[發明專利]基于組合式海底地震采集節點的接駁系統和數據提取方法

有效

• 申請號: 201710643658.8
• 申請日: 2017-07-31
• 公開（公告）號: CN107462921B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 胡耀星;游慶瑜;簡逸蕓;史鵬程;王元;張盛泉
• 申請（專利權）人: 中國科學院地質與地球物理研究所
• 主分類號: G01V1/22
• 分類號: G01V1/22;G01V1/38;G01S19/25;H04L29/08;G04R20/02
• 代理公司: 北京申翔知識產權代理有限公司 11214
• 代理人: 周春發

1.一種基于組合式海底地震采集節點的接駁系統，其用于組合式海底地震采集觀測系統和地質勘探，其包括功能盒、網絡交換機和機柜；其特征在于，所述功能盒內部集成充電模塊A、GPS模塊B、交互模塊C和升級模塊D，交互模塊C通過連接RJ45接口使控制設備與采集節點進行數據交互功能，升級模塊D利用串口與控制設備連接對采集節點進行固件的升級；機柜將功能盒、網絡交換機進行了連接整合作為一個移動平臺，確保了整套接駁系統應用時的可移動性和便捷性；

充電模塊A采用85VAC～265VAC寬輸入電壓范圍、高電磁兼容性、高功率的充電模塊，提供了輸出功率75W及12V/DC充電功能；充電模塊A由輸入接口a1、AC轉DC模塊a2、DC降壓模塊a3以及13芯輸出接口a4組成；當220v電源通過輸入接口a1接入到AC轉DC模塊a2中將220V/AC交流電轉變為12V/DC直流電壓后，一部分直接輸出給13芯中第9、10、11、12號芯的輸出，接口a4用來給采集節點進行充電功能，另一部分輸出到DC降壓模塊a3中，將12V/DC降壓到3.6V/DC提供給GPS模塊進行供電；

GPS模塊B內部為一個低功耗的GPS接收模塊組，其跟蹤靈敏度-160dBm，捕捉靈敏度-160dBm，冷啟動靈敏度-146dBm，時鐘脈沖信號的精度有效值達到30ns；GPS模塊B由USB供電接口b1、DC降壓模塊b2、GPS接收模塊組b3、電平轉換模塊b4、以及13芯輸出接口b5組成；當輸入電源通過USB供電接口b1接入到DC降壓模塊b2中，將5V/DC降壓到3.6V后連接到GPS接收模塊組b3接收GPS信號，通過電平轉換模塊b4將TTL電平轉換成RS232電平后輸出給13芯中的第4、5號芯，輸出接口b5給采集節點提供GPS信號；

交互模塊C由RJ45接口c1和13芯中的第1、2、3、6號芯輸出的接口c2組成；將RJ45接口c1與13芯中的第1、2、3、6號芯輸出的接口c2連接給采集節點提供通訊功能；

升級模塊D、由串口接口d1與13芯中的第7、8號芯輸出的接口d2組成；將串口接口d1與13芯中的第7、8號芯輸出的接口d2連接給采集節點提供升級功能；網路交換機作為網絡連接端口將所有連接到功能盒中的采集節點連接起來組成一個局域網絡，利用TCP/IP、FTP協議進行數據的同時提取和狀態的查詢功能。

2.一種基于組合式海底地震采集節點的數據提取方法，其用于組合式海底地震采集觀測系統和地質勘探，其對通過功能盒連接到網路交換機的所有采集節點同時進行狀態檢查和數據的提取功能，并對采集后的數據進行鐘差校正；

通過IP地址檢索所有連接的采集節點后，對采集節點的電池電壓、艙溫、艙壓的狀態信息檢測完好后，自動發送命令使采集節點自動進入對鐘采集階段；數據提取是根據檢索到連接節點的IP地址后，通過FTP協議同時對每臺采集節點進行數據的提取；

在采集前會通過GPS的PPS信號對內部時鐘進行修正，形成儀器運行的基準時鐘主頻TC；進入采集狀態后，GPS信號移除，采集節點會以基準時鐘主頻作為內部實時時鐘，根據采樣率進行數據的采集；

當儀器停止采集再次接入GPS信號，采集節點會根據GPS發出的PPS信號對內部時鐘主頻進行對比，得到時鐘鐘差信號CR0并記錄到儀器日志文件中；

采集節點會按照內部實時時鐘的時間記錄進入采集和結束采集的時間，由此得到采集狀態運行總時間T；根據采集節點運行的基準時鐘主頻TC、采集狀態運行總時間T和鐘差信號CR0得到采集節點的總鐘差，通過數據處理將總鐘差引起的數據時間誤差通過內插法進行修正，對儀器數據進行重采樣校正，最終得到時間精度很高的采集數據，達到了時鐘同步采集的目的；

其中，當儀器停止采集再次接入GPS信號時，采集節點會根據GPS發出的PPS信號對內部時鐘主頻進行對比，得到的信號就是時鐘鐘差信號CR0。