WO2012174855A1

WO2012174855A1 - 基于计算机网络的百万道级新型数字地震仪

Info

Publication number: WO2012174855A1
Application number: PCT/CN2012/000831
Authority: WO
Inventors: 郭建; 刘光鼎; 徐善辉; 刘宁
Original assignee: 中国科学院地质与地球物理研究所; 北京吉奥菲斯科技有限责任公司
Priority date: 2011-06-22
Filing date: 2012-06-15
Publication date: 2012-12-27
Also published as: EP2725387A1; EP2725387A4; CN102628957B; US20130188455A1; CN102628957A

Abstract

本发明涉及一种基于计算机网络的百万道级新型数字地震仪，其硬件部分由七大单元组成：中央控制操作系统CCOS、根节点RU、网络节点NU、电源节点PU、采集链AS、光缆FL和网线NL：其中：中央控制操作系统CCOS是整个仪器的控制中心和数据回收中心、根节点RU是中央控制操作系统CCOS与野外设备的连接接口；多个网络节点NU通过光缆FL串接形成网络节点链NUS，根节点RU连接一条或多条网络节点链NUS；由电源节点PU和采集链AS任意串接形成采集线AL，采集线AL上的任何一个电源节点PU通过一条百兆网线NL连接到网络节点NU上：所述野外设备包括网络节点NU、电源节点PU、采集链AS、光缆FL。其充分考虑了百万道级数字地震仪的数据传输特点，充分利用了计算机网络实现了一种特有的百万道级的地震采集仪器构架，具有野外布设灵活，施工方便等特点。

Description

基于计算机网络的百万道级新型数字地震仪技术领域本发明涉及一种地震仪，特别是涉及一种基于计算机网络的百万道级新型数字地震仪。玟术背暈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。

目前在石油和天然气勘探行业使用的仪器极大部分是从由法国和美国等国家生产的有线遥测地震仪。有线遥测地震仪的特征是完全由有线系统发送指令和传送采集数据。在目前的野外实际应用中占有主导地位，占据世界地震仪市场的绝大部分份额，常用的有 Sercel 公司的 408/428系列、 ION公司的 Scorpion和 Aries系统和美国 WesternGeco公司的 Uni Q 系统等。

地震采集系统可分为地震信号的拾取（地震检波器)、地震信号的传输、地震信号的记录与存储三部分。国内外主要 24位遥测地震仪可分为三类：有线遥测地震仪、无线遥测地震仪、存储式数据回收遥控地震仪。这三类遥测地震仪中，有线遥测地震仪仍占主导地位，占据世界市场的绝大部分份额。

法国 Sercel公司是 CGG控股从事地震仪器研制的专业公司，具有五十多年的地震仪器制造经验。典型的陆上地震仪器有： SN338、 SN368, SN388和目前广泛使用的 400系列。

408U是 Sercel公司九十年代末期推向勘探市场的网络地震仪，采用采集链结构形式使釆集站和电缆成为一体。 408UL系统率先引入了地震区域网络的概念，其核心思想是把计算机网络节点概念引入到遥测地震仪系统中，从而将遥测仪器系统作为一个计算机网络。主机记录系统、 LAUL、 LAUX作为网络节点，配合系统软件完成控制和管理。 408UL大线数传速率为 8. 192MHz, 交叉线教传速率为 16. 384 MHz, 2ms采样率下大线实时传输 1000道，交叉线实时传输 2000道。与 408UL相比， 428XL的主机系统和数据传输结构有重大改进，主机结构采用服务器 I客户机模式，其大线数传速率为 16.384 MHz, 单线道能力达到了 2000道 / 2ms, 三维实时道能力为 10000道 / 2ms。

美国 ION公司也是国际知名的地震仪器、可控震源、地震检波器、激发源同步系统等地球物理装备制造商。上世纪八十年代开始涉足地震仪器制造，当时推出的系统- 1和系统 - Π 仪器深受用户欢迎。 ION公司非常重视产品的超前研究，近年来率先推出 24位 A / D地震仪器， Vectorseis数字检波器（MEMS), 使地震仪器两次发生革命性的进步。 ION公司生产的陆上地震仪器主要包括 Scorpion和 Aries系统。在 2010年， I0N公司的陆上仪器部分与中国石油东方地球物理公司（BGP)合并成立了一家新公司 IN0VA。发明内容本发明目的在于提供一种基于计算机网络的百万道级新型数字地震仪。它应用在石油勘探、天然气勘探、煤田勘探、矿产勘探、地质灾害监测地球内部结构调査等方面，是一种检测人工或天然地震信号、将其转换成数字信号并记录下来的装置。为实现上述目的，本发明基于计算机网络的百万道级新型数字地震仪的硬件部分由七大单元组成：中央控制操作系统 CCOS (Central Control Operation System).根节点 RU(Root Unit)、网络节点 NU (Network Unit) 、电源节点 PU (Power Unit) 、釆集链 AS (Acquisition String) 、光缆 FL (Fiber Line)和网线 NL (Network Line):其中：中央控制操作系统 CCOS 是整个仪器的控制中心和数据回收中心、根节点 RU是中央控制操作系统 CCOS与野外设备的连接接口；多个网络节点 NU通过光缆 FL串接形成网络节点链 NUS(Network Unit String), 根节点 RU连接一条或多条网络节点链 NUS; 由电源节点 PU和釆集链 AS任意串接形成采集线 AL ((Acquisition Line), 采集线 AL上的任何一个电源节点 PU通过一条百兆网线 NL 连接到网络节点 NU上；所述野外设备包括网络节点 NU、电源节点 PU、采集链 AS、光缆 FL。即：中央控制操作系统 CCOS通过根节点 RU连接多个网络节点 NU通过光缆 FL串联成的一条或多条网络节点链 NUS, 电源节点 PU和采集链 AS任意串接形成采集线 AL上的任何一个电源节点 PU再通过一条百兆网线 NL连接到网络节点 NU上。其是充分考虑了百万道级数字地震仪的数据传输特点，利用了不同的计算机网络满足不同的数据传输要求，达到了成本、功耗等的最佳配置，充分利用了计算机网络实现了特有的百万道级的地震采集仪器构架。采用网络节点 U和电源节点 PU通过特制的网线 NL连接这种方式，使得网络节点链 US中的网络节点 NU可以连接到采集线 AL上的任一电源节点 PU, 可以大大提高野外采集设备布设的灵活性。中央控制操作系统 CCOS—般置于仪器车上。作为优化，中央控制操作系统 CCOS (请见图 2)是主要实现人机交互、排列控制、采集同步、数据回收、质量控制功能；中央控制操作系统 CCOS (—般置于仪器车上）是整个数字地震仪的主要控制单元，硬件部分主要由计算机服务器 Serve 网络交换机 Switch、客户计算机终端 PC、存储设备 Storage device,绘图设备 Plotting equipment和 GPS组成；其中网络交换机 Switch^ 连接存储设备 Storage device, 绘图设备 Plotting equipmen 连接 GPS 的计算机服务器 Server和多个并列的客户计算机终端 PC, 计算机服务器 Server再向外连接根节点 RU; 软件主要由操作系统软件和控制操作软件组成；根节点 RU与中央控制操作系统 CCOS通过一条万兆网线或多条绑定的千兆网线相连接。作为优化，根节点 RU由高速交换模块 SM (Switch module). 控制模块 CM (Control module). 激发源控制接口模块 ICES (Interface to control explosive source)^ 电源模块 PM (Power module)、辅助道接口模块 IAC (Interface for auxiliary channels)和 GPS模块组成；根节点 RU通过一条万兆网线或多条绑定的千兆网线与中央控制操作系统 CCOS连接，并根据仪器容量的要求提供 2-10个千兆光缆接口与网络节点链 NUS等野外地面设备连接；高速交换模块 SM (Switch module)提供数据交换功能；控制模块 CM根据中央控制操作系统 CCOS的指令实现对高速交换模块 SM、激发源控制接口模块 ICES和辅助道接口模块 IAC 的控制；电源模块 PM为各模块提供电源支持。（见图 3)其中:控制模块 CM分别与高速交换模块 SM、激发源控制接口模块 ICES、电源模块 PM、辅助道接口模块 IAC和 GPS模块相连。髙速交换模块 SM在不同道数情况下，选用不同的配置：如在 100万道情况下，通过一条万兆网线与中央控制操作系统 CC0S连接，并提供 10个千兆光缆接口与网络节点链 US等野外地面设备连接；在 20万道情况下，通过 2条绑定的千兆网线与中央控制操作系统 CC0S连接，并提供 2个千兆光缆接口与网络节点链 NUS等野外地面设备连接，其余依次类推；控制模块 CM根据中央控制操作系统 CC0S的指令实现对高速交换模块 SM、激发源控制接口模块 ICES和辅助道接口模块 IAC的控制；电源模块 PM为各模块提供电源支持。地震仪器的数据流量由采集道数和采样率确定，我们按 100万道和 2ms采样率为例计算百万道级数字地震仪的实时数据流量。按 2ms采样，每秒为 500个采样点，每个数据按 20 位采样， 100万道的数字地震仪每秒采集的数据流量为 10Gb/s，即：总数据量流量-总道数 X样点数 /秒 X位 /样点 =1， 000, 000X 500X 20=10, 000, 000, 000。所以，根节点 RU在通过一条万兆网线与中央控制操作系统 CC0S连接和 10个千兆光缆接口与网络节点链 US等野外地面设备连接的情况下，可以基本满足 100万道和 2ms采样率采集时地震仪数据传送的需要。作为优化，网络节点 M3由高速交换模块 SM、控制模块 CVU 电源模块 PM和 GPS模块等组成；数据交换模块 SM为百兆 /千兆交换机模块，千兆接口分别连接上一级网络节点 NU 和下一级网络节点 NU,百兆接口连接电源节点 PU; 网络节点 NU具有两种供电模式：一种为直接连接电池供电；另一种方式为通过网线 NL连接由电源节点 PU供电。（见图 4)其中控制模块 CM分别连接高速交换模块 SM、电源模块 PM和 GPS模块。作为优化，网络节点链腦由若干个网络节点 NU通过光缆 FL串接形成，并与根节点 RU相连接，并与根节点 RU相连接；根节点 RU连接一条或多条网络节点链 NUS，形成百万道级数字地震仪系统数据传输主千网。作为优化，电源节点 PU由控制模块 CM、电源模块 PM和 GPS模块等组成；控制模块 CM具有一个百兆接口通过网线 NL连接网络节点 NU, 并可以通过（特制的）网线 NL给网络节点 NU供电；控制模块 CM具有 2个专用通信接口分别连接上一级和下一级采集链 ASo (见图 5)其中：控制模块 CM分别连接电源模块 PM和 GPS模块，并且控制模块 CM还向外连接网络节点 NU和采集链 ASo 作为优化，采集线 AL可以由电源节点 PU和采集链 AS、采集链 AS和采集链 AS任意串接形成 ·，采集线 AL上的电源节点 PU给两边的采集站 AU提供电源供给，电源节点 PU 的供电能力确定了二个电源节点 PU之间的最多采集站个数。电源节点 PU把供电电瓶的 12V电压提升到 4 ~72V对采集站进行供电；由于线路损耗，采集站的供电电压范围在 24~72V。即在本系统中，电源节点 PU把供电电瓶的 12V电压提升到 48- 72V对采集站进行供电。由于线路损耗，采集站的供电电压范围在 24- 72V。作为优化，经过控制方式的优化还可以采用一条网络节点链 US中的多个网络节点 NU 与一条采集线 AL上的多个电源节点 PU连接，或多条网络节点链 NUS中的多个网络节点 NU 与一条采集线 AL上的多个电源节点 PU连接等方式增加野外采集设备布设的灵活性，并可以提高采集线 AL数据流量从而增加采集线 AL的连接长度。作为优化，采集站 AU主要由控制模块 CM、电源模块 PM和 GPS模块组成；控制模块 CM具有 2个专用通信接口分别连接上一级和下一级采集站 AU,具有一个专用接口连接常规检波器或 MEMS等传感器；电源由电源节点 PU通过通信接口采用 "鬼对"方式远供，电源模块 PM把所供的 24~72V转换成采集站 AU所需的各种电压。作为优化，新型数字地震仪中的采集站 AU (图 6) 由控制模块 CM、电源模块 PM和 GPS 模块等组成。控制模块 CM具有 2个专用通信接口分别连接上一级和下一级采集站 AU，具有一个专用接口连接常规检波器或 MEMS等传感器。电源由电源节点 PU通过通信接口采用 "鬼对"方式远供，电源模块 PM把所供的 24- 72V (由于线路损耗供电电压会随着供电的距离而降低，采集站的最低供电电压设定为 24V)转换成采集站 Αϋ所需的各种电压。作为优化，采集链 AS由若干个采集站 MJ (Acquisition Unit)通过电缆连接而成，采集站 AU采集数字检波器的信号，并通过专用通信接口进行通信和数据传送。即地震仪中的采集链 AS由若干个（为方便野外搬运一般为 6个〜 12个）采集站 All (Acquisition Unit)通过电缆连接而成，采集站 AU采集数字检波器的信号，并通过专用通信接口进行通信和数据传送。采用上述技术方案后，本发明地震仪充分考虑了百万道级数字地震仪的数据传输特点，利用了不同的计算机网络满足不同的数据传输要求，采用万兆网络完成主机服务器与根节点 RU之间的数据传送；采用千兆光纤完成野外部件数据主干网的数据传送；采用百兆电缆完成采集线 AL与主干网网络节点 NU之间的数据传送；采用类令牌网实现数据采集链的实时数据传送，达到了成本、功耗等的最佳配置。与国内外目前地震仪的不同之处是充分利用了计算机网络实现了一种特有的百万道级的地震采集仪器构架，具有野外布设灵活，施工方便等特点。

图 1是本发明基于计算机网络的百万道级新型数字地震仪的原理框图；图 2是本发明地震仪中央控制操作系统（CC0S) 的原理框图；图 3是本发明地震仪根节点（RU)的原理框图；图 4是本发明地震仪网络节点（NU) 的原理框图；图 5是本发明地震仪电源节点 (PU)的原理框图；图 6是本发明地震仪采集站（AU)的原理框图。具体实施方式本发明基于计算机网络的百万道级新型数字地震仪的特点是充分考虑了百万道级数字地震仪的数据传输特点，利用了不同的计算机网络满足不同的数据传输要求，采用千兆光纤完成数据主干网的数据传送，采用百兆电缆完成数据次干网的数据传送，采用专用的通信方式实现数据采集链的实时数据传送，达到了成本、功耗等的最佳配置。与国内外目前地震仪的不同之处是充分利用了计算机网络实现了一种特有的百万道级的地震采集仪器构架，并且具有野外布设灵活，施工方便等特点。具体如下：本发明基于计算机网络的百万道级新型数字地震仪，其硬件部分由七大单元组成（见图 1 )：中央控制操作系统 CCOS (Central Control Operation System) 根节点 RU (Root Unit )、网络节点 U (Network Unit)、电源节点 PU (Power Unit)、釆集链 AS (Acquisition String)、光缆 FL (Fiber Line)和网线 NL (Network Line)等。本发明新型数字地震仪中根节点冊（见图 1 )是中央控制操作系统 CC0S与野外设备（网络节点 NU、电源节点 PU、采集链 AS、光缆 FL等）的连接接口，与中央控制操作系统 CC0S 通过一条万兆网线或多条绑定的千兆网线相连接；多个网络节点 NU可以通过光缆 FL串接形成网络节点链 US (Network Unit String), 并与根节点 RU相连接，根节点 RU可以连接一条或多条网络节点链 NUS。由电源节点 PU和采集链 AS任意串接形成采集线 AL( (Acquisition Line)，采集线 AL上的任何一个电源节点 PU通过一条百兆网线 NL连接到网络节点 U上。本发明新型数字地震仪中的中央控制操作系统 CC0S (见图 2)是整个仪器的控制中心和数据回收中心，实现人机交互、排列控制、采集同步、数据回收、质量控制等功能。中央控制操作系统 CC0S—般置于仪器车上，是整个数字地震仪的主要控制单元，硬件部分由计算机服务器 Server、网络交换机 Switch, 客户计算机终端 PC：、存储设备 Storage device、绘图设备 Plotting equipment和 GPS等组成。软件由操作系统软件和控制操作软件等组成。中央控制操作系统 CC0S通过一条万兆网线或多条绑定的千兆网线与根节点 RU连接。计算机服务器 Server可以采用曙光 PHPC100高性能计算机两台，标配每台拥有 PHPC100计算模块 5套， 10个多核 CPU, 160G内存， 5块 146G SAS硬盘，并可以实现 3+1冗余电源 S置。网络交换机 Switch选用 12口的高性能网络交换机，客户计算机终端 PC选用工业控制级计算机，采用 2 吋液晶屏。磁盘阵列采用 10T的 RAID5小型磁盘阵列，磁带机可以选用 IBM3590 磁带机。本发明新型数字地震仪中的根节点 TO (见图 3) 由高速交换模块 SM (Switch module), 控制模块 CM(Control module)、激发源控制接口模块 ICES (Interface to control explosive source), 电源模块 PM (Power module)、辅助道接口模块 IAC (Interface for auxiliary channels)和 GPS模块等组成。髙速交换模块 SM在不同道数情况下，选用不同的配置：如在 100万道情况下，选用 12口万兆交换模块，通过一条万兆网线与中央控制操作系统 CC0S 连接，并提供 10个千兆光缆接口与网络节点链 US等野外地面设备连接;在 20万道情况下，选用 4口以上千兆交换模块，通过 2条绑定的千兆网线与中央控制操作系统 CC0S连接，并提供 2个千兆光缆接口与网络节点链 NUS等野外地面设备连接，其余道数依次类推；控制模块 CM可以选用 PowerPC具有 IEEE1588协议的 CPU, 根据中央控制操作系统 CC0S的指令实现对高速交换模块 SM、激发源控制接口模块 ICES和辅助道接口模块 IAC的控制；电源模块 PM为各模块提供电源支持。地震仪器的数据流量由采集道数和采样率确定，我们按 100万道和 2ms采样率为例计算百万道级数字地震仪的实时数据流量。按 2ms采样，每秒为 500个采样点，每个数据按 20 位采样， 100万道的数字地震仪每秒采集的数据流量为 10Gb/s，即：总数据量流量 =总道数 X样点数 /秒 X位 /样点 =1， 000, 000 X 500 X 20=10, 000, 000, 000 所以，根节点 RU在通过一条万兆网线与中央控制操作系统 CC0S连接和 10个千兆光缆接口与网络节点链 NUS等野外地面设备连接的情况下，可以基本满足 100万道和 2ms采样率采集时地震仪数据传送的需要。本发明新型数字地震仪中的网络节点 NU (图 4)由高速交换模块 SM、控制模块 CM、电源模块 PM和 GPS模块等组成。数据交换模块 SM为百兆 /千兆交换机模块，千兆接口分别连接上一级网络节点 U和下一级网络节点 Νϋ，百兆接口连接电源节点 PU。网络节点 NU具有两种供电模式：一种为直接连接电池供电；另一种方式为通过特制的网线 NL连接由电源节点 PU供电。控制模块 CM可以选用 PowerPC具有 IEEE1588协议的 CPU如 PowerPC 8313。本发明新型数字地震仪中的网络节点链 NUS (图 1 )由若千个网络节点 NU通过光缆 FL串接形成，并与根节点 RU相连接。根节点 RU可以连接一条或多条网络节点链 NUS, 形成百万道级数字地震仪系统数据传输主干网。本发明新型数字地震仪中的电源节点 Hi (图 5) 由控制模块 CM、电源模块 PM和 GPS模块等组成。控制模块 CM具有一个百兆接口通过网线 NL连接网络节点 NU，并可以通过特殊的网线 NL给网络节点 NU供电。控制模块 C 具有 2个专用通信接口分别连接上一级和下一级采集链 AS。本发明新型数字地震仪中的采集线 AL (图 1 )可以由电源节点 PU和采集链 AS、采集链 AS和采集链 AS任意串接形成。采集线 AL上的电源节点 PU给两边的采集站 AU提供电源供给，电源节点 PU的供电能力确定了二个电源节点 Ρϋ之间的最多采集站个数。在本系统中，电源节点 Ρϋ把供电电瓶的 12V电压提升到 48- 72V对采集站进行供电。由于线路损耗，采集站的供电电压范围在 24- 72V。在本系统中，两个电源站之间的采集站个数大约在 60个到 180 个之间。本发明新型数字地震仪中的采集链 AS由若干个（为方便野外搬运一般为 6个〜 12个）采集站 AlKAcquisition Unit)通过电缆连接而成，采集站 AU采集数字检波器的信号，并通过专用通信接口进行通信和数据传送。本发明新型数字地震仪中的采集站 AU (® 6) 由控制模块 CM、电源模块 PM和 GPS模块等组成。控制模块 CM具有 2个专用通信接口分别连接上一级和下一级采集站 AU，具有一个专用接口连接常规检波器或 EMS等传感器。电源由电源节点 Ρϋ通过通信接口采用 "鬼对" 方式远供，电源模块 ΡΜ把所供的 24- 72V (由于线路损耗供电电压会随着供电的距离而降低，采集站的最低供电电压设定为 24V)转换成采集站 AU所需的各种电压。本发明新型数字地震仪采用网络节点 U和电源节点 PU通过特制的网线 NL连接这种方式，使得网络节点链 US中的网络节点 NU可以连接到采集线 AL上的任一电源节点 PU，可以大大提髙野外采集设备布设的灵活性。经过控制方式的优化，还可以采用一条网络节点链 NUS中的多个网络节点 Νϋ与一条采集线 AL上的多个电源节点 PU连接，或多条网络节点链 NUS中的多个网络节点 NU与一条釆集线 AL上的多个电源节点 Ρϋ连接等方式增加野外采集设备布设的灵活性，并可以提高采集线 AL数据流量从而增加采集线 AL的连接长度。由于充分考虑了百万道级数字地震仪的数据传输特点，利用了不同的计算机网络满足不同的数据传输要求，整个架构设计非常灵活，还可以设计出很多种三维地震勘探测线布设方下面以百万道布设为例描述一种完全平坦地貌的野外布设方法：

• 每条采集线 AL为 2000个采集站，共计需要 500条采集线 AL (野外的测线）；

• 根节点 RU连接 10条光缆，即 10条网络节点链 NUS。每条网络节点链 NUS串接 50 个网络节点 NU, 连接 50条采集线 AL, 每条网络节点链 NUS的数据流量为 lGb/s: 网络节点链的据量流量-采集线数 X道数 /测线 X样点数 /秒 X位 /样点

= 50X 2000X 500X20 = 1, 000, 000， 000 (b/s) = lGb/s。

• 设定每条采集链 AS为 10个采集站 AU, 2个电源节点 PU之间可以连接 10条采集链 AS ( 100个采集站 AU)，则每条采集线 AL需要 20个电源节点 PU给 2000个采集站 AU提供电力。 500条采集线 AL需要 1万个电源节点 PU提供电力供应。

• 设定采集站之间距离（野外称为道距）为 ΙΟπι, 采集线之间距离（野外称为线距）为 40m，上述布设大约可以覆盖 20kmX20km=400km²的地表范围，一次激发可以覆盖大约 10kmX 10km=100km²的地下结构。

Claims

1、一种基于计算机网络的百万道级新型数字地震仪，其特征在于硬件部分由七大单元组成：中央控制操作系统 CCOS、根节点 RU、网络节点 NU、电源节点 PU 、采集链 AS 、光缆 FL和网线 NL: 其中：中央控制操作系统 CCOS是整个仪器的控制中心和数据回收中心、根节点 RU是中央控制操作系统 CCOS与野外设备的连接接口；多个网络节点 NU通过光缆 FL串接形成网络节点链 NUS,根节点 RU连接一条或多条网络节点链 NUS; 由电源节点 PU和采集链 AS任意串接形成采集线 AL, 采集线 AL上的任何一个电源节点 PU通过一条百兆网线 NL连接到网络节点 NU上；所述野外设备包括网络节点 NU、电源节点 PU、采集链 AS、光缆 FL。

2、根据权利要求 1所述的地震仪，其特征在于中央控制操作系统 CCOS主要实现人机交互、排列控制、采集同步、数据回收、质量控制功能；中央控制操作系统 CCOS是整个数字地震仪的主要控制单元，硬件部分主要由计算机服务器 Server, 网络交换机 Switeh、客户计算机终端 PC、存储设备 Storage device、绘图设备 Plotting equipment和 GPS组成；软件主要由操作系统软件和控制操作软件组成；根节点 RU与中央控制操作系统 CCOS通过一条万兆网线或多条绑定的千兆网线相连接。

3、根据权利要求 1所述的地震仪，其特征在于根节点 RU由高速交换模块 SM、控制模块 CM、激发源控制接口模块 ICES,电源模块 PM、辅助道接口模块 IAC和 GPS模块组成; 根节点 RU通过一条万兆网线或多条绑定的千兆网线与中央控制操作系统 CCOS连接，并根据仪器容量的要求提供 2-10个千兆光缆接口与网络节点链 US等野外地面设备连接；高速交换模块 SM提供数据交换功能;控制模块 CM根据中央控制操作系统 CCOS的指令实现对高速交换模块 SM、激发源控制接口模块 ICES和辅助道接口模块 IAC的控制；电源模块 PM 为各模块提供电源支持。

4、根据权利要求 1所述的地震仪，其特征在于网络节点 U由高速交换模块 SM、控制模块 CM、电源模块 PM和 GPS模块等组成；数据交换模块 SM为百兆 /千兆交换机模块，千兆接口分别连接上一级网络节点 NU和下一级网络节点 NU，百兆接口连接电源节点 PU; 网络节点 NU具有两种供电模式：一种为直接连接电池供电；另一种方式为通过网线 NL连接由电源节点 PU供电。

5、根据权利要求 1所述的地震仪，其特征在于网络节点链 NUS由若干个网络节点 NU

13 通过光缆 FL串接形成,并与根节点 RU相连接;根节点 RU连接一条或多条网络节点链 NUS, 形成百万道级数字地震仪系统数据传输主干网。

6、根据权利要求 5所述的地震仪，其特征在于采用一条网络节点链 NUS中的多个网络节点 NU与一条采集线 AL上的多个电源节点 PU连接，或多条网络节点链 NUS中的多个网络节点 NU与一条采集线 AL上的多个电源节点 PU连接等方式增加野外采集设备布设的灵活性。

7、根据权利要求 1所述的地震仪，其特征在于电源节点 PU由控制模块 CM、电源模块 PM和 GPS模块等组成；控制模块 CM具有一个百兆接口通过网线 NL连接网络节点 NU，并可以通过网线 NL给网络节点 NU供电；控制模块 CM具有 2个专用通信接口分别连接上一级和下一级采集链 AS。

8、根据权利要求 1所述的地震仪，其特征在于采集线 AL可以由电源节点 PU和采集链 AS、采集链 AS和采集链 AS任意串接形成；采集线 AL上的电源节点 PU给两边的采集站 AU提供电源供给，电源节点 PU的供电能力确定二个电源节点 PU之间的最多釆集站个数；电源节点 PU把供电电瓶的 12V电压提升到 48-72V对采集站进行供电；由于线路损耗, 采集站的供电电压范围在 24-72V。

9、根据权利要求 1所述的地震仪，其特征在于采集站 AU主要由控制模块 CM、电源模块 PM和 GPS模块组成；控制模块 CM具有 2个专用通信接口分别连接上一级和下一级采集站 AU，具有一个专用接口连接常规检波器或 MEMS等传感器；电源由电源节点 PU通过通信接口釆用 "鬼对"方式远供，电源模块 PM把所供的 24~72V转换成采集站 AU所需的各种电压。

10、根据权利要求 1或者 2或者 3或者 4或者 5或者 6或者 7或者 8或者 9所述的地震仪，其特征在于采集链 AS由若干个采集站 AU通过电缆连接而成，采集站 AU采集数字检波器的信号，并通过专用通信接口进行通信和数据传送。

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