有线遥测地震仪网络同步技术研究

发布时间：2017-11-11 08:22

  本文关键词：有线遥测地震仪网络同步技术研究

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【摘要】：随着我国近三十年来的高速发展,石化能源的消耗逐渐增加,我国的能源、环境等问题由此日益突出。为了减小能源紧缺对国家的经济增速的影响,我国近年逐步开展了地质探究、资源勘探的科研项目。目前,地震方法是研究地下结构较为有效的方法之一。通过对震源产生的地震波采集和分析,施工方可以科学地解释探测区域的地质条件。当前,万道甚至十万道以上的大型地震勘探系统早已广泛地应用到地震勘探领域中,其中地震仪采集系统的同步精度误差会造成后期数据处理结果的可信度降低,并有可能影响工程的合理性建设以及可靠性评估。吉林大学自主研制的有线遥测地震仪GEIST-438采用的是接力式以太网络拓扑结构。地震仪的同步方式采用的是线同步技术。该技术的同步精度相对较高,但同步精度受传输距离影响严重;连接采集站的大线含有两条时钟同步线,该设计增加了地震仪硬件的复杂度。为了减小同步精度受传输距离的影响,以及降低硬件电路的复杂程度,本文在原有遥测地震仪GEIST-438设计的基础上,提出了一种基于网络的地震仪时间同步方法。课题借鉴了NTP、IEEE1588V2等以太网同步技术,并自主设计了一套网络对时协议。由于数据通信是基于有线遥测地震仪GEIST-438的接力式以太网络,因此传递时间戳报文时,数据跨路由导致的链路传递不确定性大大增加。为此本文引入同步统计方法和透明时钟概念,设计了走时补偿和透明时钟补偿算法,提高了同步对时精度。为了提高同步系统的对时效率,课题采用了多线程并发服务器技术实现了高效率快速对时。在室内搭建了硬件测试系统,并通过对上述地震仪网络同步方法的测试,验证了有线遥测地震仪GEIST-438网络同步方案的可行性与正确性。测试结果表明并发授时服务器可以有效提高同步对时效率;地震仪在小规模组网中的同步精度可达两百微秒量级,满足了在2KHz采样率下,同步误差不超过一个采样间隔的设计要求。利用Matlab软件分别实现了同步精度与地震仪台数,和同步耗时与地震仪台数的关系曲线拟合。通过拟合结果,文章分析出了基于该同步技术,测网中允许设置的最大地震仪台数,以及最大对时耗时时间。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH762.2

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本文编号：1170577