CN104656667B - 自动行走地震采集站 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种自动行走地震采集站，为解决现有技术不能适用于复杂地区和危险场合的问题，其由控制系统CS、驱动发动机G、自动行走系统AWS、GPS定位系统、视频采集系统VCS)、检波器埋置系统GES、地震数据采集系统SDAS、无线通信系统WCS和供电系统PS等九大单元组成；驱动发动机G作为自动行走系统AWS的动力系统，负责给自动行走系统AWS提供动力；控制系统CS、GPS定位系统、视频采集系统VCS、检波器埋置系统GES、地震数据采集系统SDAS、无线通信系统WCS和供电系统PS均安装在自动行走系统AWS上；其具有可以实现野外大规模排列的自动化布设，能够适用于复杂地区和危险场合，节省人力的优点。

Description

自动行走地震采集站
技术领域
本发明涉及一种地震采集站，特别是涉及一种自动行走地震采集站。
背景技术
高精度数字地震仪是用来记录人工或天然地震信号，然后根据这些地震信号的记录来寻找油、气、煤和其他矿产资源的地质勘探仪器，并可用于探测地球内部结构、进行工程及地质灾害预测等。
地震勘探法目前仍然是在陆地和海洋勘探石油和天然气的主要手段，同时也是其他矿产资源的重要勘探方法，并广泛应用于研究地球内部结构、工程勘探和检测、地质灾害预测等等方面。其基本方法是在勘探靶区的地面上埋放数千乃至上万只地震波传感器(即地震检波器)，然后用炸药或可控震源激发人工地震。地震波向地下深处传播，遇到不同性质地层的分界面就会产生反射，地震检波器拾取到反射波并将其转换成模拟电信号，然后由高精度的数字地震仪把这些模拟电信号转换成数字信号记录下来。野外勘探接收到的大量数据通过室内用高速计算机进行复杂的信号处理和反演计算，才能得到清晰可靠的地下结构图像，最终确定矿产资源的位置和深度。
在某些复杂地区或危险地区，勘探人员无法进入布设采集站，这时需要一种具有自动行走系统的地震采集站，在勘探人员的控制下自动进入特定地区，完成数据的采集和发送。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种适用于复杂地区和危险场合的自动行走地震采集站。
为实现上述目的，本发明自动行走地震采集站由控制系统CS(Control System)、驱动发动机G(Generator)、自动行走系统AWS(Automati c Walking System)、GPS定位系统、视频采集系统VCS(Video-Capturing System)、检波器埋置系统GES(Geophone-Embedding System)、地震数据采集系统SDAS(Seismic Data Acquisition System)、无线通信系统WCS(Wireless Communication System)和供电系统PS(Power System)等九大单元组成；驱动发动机G作为自动行走系统AWS的动力系统，负责给自动行走系统AWS提供动力；控制系统CS、GPS定位系统、视频采集系统VCS、检波器埋置系统GES、地震数据采集系统SDAS、无线通信系统WCS和供电系统PS均安装在自动行走系统AWS上；控制系统CS通过接收地震仪器主机系统的指令控制整个地震采集站的所有行为和动作，所以它与驱动发动机G、自动行走系统AWS、GPS定位系统、视频采集系统VCS、检波器埋置系统GES、地震数据采集系统SDAS、无线通信系统WCS和供电系统PS均有连接；GPS定位系统为采集站提供定位和精确时间信息；视频采集系统VCS为采集站提供前方或四周的实时视频信息，使得采集站进行合适线路的行进和找到目标点；检波器埋置系统GES当采集站处于目标点时埋置检波器，使得检波器与地面有良好的耦合；地震数据采集系统SDAS对检波器检测到的地震信号进行放大和数字化，转换成数字信号，并进行存储；无线通信系统WCS为采集站建立与地震仪器主机系统的联系，传送命令和数据；供电系统PS为整个采集站提供电源。其是具有自动行走系统的地震采集站，就是把自动行走系统与地震采集站相结合，适用于复杂地区和危险场合。如果能把成本控制在可以接受的程度，利用本采集站可以实现野外大规模排列的自动化布设。具有可以实现野外大规模排列的自动化布设，能够适用于复杂地区和危险场合，节省人力的优点。
作为优化，所述控制系统CS与无线通信系统WCS连接，实现与地震仪器主机系统的通讯和数据传送；与驱动发动机G连接，实现启动、关闭驱动发动机G和控制驱动发动机G的动力输出；与自动行走系统AWS连接，实现自动行走系统AWS的智能行走和导航；与GPS定位系统连接，实现采集站的导航和定位；与视频采集系统VCS连接，实现自动行走系统AWS的有效、安全行走和采集站检波器埋置位置的选择，并可以通过无线通信系统WCS把视频图像传送到地震仪器主机系统，从而进行人工交互控制，还可以进一步优选实现从采集站检波器埋置位置自动行走系统AWS的有效、安全返回回收集结地的行走；与检波器埋置系统GES连接，实现检波器的埋置，还可以进一步优选实现检波器从埋置位的起收；与地震数据采集系统SDAS连接，采集检波器的信号，并转换成数字信号后传送到地震数据采集系统SDAS；与供电系统PS连接，监测电源系统的运行状态。
作为优化，所述驱动发动机G为一台能产生动力的发动机，可以是燃油发动机、电动机、甚至可以是核动力发动机，与控制系统CS连接并接收指令，实现发动机的启动、关闭和控制发动机的动力输出。与自动行走系统AWS连接，为自动行走系统AWS提供动力。
作为优化，所述自动行走系统AWS为一台具有越野性能的微型机动车，作为整个地震采集站的承载平台，与控制系统CS连接并接收控制系统CS的指令，实现自动行走系统AWS的智能行走和导航。
作为优化，所述GPS定位系统安装在自动行走系统AWS上，为地震采集站提供定位和导航功能，与控制系统CS连接并接收指令，进行定位操作。
作为优化，所述视频采集系统VCS由一组摄像头组成，安装在自动行走系统AWS上，录制地震采集站周围的视频图像，实现自动行走系统AWS的有效、安全行走和采集站检波器埋置位置的选择；与控制系统CS连接，可以通过无线通信系统WCS把视频图像传送到地震仪器主机系统，从而进行人工交互控制。
作为优化，所述检波器埋置系统GES为一套升降系统，安装在自动行走系统AWS上，当地震采集站导航到适当位置时，利用整个采集站的重量把检波器与地面紧密接触或者埋置，以便有效地接收地震信号；还可以进一步是接收地震信号后升降系统将检波器升起，从而实现检波器从埋置位的起收。
作为优化，所述地震数据采集系统SDAS与常规采集站中的数据采集系统相同，根据需要可以是单分量或三分量；与控制系统相连，把采集的地震数据通过无线通信系统WCS传送到地震仪器主机系统。
作为优化，所述无线通信系统WCS利用无线方式建立地震仪器主机系统和地震采集站之间的通信联系；无线通信系统WCS安装在自动行走系统AWS上，与控制系统CS连接，负责地震采集站与地震仪器主机系统之间的指令、数据、视频信号等的传送，是地震采集站与地震仪器主机系统之间的唯一联络通道。
作为优化，所述供电系统PS为控制系统CS、驱动发动机G、自动行走系统AWS、GPS定位系统、视频采集系统VCS、检波器埋置系统GES、地震数据采集系统SDAS和无线通信系统WCS提供电力供应。
采用上述技术方案后，本发明自动行走地震采集站具有可以实现野外大规模排列的自动化布设，能够适用于复杂地区和危险场合，节省人力的优点。
附图说明
图1是本发明自动行走地震采集站的电路原理图；
图2是本发明自动行走地震采集站的结构示意图；
图3是本发明自动行走地震采集站的结构分拆图。
具体实施方式
本发明自动行走地震采集站(见图1、图2、图3)，由控制系统CS(Control System)、驱动发动机G(Generator)、自动行走系统AWS(Automatic Walking System)、GPS定位系统、视频采集系统VCS(Video-Capturing System)、检波器埋置系统GES(Geophone-EmbeddingSystem)、地震数据采集系统SDAS(Seismic Data Acquisition System)、无线通信系统WCS(Wireless Communication System)和供电系统PS(Power System)等九大单元组成。是把自动行走系统与地震采集站相结合，适用于复杂地区和危险场合。
本发明自动行走地震采集站中的驱动发动机G作为自动行走系统AWS的动力系统，负责给自动行走系统AWS提供动力；控制系统CS、GPS定位系统、视频采集系统VCS、检波器埋置系统GES、地震数据采集系统SDAS、无线通信系统WCS和供电系统PS均安装在自动行走系统AWS上。
本发明自动行走地震采集站中的控制系统CS通过接收地震仪器主机系统的指令控制整个地震采集站的所有行为和动作。与无线通信系统WCS连接，实现与地震仪器主机系统的通讯和数据传送；与驱动发动机G连接，实现启动、关闭驱动发动机G和控制驱动发动机G的动力输出；与自动行走系统AWS连接，实现自动行走系统AWS的智能行走和导航；与GPS定位系统连接，实现采集站的导航和定位；与视频采集系统VCS连接，实现自动行走系统AWS的有效、安全行走和采集站检波器埋置位置的选择，并可以通过无线通信系统WCS把视频图像传送到地震仪器主机系统，从而进行人工交互控制；与检波器埋置系统GES连接，实现检波器的埋置；与地震数据采集系统SDAS，采集检波器的信号，并转换成数字信号后传送到地震数据采集系统SDAS；与供电系统PS连接，监测电源系统的运行状态。
本发明自动行走地震采集站中的驱动发动机G为一台能产生动力的发动机，可以是燃油发动机、电动机、甚至可以是核动力发动机，与控制系统CS连接并接收指令，实现发动机的启动、关闭和控制发动机的动力输出；与自动行走系统AWS连接，为自动行走系统AWS提供动力。
本发明自动行走地震采集站中的自动行走系统AWS为一台具有越野性能的微型机动车，作为整个地震采集站的承载平台，安装有控制系统CS、驱动发动机G、GPS定位系统、视频采集系统VCS、检波器埋置系统GES、地震数据采集系统SDAS、无线通信系统WCS和供电系统PS等。与控制系统CS连接并接收控制系统CS的指令，实现自动行走系统AWS的智能行走和导航。
本发明自动行走地震采集站中的GPS定位系统，安装在自动行走系统AWS上，为地震采集站提供定位和导航功能。与控制系统CS连接并接收指令，进行定位操作。
本发明自动行走地震采集站中的视频采集系统VCS由一组摄像头组成，安装在自动行走系统AWS上，录制地震采集站周围的视频图像，实现自动行走系统AWS的有效、安全行走和采集站检波器埋置位置的选择。与控制系统CS连接，可以通过无线通信系统WCS把视频图像传送到地震仪器主机系统，从而进行人工交互控制；
本发明自动行走地震采集站中的检波器埋置系统GES为一套升降系统，安装在自动行走系统AWS上，当地震采集站导航到适当位置时，利用整个采集站的重量把检波器与地面紧密接触，以便有效地接收地震信号。
本发明自动行走地震采集站中的地震数据采集系统SDAS与常规采集站中的数据采集系统相同，根据需要可以是单分量或三分量。与控制系统相连，把采集的地震数据通过无线通信系统WCS传送到地震仪器主机系统。
本发明自动行走地震采集站中的无线通信系统WCS利用无线方式建立地震仪器主机系统和地震采集站之间的通信联系。无线通信系统WCS安装在自动行走系统AWS上，与控制系统CS连接，负责地震采集站与地震仪器主机系统之间的指令、数据、视频信号等的传送，是地震采集站与地震仪器主机系统之间的唯一联络通道。
本发明自动行走地震采集站中的供电系统PS为控制系统CS、驱动发动机G、自动行走系统AWS、GPS定位系统、视频采集系统VCS、检波器埋置系统GES、地震数据采集系统SDAS和无线通信系统WCS提供电力供应。

Claims (10)

1.一种自动行走地震采集站，其特征在于由控制系统(CS)、驱动发动机(G)、自动行走系统(AWS)、GPS定位系统(GPS)、视频采集系统(VCS)、检波器埋置系统(GES)、地震数据采集系统(SDAS)、无线通信系统(WCS)和供电系统(PS)九大单元组成；驱动发动机(G)作为自动行走系统(AWS)的动力系统，负责给自动行走系统(AWS)提供动力；控制系统(CS)、GPS定位系统(GPS)、视频采集系统(VCS)、检波器埋置系统(GES)、地震数据采集系统(SDAS)、无线通信系统(WCS)和供电系统(PS)均安装在自动行走系统(AWS)上；控制系统(CS)通过接收地震仪器主机系统的指令控制整个地震采集站的所有行为和动作，所以它与驱动发动机(G)、自动行走系统(AWS)、GPS定位系统(GPS)、视频采集系统(VCS)、检波器埋置系统(GES)、地震数据采集系统(SDAS)、无线通信系统(WCS)和供电系统(PS)均有连接；GPS定位系统(GPS)为采集站提供定位和精确时间信息；视频采集系统(VCS)为采集站提供前方或四周的实时视频信息，使得采集站进行合适线路的行进和找到目标点；检波器埋置系统(GES)当采集站处于目标点时埋置检波器，使得检波器与地面有良好的耦合；地震数据采集系统(SDAS)对检波器检测到的地震信号进行放大和数字化，转换成数字信号，并进行存储；无线通信系统(WCS)为采集站建立与地震仪器主机系统的联系，传送命令和数据；供电系统(PS)为整个采集站提供电源。
2.根据权利要求1所述地震采集站，其特征在于所述控制系统(CS)与无线通信系统(WCS)连接，实现与地震仪器主机系统的通讯和数据传送；与驱动发动机(G)连接，实现启动、关闭驱动发动机(G)和控制驱动发动机(G)的动力输出；与自动行走系统(AWS)连接，实现自动行走系统(AWS)的智能行走和导航；与GPS定位系统(GPS)连接，实现采集站的导航和定位；与视频采集系统(VCS)连接，实现自动行走系统(AWS)的有效、安全行走和采集站检波器埋置位置的选择，并可以通过无线通信系统(WCS)把视频图像传送到地震仪器主机系统，从而进行人工交互控制；与检波器埋置系统(GES)连接，实现检波器的埋置；与地震数据采集系统(SDAS)连接，采集检波器的信号，并转换成数字信号后传送到地震数据采集系统(SDAS)；与供电系统(PS)连接，监测电源系统的运行状态。
3.根据权利要求1所述地震采集站，其特征在于所述驱动发动机(G)为包括燃油发动机、电动机、核动力发动机在内的一台能产生动力的发动机，与控制系统(CS)连接并接收指令，实现发动机的启动、关闭和控制发动机的动力输出；与自动行走系统(AWS)连接，为自动行走系统(AWS)提供动力。
4.根据权利要求1所述地震采集站，其特征在于所述自动行走系统(AWS)为一台具有越野性能的微型机动车，作为整个地震采集站的承载平台，与控制系统(CS)连接并接收控制系统(CS)的指令，实现自动行走系统(AWS)的智能行走和导航。
5.根据权利要求1所述地震采集站，其特征在于所述GPS定位系统(GPS)安装在自动行走系统(AWS)上，为地震采集站提供定位和导航功能，与控制系统(CS)连接并接收指令，进行定位操作。
6.根据权利要求1所述地震采集站，其特征在于所述视频采集系统(VCS)由一组摄像头组成，安装在自动行走系统(AWS)上，录制地震采集站周围的视频图像，实现自动行走系统(AWS)的有效、安全行走和采集站检波器埋置位置的选择；与控制系统(CS)连接，可以通过无线通信系统(WCS)把视频图像传送到地震仪器主机系统，从而进行人工交互控制。
7.根据权利要求1所述地震采集站，其特征在于所述检波器埋置系统(GES)为一套升降系统，安装在自动行走系统(AWS)上，当地震采集站导航到适当位置时，利用整个采集站的重量把检波器与地面紧密接触，以便有效地接收地震信号。
8.根据权利要求1所述地震采集站，其特征在于所述地震数据采集系统(SDAS)与常规采集站中的数据采集系统相同，根据需要可以是单分量或三分量；与控制系统相连，把采集的地震数据通过无线通信系统(WCS)传送到地震仪器主机系统。
9.根据权利要求1所述地震采集站，其特征在于所述无线通信系统(WCS)利用无线方式建立地震仪器主机系统和地震采集站之间的通信联系；无线通信系统(WCS)安装在自动行走系统(AWS)上，与控制系统(CS)连接，负责地震采集站与地震仪器主机系统之间的指令、数据、视频信号的传送，是地震采集站与地震仪器主机系统之间的唯一联络通道。
10.根据权利要求1所述地震采集站，其特征在于所述供电系统(PS)为控制系统(CS)、驱动发动机(G)、自动行走系统(AWS)、GPS定位系统(GPS)、视频采集系统(VCS)、检波器埋置系统(GES) 、地震数据采集系统(SDAS)和无线通信系统(WCS)提供电力供应。
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