢波器）15000道，高速高品質(zhì)圓滿完成了此項目，體現(xiàn)了DSU3與常規(guī)檢波器對比巨大的優(yōu)勢。但在對于一些問題的探討如數(shù)據(jù)冗余重采樣問題、噪音值的標(biāo)定問題，DSU3定向問題以及用地震局域網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸問題，有必要做一探討，希望能對以后428儀器的野外使用有所幫助。

關(guān)鍵詞：DSU3 數(shù)據(jù)冗余重采樣 噪音值標(biāo)定 DSU3定向 地 震局域網(wǎng)絡(luò)

中圖分類號：P631 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）06（b）-0085-01

隨著勘探技術(shù)水平的提高，人們對地震信號的精度要求越來越高，傳統(tǒng)的常規(guī)檢波器獲取的信號已經(jīng)不能滿足勘探的需求。隨著微電子芯片技術(shù)的不斷發(fā)展，全新的數(shù)字地震傳感器應(yīng)運而生。它先后由美國I/O公司和法國Sercel公司推出，從單分量發(fā)展到三分量。本文介紹的DSU3數(shù)字三分量檢波器，每個檢波器內(nèi)裝有三個互相垂直的傳感器，以記錄質(zhì)點振動速度向量的三個分量，同時記錄縱波、橫波、轉(zhuǎn)換波。常規(guī)檢波器是直接利用運動線圈兩端產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢作為地震響應(yīng)信號，而DSU3數(shù)字檢波器感應(yīng)的是一個可變電容器微機電系統(tǒng)，英文縮寫為MEMS。當(dāng)受到地震波激勵時，MEMS的電容量發(fā)生變化。通過適當(dāng)?shù)哪M電路，可以把電容量的變化轉(zhuǎn)換成電壓信號，并加以數(shù)字化。在2012年到2013年的JUNIN4項目中BGP投入使用DSU3設(shè)備15000道，高速高品質(zhì)圓滿完成了此項目，下面對使用中一些問題做一探討。

1 數(shù)據(jù)冗余重采樣問題

在428XL儀器DSU3使用之前，Sercel工程師告訴我們不推薦單線帶道超過300道檢波器，儀器單邊不超14條線。但是這不能滿足我們生產(chǎn)的需要，向周圍施工的白俄羅斯隊請教，被告知超過14條線使用沒有問題，于是我們按照生產(chǎn)計劃施工，但偶爾會出現(xiàn)傳輸錯誤，這些數(shù)據(jù)通過Sercel的重采樣技術(shù)得到回傳。數(shù)其據(jù)回傳其原理（CRC錯誤處理）如下：

系統(tǒng)實現(xiàn)了一種算法，允許采集在發(fā)生CRC錯誤時繼續(xù)進(jìn)行，而非停止采集并顯示錯誤信息。在出現(xiàn)CRC錯誤的任何幀中，每個FDU的四個0.25毫秒樣點被前一個幀的四個對應(yīng)樣點所取代。隨后對這些 0.25毫秒FDU樣點進(jìn)行濾波，結(jié)果為一個內(nèi)插值（在2毫秒采樣率下，4個復(fù)制樣點被 508個樣點卷積起來）。相應(yīng)路徑顯示為橙色。在SEGD記錄中，采集過程中受到CRC錯誤影響的記錄道被標(biāo)為“edited”（已編輯）。

雖然手冊告知我們對數(shù)據(jù)影響不大，但是在后期的處理過程中，這種炮還是視為無效炮（如圖1實際采集數(shù)據(jù)冗余對比）。紅色部分是重采樣數(shù)據(jù)，能夠看出數(shù)據(jù)還是有比較明顯的差別。如果出現(xiàn)這種錯誤，最好斷開排列重新叫醒然后繼續(xù)生產(chǎn)。另外更換完大線后，最好做野外測試，不然也偶有此類現(xiàn)象發(fā)生。

2 噪音計算問題

DSU-428樣本噪音值用加速度值來換算不同于以往常規(guī)檢波器用電壓值測算，為了控制野外噪音，需要對其轉(zhuǎn)換。由于廠家提供手冊中沒有DSU3噪音值得算法，我們參照408-DSU進(jìn)行分析，磁帶上來自DSU-408地震道的數(shù)字按如下方式轉(zhuǎn)換成實際加速度單位：如果子樣是由低滿標(biāo)所記錄的，將子樣值乘以記錄道頭段擴展數(shù)據(jù)塊#7字節(jié)9-12中的數(shù)字，除以204。3 三分量檢波器方向定向問題

Sercel儀器DSU3-428中的三個檢波器定向遵循右手坐標(biāo)系定向法則。3C極性的 SEGD約定428XL 數(shù)據(jù)記錄符合SEGD對3C極性的約定，也就是說：三個分量以垂直軸向下的“右手”三軸坐標(biāo)系作為參照系?？梢园延沂秩种复砣齻€分量上的檢波器：大拇指垂直方向，食指指向排列方向，中指指向于排列交叉方向。

4 地震局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

通過交叉站的網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)解決掉排列后耽誤生產(chǎn)的問題，排列從一端斷掉了，如果正在采集那么此炮會廢掉，但是下一炮可以從另一個端叫醒，繼續(xù)生產(chǎn)，節(jié)約更換設(shè)備的時間，保證施工效率。通過充分利用428儀器的地震區(qū)域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，減少換線時間，保證生產(chǎn)效率。

5 結(jié)論

通過正確了解和使用上面的知識和技術(shù)，希望能夠?qū)ξ覀冊谑褂?28XL儀器和DSU3的過程中有所幫助，能夠讓我們更好的利用它的優(yōu)點，避開它的缺點，給物探儀器同行提供更好的幫助。另外由于人水平有限，如果有不足之處，希望各位同行能多提意見。

參考文獻(xiàn)

[1] 法國Sercel公司428用戶手冊[Z].2012.

[2] 法國Sercel公司.428XL v5.0-TRAINING COURSE GUIDE[Z].2012.endprint