[發明專利]一種多通道數據采集同步系統

有效

• 申請號: 201110448620.8
• 申請日: 2011-12-28
• 公開（公告）號: CN102497262A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 湯亮;喬東海;嚴鋒;張俊;嚴明;王中興;底青云
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所
• 主分類號: H04L7/04
• 分類號: H04L7/04;H04J3/06
• 代理公司: 北京億騰知識產權代理事務所 11309
• 代理人: 陳霽

技術領域

本發明涉及數據采集同步系統領域，特別涉及一種多通道數據采集同步系統。

背景技術

我國在工業進程中，社會經濟可持續發展正面臨資源緊缺的嚴重壓力。我國是一個資源大國，目前己發現的礦產有170余種，資源開采量居世界第二，支撐了50年社會主義經濟建設和工業化發展，使我國的綜合國力躍居世界第四。然而，隨著礦產開發力度的加大，資源儲備急劇下降，己勘探的能源和固體礦產資源對工業化的保障程度日趨下滑，資源的供需矛盾日益突出。我國淺部礦產資源，如露頭礦、淺部礦，己大幅減少。從國土資源部對全國1010座大中型礦山資源潛力的調查結果可知，60％以上的礦山可開采的潛力嚴重不足。鐵、銅、鋁、鉀鹽等重要礦產高度依賴進口，對外依存度高達50％～80％，遠高于國家經濟的安全警戒線(對外依存40％)。礦產資源短缺日益嚴重，后備探明儲量嚴重不足的現狀令人堪憂，己成為制約我國經濟發展的重大瓶頸。而另一方面，我國的深部礦產資源和沙漠、森林等覆蓋區的礦產資源大有潛力可挖，多數礦產資源均有較大找礦前景。世界上一些礦業大國礦床的勘探開采深度己達2000～4000m，而我國己有礦床的勘探開采深度大都小于500m，因此己有礦山的深部和外圍仍有很大找礦能力。

地殼是由不同的巖石、礦體和各種地質構造所組成，它們具有不同的導電性、導磁性、介電性和電化學性質。根據這些性質及其空間分布規律和時間特性，可以推斷礦體或地質構造的存儲狀態(形狀、大小位置、產狀和埋藏深度)和物性參數等，從而達到地質勘探的目的。電磁法勘探就是根據地殼中各類巖石或礦體的電磁學性質和電化學特性的差異，通過對人工或天然電場、電磁場或電化學場的空間分布規律和時間特性的觀測和研究，尋找不同類型有用礦床和查明地質構造及解決地質問題的地球物理勘探方法，主要用于尋找金屬、非金屬礦床，勘查地下水資源和能源，解決某些工程地質及深部地質問題等。

電磁法勘探的方法，按場源性質可分為人工場法(主動源法)、天然場法(被動源法)；按觀測空間可分為航空電磁法、地面電磁法、地下電磁法等。其中，航空電磁法由于其探測深度和精度的限制，主要用于礦區普查。礦體尺度上的勘探須采用人工源地面電磁法。瞬變電磁法是礦體詳查的人工電磁法主要手段，它通過接收地球電磁場響應來獲取地下地質體或礦體電導率分布信息。對于瞬變電磁法而言，系統主要由發射機和多個采集站組成。由于發射機與各采集站間的時間同步部分決定了測量的精度和深度，因此對于系統的時間同步要求較高。

現有技術中使用較多的電磁法儀器，如加拿大鳳凰公司的V8采集系統，該系統采用全球定位系統(Global?Positioning?System，簡稱GPS)進行同步，在發射機發射功率有限的情況下，可以通過精確時間同步控制下的多次測量疊加來增強接收信號信噪比，以達到提高測量精度和深度的目的。另外，如果借鑒油氣勘探中的地震技術，采用多次發射，陣列式多道接收多次覆蓋的全波場信息，可以在同等發射源強度的條件下大幅度提高探測精度和深度，使探測深度達到2000米以上，可以有效提高我國的找礦能力，緩解我國資源緊缺問題。但同時，陣列式采集系統也對系統的時間同步提出了更高的要求。

以加拿大鳳凰公司的V8采集系統為例，所采用的GPS同步技術具有如下優點：

1、使用GPS衛星信號作大面積全系統不間斷同步；

2、發射機及各接收機與GPS的初始時間同步精度達到±100ns，省去了發射機和各接收機之間的連接電纜；

3、采用恒溫晶振作為守時設備，能夠保證V8系統在GPS失鎖的情況下繼續同步工作4小時左右。

但同時存在如下缺點：

1、每次工作前，發射機和各采集站均需要連接GPS天線，等待GPS接收機預熱、搜索并鎖定衛星，過程較為繁瑣耗時；在有植被和叢林覆蓋等GPS信號不好的地點，該過程更為繁瑣耗時；另外，在布置陣列式采集系統(如幾十道至百道采集站)的情況下，該過程的繁瑣耗時程度將難以接受。

2、在完成一個測點移向另一個測點時，需要重新完成GPS天線連接、GPS接收機預熱、搜索并鎖定衛星的過程。

3、GPS接收機處于常開狀態，系統消耗功耗相對較大，而對于野外使用的輕便型采集系統而言，希望功耗越小越好。

發明內容

本發明的目的是解決現有技術中存在的上述問題。