海底大地电磁数据采集电路的接口技术

为了实现智能化的海底大地电磁数据采集,必须应用计算机技术使采集过程自动控制、被测数据自动存储、且电路具有某些纠错功能.根据海洋工程的作业特点,较详细地介绍了自行研制的海底大地电磁仪中的数据采集接口技术.整套仪器系统经海洋试验,证实是有效的和实用的.     

海底大地电磁信号采集的技术难点

海底大地电磁探测要解决的首要问题是海底信号采集。对于陆上已广泛使用且采集技术已较为成熟的大地电磁测深法来说 ,该方法在海洋中的应用并不是一个简单的方法移植问题。由于海洋环境的严酷、海上作业的风险和海底信号微弱 ,要实现海底大地电磁信号采集面临着重重困难。为实现预期的探测目标 ,需采用一系列高新技术 ,包括微弱信号检测技术、海底多台观测系统的高精度同步技术、智能化控制技术、水下密封承压技术以及硬件系统集成技术等等。对海底大地电磁探测所遇到的难点技术问题作了初步的探讨     

带远参考测量方式的海底大地电磁同步采集技术

在海底进行带远参考的大地电磁数据采集,需解决的技术问题包括：仪器的硬件电路中需含有高精度的时钟源,该时钟的走时误差仅为微秒级;需将GPS时间信息写入主控计算机中,使得高精度时钟源成为与标准时间一致的时钟;设计同步性能可靠的数据采集电路。在研发过程中,采用温补晶振技术使振荡频率稳定至10^-7秒;编写对钟驱动程序使PC104计算机能成功地在海面上实施与GPS对钟;运用同步控制电路芯片组成完善的采集系统。海洋试验证明了上述方案的有效可行性。     

可控源大地电磁法探测地下水

张量音频大地电磁法（ＡＭＴ）和张量控源音频大地电磁法（ＣＳＡＭＴ）近来在浅层高分辨率电导率填图方面有了很大发展，为使频率连续且范围从１－１００ｋＨｚ，采用了便携式直立回线发射器以补充频率高于１ｋＨｚ的天然场讯号的不足，在加利福尼亚沙地那斯浴地咸水侵入研究中采集的野外数据推断出的水文地质特征与监视井测井资料相吻合。     

海底大地电磁探测的海洋试验研究

开展海底大地电磁探测需要有一套完善的海上施工方案。为解决海洋环境作业过程中遇到的工程技术问题 ,如探测仪器布放点位的选择、电路初始化设置以及设备的投放与回收方式等等 ,提出了有针对性的解决方法 :利用多波束声纳扫描和抓斗取样技术了解海底地形与底质 ;根据信号的频宽合理选取采集参数 ;研发与海上作业相关的专用硬件产品 ;用声控技术实现设备的回收等等。经过海洋探测试验 ,验证了上述方法的有效性。     

抽取滤波在海底大地电磁探测中的应用

海底大地电磁仪使用了△-Σ调制技术来实现微伏级信号的采集.从抽样理论出发,讨论了针对△-∑调制器输出的高频位流信号而进行的抽取滤波的原理及其构成,指出抽取滤波过程中必须使用多级抽取结构进行抽取和滤波,海底大地电磁仪器中使用的三级抽取滤波结构实现了数字抽取、抗混叠和滤除基带以外量化噪声的功能.同时也介绍了滤波模块的接口和海底大地电磁数据采集器中数字通道原理.结合海底大地电磁仪器的海上试验,通过分析采集的时间序列及其频谱曲线,说明海底大地电磁仪中使用的抽取滤波是合理、可行的.     

硬件系统集成——海底大地电磁测量的关键技术

海底大地电磁探测是一项多学科交叉和多技术渗透的前缘课题 ,课题的目标之一是研制用于海底数据采集的大地电磁测量系统。入海的难度给该系统提出了特殊要求 ,即必须解决海下仪器安全及海面与海底间的设备运载问题。由于涉及多项技术内容 ,每项技术由相应的硬件完成 ,因而整个系统包括了多个集成部件 ,各部件分别实现密封承压、重载下沉、水下布极、释放上浮等各项功能。在系统集成过程中 ,除了要考虑各部件的协调装配外 ,系统整体指标的完善性是研究的重点。根据海上作业的特点和船只设备的具体情况 ,系统集成方案解决了结构、强度、平衡、保护等设计难题 ,提出了若干个既实用又可靠的工程技术方法。集成后的系统经过了从甲板投放、海底数据采集到设备回收全过程的试验。     

可控源大地电磁勘探地下水

张量ＡＭＴ和张量ＣＳＡＭＴ测量的电磁方法可用于浅海海底的高分辨电导率填图。手提式垂直线圈发射器作为频率超过１ｋＨｚ的天然场源的补充，保证１Ｈｚ到１００ｋＨｚ频率范围的连续。在加利福尼亚Ｓａｌｉｎａｓ湾获得的盐水数据反演研究证实了水文地质特征同测井资料一致。     

大地电磁测深仪的高速数据采集

本文介绍了实现大地电磁测深仪高速数据采集的一种方法。采用DMA技术和硬件自动增益控制,用16位微机控制数据来集,使采集速度达到20kHz。     

高密度采集地震资料对缝洞型储层预测精度的影响分析

四川盆地蜀南地区下二叠统茅口组缝洞型储层具有强烈的非均质性特征,而且埋藏相对较深,信噪比和分辨率较低,地震预测的难度大。这里通过模型正演,分析不同道距二维地震资料对茅口组单缝洞体储层的分辨能力,并且在资料处理中,研究了高密度地震资料对抑制空间假频,以及提高横向分辨率的影响,最后通过实际资料对比和速度反演,进一步分析证实了高密度采集地震资料,能够有效提高缝洞型储层的预测精度。     

关于地震数据采集系统的高分辨率高保真问题

地震数据采集系统的性能如何对增加辩信息量、提高分辨率和数据的高保真问题有直接影响。文章对这些问题进行了讨论，并对改进其性能、进行合理配置提出了具体措施     

三分量地震资料野外采集应遵守的重要原则

结合多年的工作经验和应用实例,阐述了三分量地震资料野外采集时应遵守的几个重要原则。     

大地电磁测深资料的噪声干扰

在概述大地电磁场场源的基础上,阐明了影响大地电磁测深资料的噪声分为场源噪声、地质噪声和人文噪声,它们分别来自不同的源。研究了各种噪声对大地电磁测深资料的影响特点,并对几种常见的噪声干扰信号进行了频谱分析。结果表明地质噪声一般影响全频域,近场干扰主要影响高频的有限频率,但近处雷电影响高频的较宽频带,而负荷系统的不稳定则主要影响低频。最后提出了消除或降低各种噪声干扰的可能办法或建议。     

海底MT采集电路在非实时监控状态下的容错性设计

测量海底大地电磁场的仪器系统只能以非实时监控模式运行,这给信号的采集工作带来诸多不可预测的因素。在测量周期长、条件恶劣且与人员隔绝的时空条件下,信号测试过程会受到来自环境干扰和电路异常等方面的影响。因而,预防干扰及自动纠错成为海底大地电磁信号采集电路必须具备的功能。针对可能出现的电路故障,设计相应的软硬件纠错方案以确保海底的仪器始终正常工作是十分重要的。详细分析了海洋作业过程中由于强烈振动的影响、电子盘的写盘噪声以及方向传感器的电磁辐射等方面的故障及其产生的原因,并提出了软件与硬件相结合的容错性设计方案,实现了海底电磁信号采集在非实时监控状态下的容错功能。     

多功能海底大地电磁数据处理软件包

作者在本文中详细地介绍了“863计划”项目“海底大地电磁数据处理和解释系统研究”所取得的成果。本系统功能强大,既能对海底数据进行畸变改正、压制噪声、二维正反演、三维正演,又能对中国南海、东海典型地段进行正演模拟。