井下地震计姿态测控及数据采集技术研究
发布时间：2021-08-18 09:14
基于井下良好的观测环境,研究人员逐渐将地震观测由地表转入井下。但由于观测井孔径的限制,井下地震计需要在原来地表摆放的地震计的基础上进行一些适应性改进。本文以中国地震局地震研究所研制的甚宽频带井下地震计为升级改造的平台,对其进行了改进研究。首先,观测井并非完全竖直,在安装井下地震计时,地震计整体可能处于倾斜状态。在一些研究中指出,地震计的倾斜对其灵敏度等参数有着很大影响,当倾斜超过一定角度时甚至会造成灵敏部件的损坏。地表摆放的地震计可以通过人工调节仪器三个支脚高度从而调节倾斜角度,并通过观察仪器水平泡的位置判断仪器是否符合安装要求。但是对于井下地震计,原有人工调节的方法不再适用,如何将地震计三分向传感器调整到水平状态,研究者们提出了一些方法。如使用悬挂支架和拉杆联动调整的机械方法、利用仪器重力自调平的方案、以及由驱动电路、倾斜控制平台和直流电机组成可调传感器底座从而远程调控的方法。为使井下姿态调平更加方便,在已有技术的基础上,本文进行了一些改进,设计了一套使用姿态传感器获取井下地震计姿态信息、使用微控制器控制角度调节平台倾角调平的自动化测控方案。其次,满足地震计水平摆放的要求后还要对仪器...
【文章来源】：中国地震局地震研究所湖北省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
作者简介
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景及目的
1.2 研究与发展现状
1.3 本文内容与章节安排
1.3.1 本文主要研究内容
1.3.2 本文章节安排
第二章 井下地震仪姿态测控与数据采集的原理及方法
2.1 数据采集
2.2 姿态测控
2.3 方位角估计
2.4 数据矫正
2.5 远距离数据传输
2.6 本章小结
第三章 硬件方案设计
3.1 硬件整体方案
3.2 核心控制器与交互模块
3.3 数据采集模块
3.4 井下地震计姿态测控模块
3.4.1 姿态获取
3.4.2 倾斜调平
3.5 远距离信号传输模块
3.6 定位与授时模块
3.7 电源模块
3.8 本章小结
第四章 程序与软件方案设计
4.1 微控制器程序设计
4.1.1 程序总体设计
4.1.2 姿态控制
4.1.3 数据采集
4.1.4 卫星定位
4.2 虚拟示波器软件设计
4.3 数据矫正软件设计
4.4 本章小结
第五章 测试与分析
5.1 姿态测控功能测试分析
5.1.1 姿态测控测试
5.1.2 姿态测控实验结果分析
5.2 数据采集功能测试分析
5.2.1 数据采集测试
5.2.2 数据采集实验结果分析
5.3 方位角计算与数据矫正程序测试分析
5.3.1 方位角计算与数据矫正方法验证
5.3.2 方位角计算与数据矫正实验结果分析
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国井下甚宽频带地震仪研制与应用开发新进展[J]. 李丽,罗新恒,关作金,范晓勇. 国际地震动态. 2016(10)
[2]甘肃省测震台网地震台站地震计方位角检验与校正[J]. 陈继锋,李亮,李少睿,刘白云,陈晓龙. 地震工程学报. 2016(03)
[3]利用P波质点运动估计“中国数字地震观测网络”地震计方位角[J]. Fenglin Niu,李娟. 世界地震译丛. 2015(Z1)
[4]基于惯性传感器MPU6050的滤波算法研究[J]. 傅忠云,朱海霞,孙金秋,刘文波. 压电与声光. 2015(05)
[5]井下综合观测技术发展现状[J]. 董云开,李宏. 震灾防御技术. 2014(01)
[6]地震记录的时间域反褶积、仿真及在地震计方位角相对测量中的应用[J]. 谢剑波. 地球物理学报. 2014(01)
[7]基于LM2596的不间断直流电源设计[J]. 潘传勇,丁国臣,陈世夏. 现代电子技术. 2013(17)
[8]甚宽频带地震计二阶传递函数的精确测定方法研究[J]. 周云耀,吴涛,王墩. 武汉大学学报(信息科学版). 2008(07)
[9]基于CP2102/CP2103的RS232接口转换为USB接口的应用设计[J]. 徐民,张博. 国外电子元器件. 2008(05)
[10]确定地震计安装方位的相干性分析法[J]. 吕永清,蔡亚先,程骏玲. 大地测量与地球动力学. 2007(04)
硕士论文
[1]井下地震计关键技术研究与实验[D]. 齐军伟.中国地震局地震研究所 2016
本文编号：3349613
【文章来源】：中国地震局地震研究所湖北省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
作者简介
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景及目的
1.2 研究与发展现状
1.3 本文内容与章节安排
1.3.1 本文主要研究内容
1.3.2 本文章节安排
第二章 井下地震仪姿态测控与数据采集的原理及方法
2.1 数据采集
2.2 姿态测控
2.3 方位角估计
2.4 数据矫正
2.5 远距离数据传输
2.6 本章小结
第三章 硬件方案设计
3.1 硬件整体方案
3.2 核心控制器与交互模块
3.3 数据采集模块
3.4 井下地震计姿态测控模块
3.4.1 姿态获取
3.4.2 倾斜调平
3.5 远距离信号传输模块
3.6 定位与授时模块
3.7 电源模块
3.8 本章小结
第四章 程序与软件方案设计
4.1 微控制器程序设计
4.1.1 程序总体设计
4.1.2 姿态控制
4.1.3 数据采集
4.1.4 卫星定位
4.2 虚拟示波器软件设计
4.3 数据矫正软件设计
4.4 本章小结
第五章 测试与分析
5.1 姿态测控功能测试分析
5.1.1 姿态测控测试
5.1.2 姿态测控实验结果分析
5.2 数据采集功能测试分析
5.2.1 数据采集测试
5.2.2 数据采集实验结果分析
5.3 方位角计算与数据矫正程序测试分析
5.3.1 方位角计算与数据矫正方法验证
5.3.2 方位角计算与数据矫正实验结果分析
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国井下甚宽频带地震仪研制与应用开发新进展[J]. 李丽,罗新恒,关作金,范晓勇. 国际地震动态. 2016(10)
[2]甘肃省测震台网地震台站地震计方位角检验与校正[J]. 陈继锋,李亮,李少睿,刘白云,陈晓龙. 地震工程学报. 2016(03)
[3]利用P波质点运动估计“中国数字地震观测网络”地震计方位角[J]. Fenglin Niu,李娟. 世界地震译丛. 2015(Z1)
[4]基于惯性传感器MPU6050的滤波算法研究[J]. 傅忠云,朱海霞,孙金秋,刘文波. 压电与声光. 2015(05)
[5]井下综合观测技术发展现状[J]. 董云开,李宏. 震灾防御技术. 2014(01)
[6]地震记录的时间域反褶积、仿真及在地震计方位角相对测量中的应用[J]. 谢剑波. 地球物理学报. 2014(01)
[7]基于LM2596的不间断直流电源设计[J]. 潘传勇,丁国臣,陈世夏. 现代电子技术. 2013(17)
[8]甚宽频带地震计二阶传递函数的精确测定方法研究[J]. 周云耀,吴涛,王墩. 武汉大学学报(信息科学版). 2008(07)
[9]基于CP2102/CP2103的RS232接口转换为USB接口的应用设计[J]. 徐民,张博. 国外电子元器件. 2008(05)
[10]确定地震计安装方位的相干性分析法[J]. 吕永清,蔡亚先,程骏玲. 大地测量与地球动力学. 2007(04)
硕士论文
[1]井下地震计关键技术研究与实验[D]. 齐军伟.中国地震局地震研究所 2016
本文编号：3349613
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