[發明專利]一種基于北斗短報文通信的地震數據采集方法及地震儀器

在審

• 申請號: 202310395641.0
• 申請日: 2023-04-13
• 公開（公告）號: CN116413766A
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發明（設計）人: 韓壯;王偉輝;羅福龍
• 申請（專利權）人: 河北賽賽爾俊峰物探裝備有限公司
• 主分類號: G01V1/18
• 分類號: G01V1/18;H04W4/029;H04W84/06;H04W84/18;G01V1/22
• 代理公司: 北京萬科園知識產權代理有限責任公司 11230
• 代理人: 杜澄心;張亞軍

本發明公開了一種基于北斗短報文通信的地震數據采集方法及地震儀器。包括節點單元應急狀態實時自主檢測、判定、編碼、接力傳送步驟，節點單元位置坐標集群同步高精度定位步驟，失蹤節點單元自主播報位置和身份步驟；以低功耗長距離無線接力通信技術為支撐，實現節點單元的應急狀態和坐標定位參考量的大范圍按序接力傳送；以動態監測和實時報警技術為依托，實現節點單元應急狀態的實時自主報告和遠程質控；以無線充電和數據下載技術為基礎，實現無觸點充電和數據交互；以太陽能充電為輔助，實現長期失蹤節點單元自主播報位置和身份。本發明既能實時遠程質控，還能真正無樁號施工，并兼有太陽能充電、無觸點充電和通信等功能。

技術領域

本發明涉及地球物理勘探技術領域，特別涉及油氣地震勘探中實施地震數據采集的地震儀器技術。

背景技術

近幾十年的地下礦物發現和探明手段證明，地震勘探是尋找地下礦藏特別是油氣資源的最有效方法。所以，油氣地震勘探技術得到了長足的發展，目前正在蓬勃興起的是高精度、高密度、寬頻帶地震勘探技術。

地震儀器是實現地震波傳感、采集和記錄的核心裝備，也是決定油氣地震勘探綜合成效的關鍵因素。所以，近百年來不斷根據物探技術發展需求和電子工程科學發展成果研發一代比一代更先進的地震儀器，就成為滿足精細化油氣地震勘探的必然選擇。當前，地震儀器技術發展進入新的時期，廣泛應用最新科學技術的發展成就，研發高度自動化、智能化的新型地震儀器已經成為油氣地震勘探技術發展的新常態。

為了適應高精度、高密度、寬頻帶地震勘探技術發展需求，近些年研發推出了大量的節點式地震儀器，目前節點式地震儀器已經成為滿足復雜地表高精度、高密度、高效率地震勘探的首選。雖然時下的節點式地震儀器對于滿足低成本、高效率、綠色環保油氣勘探有著不可替代的優勢，但就高度的自動化、智能化需求而言仍有許多不足。例如，因為通信能力問題當下的節點式地震儀器沒有任何一款可以實時向控制中心報告工作狀態，致使出現致命問題(如電池電量過低)時，無法得到及時解決而損失地震數據；因為衛星定位高程測量精度等問題當下的節點式地震儀器沒有任何一款可以實現真正意義上的無樁號施工；因為不能自主補充電能在電量耗盡后，無法發出位置信息和應答搜尋指令而造成設備丟失；因為充電或數據下載回路都通過站體上的裸露觸點構成，觸點容易磨損或污染導進而致接觸不良；等等。

在已公開的專利文件中，以北斗衛星系統作為通信平臺的地震儀器有多種，其中CN104793531A“無纜地震儀遠程監控系統及方法和野外工作方法”，就是典型的代表。CN104793531A提供的方法是,由地面控制中心的上位機經UART、北斗指揮機和北斗衛星與父節點位置地震儀通信，父節點位置地震儀通過WiFi與采集站構成無線組網。但是CN104793531A提供的方法和技術，因為采用WiFi技術作為采集站組網通信的基礎，而且是通過衛星實現遠程交互式雙向通信，需要開銷大量的時間、信道、電源等資源，在地震道足夠多時(萬道以上)，無法滿足低功耗、全實時、低成本、全自動等的需求。因此，如果能發明一種可實現低功耗、全實時、低成本、全自動的衛星通信地震儀器，解決現有技術固有的不足，便為高效率、低成本地震勘探提供新的支撐。

在已有的位置坐標高精度定位技術中，都是采用參考點與定位點一對一的工作模式，或參考點與定位點通過電臺通信模式，或通過星際差分模式來實現，這就要求有足夠多的通信信道或足夠多的參考站或足夠多的經濟投入，對于萬道以上的地震測網，這些技術缺乏實用性和經濟性。如果能發明一個參考站能同步為萬道級的地震道提供實時動態差分定位技術，實現節點單元位置坐標的高精度定位，便為地震勘探無樁號施工提供可能。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于北斗短報文通信的地震數據采集方法及地震儀器，解決當前節點式地震儀器不能實時反饋影響地震數據采集質量的工作狀態、不能滿足無樁號施工、不能自主充電、不能無線非接觸式下載數據、不能借助RFID進行身份識別等技術問題，進而為滿足復雜地表高精度、高密度、寬頻帶地震勘探技術的發展需求提供裝備保障。

為了實現上述發明目的，本發明所采用的技術方案如下：