改善VSAT卫星链路网际互联的技术途径

在卫星通信网上运行TCP/IP协议时,因电波空间传播产生的卫星链路时延,严重降低了TCP协议数据流的传输速率和通信效率。选择适当的TCP数据流发送窗口值,不能从根本上提高TCP数据流的传输速率。对于采用卫星通信链路作为传输信道的计算机广域网,在卫星站网关上使用TCP“协议欺骗”技术,能够显著提高TCP/IP协议在卫星通信网上运行的效率。文中给出了采用TCP/IP“协议欺骗”后实测的结果。     

基于OFDM的CDMA3G无线通信系统传输地震数据分析

OFDM是一种无线环境下的高速传输技术,它采用一种不连续的多调制技术,将不同载波中的大量信号合并成单一的信号,从而完成信号传送。由于这种技术具有在杂波干扰下传送信号的能力,因此常常会被利用在容易受外界干扰或者抵抗外界干扰能力较差的传输介质中。由于在OFDM系统中各个子信道的载波相互正交,它们的频谱是相互重叠的,这样不但减小了子载波间的相互干扰,同时又提高了频谱利用率。由于地震监测系统中需要传输大量数据,因此OFDM技术在地震监测系统中将有广泛的应用。     

基于压缩感知的随钻测井编码传输方法

随钻测井是一种能在钻头钻进过程中通过安装在钻头附近的传感器实时获取和传输测井数据的技术.实时可靠高效的传输测井数据是随钻测井研究领域的关键问题.目前随钻测井系统普遍使用的测井数据传输方式是钻井液压力脉冲遥测传输.钻井液信道是一种长时延极低速单向无反馈删除信道,因此利用传统的差错控制方法无法在保障测井数据传输实时性的同时纠正信道噪声引起的实时测井数据传输错误.为此本文提出了一种基于压缩感知理论的随钻测井数据信道编码传输方法,该方法具有短码长线性编译码复杂度的优点.地面接收端通过压缩感知重构算法恢复井下测井数据,在保障测井数据传输实时性的同时使得地面施工人员能在随机删除信道条件下正确的获得全部井下实时测井数据.钻井现场真实测井数据编码实验表明,本文所提方法在不影响测井数据传输实时性的前提下大大提高了测井数据的抗信道删除能力,降低了由于信道删除带来的测井数据丢包率,而且允许测井施工人员根据实际钻井液信道状态灵活调整发送码率,以实现不同删除概率信道下的测井数据可靠传输.     

随钻测量电磁传输信道研究

文中讨论了地球物理勘探中的随钻测量电磁传输信道激励方式及物理模型；应用改进的等效传输线法与电极法,研究了影响地面电极检测电压的信道参数,给出了随钻电磁信道最人可测深度与地层电阻率、工作频率及井场干扰噪声的关系.与实测数据比较表明,所用理论模型能较好地预测随钻电磁信道的主要特性.     

基于三分向台站波形的重复地下爆炸相关检测

在将相关检测方法应用于三分向台站记录数据时不能采用台阵数据检测时所使用的基于相关系数束慢度估计的虚假触发筛查方法来控制误检测.为此,本文根据重复事件的震中位置本身固定,各台站记录到的重复事件信号之间的到时差与相应参考事件的信号到时差基本相同的特性,根据两个以上三分向台站的相关检测触发到时差筛查相关检测虚假触发,从而解决了相关检测方法在应用于三分向台站数据时虚假触发过多的问题.利用新疆的三个三分向台站一个月的连续数据对该方法进行测试的结果表明,该方法能在接近零误检率的情况下对重复地下爆炸进行检测.     

“十五”网络项目中测震台站CDMA数据传输方式浅析

中国数字地震观测网络项目建设的一个重要特点是"网络到台站,IP到仪器",从台站数据的采集到数据传输,台网中心数据的接收与实时处理,全部建立在网络化的平台上.因此,保证数据传输的连续性是一个重要的前提,本文从CDMA数据传输方式的特点出发,详细分析了数字地震项目建设过程中测震台网试运行的数据特点,研究表明:测震台站CDMA数据传输模式的连续率较低,在条件许可的情况下,地震数据的传输应尽量采用专用信道.     

阜新矿震台网无线信道测试

为了提高矿震台网的运行率,保障地震数据的连续率、完整率,对阜新矿震台网的信道进行了测试,主要包括制作传播路径地形剖面图以了解信道传输的视通条件、对信道传播损耗的理论计算及功率储备的测量、进行接收场强及背景干扰的测试以确定传输频点。结果显示,阜新矿震台网无线传输信道的场强在50~73 dB之间,能够保证无线信号传输质量,符合遥测台网建设技术规范要求。     

基于信号整体与局部特征的地震数据自动处理方法研究

提出一种基于信号整体与局部特征的地震数据自动处理新方法, 该方法不同于以往仅采用包络线互相关来直接检测事件. 新方法依然按照检测、 识别、 关联和定位等4个步骤进行处理, 但在进行单个震相信号检测的同时, 也检测信号波列并利用其包络线特征来识别和关联震相. 文中详细阐述了数据处理过程中如何定义一个波列及抽取和应用其特征. 相关的数据处理技术目前已成功应用于区域台网的日常数据处理分析中. 作为例子, 给出了对新疆区域台网连续16天数据进行测试处理的结果. 实际应用结果表明, 这种新方法可以大幅度降低自动处理结果的误检、 漏检率, 在实际应用中具有很好的前景.      

云南省地震行业网备份信道设计与实现

为解决因运营商信道故障造成的地震行业网信息节点中断,保障地震观测数据实时传输,利用云南省地震局现有的网络资源,提出基于4GIPSecVPN、4GVPDN和电子政务外网的三种地震行业网备份信道建设方案,并在实际应用场景中通过了测试。该研究为今后地震行业网备份信道建设探索方法,也为野外观测台数据传输的通信链路建设提供参考依据。     

采用卫星QPSK调制方式在高斯信道中传输地震数据的性能分析

为了获得卫星通信系统传输地震数据的误码率,借助MATLAB软件仿真地震数据在高斯信道中的传输过程,建立卫星调制方式模型和高斯信道模型,使地震数据经过所建立的模型处理后,得到不同信噪比情况下的误码率。并分析卫星通信系统使用QPSK调制方式调制、传输地震数据对信号传送的影响。最后采用蒙特卡罗法仿真获取准确误码率曲线,为使用...     

WMN技术用于构建新型地震应急救援无线通讯平台的分析与设想

传统的WLAN（Wireless LAN无线局域网）因为其单跳的网络特性造成了通讯瓶颈,这也使得其不能很好地满足地震应急救援通讯对效率、准确、安全等特性的要求。一种新型的无线网络形式WMN（Wireless Mesh Network无线网状网）的出现为构建下一代地震应急救援无线通讯系统提供了良好的网络基础。通过对传统地震应急救援无线平台和WMN的介绍,分析了构建新型地震应急救援无线通讯平台的技术指标和可行性,并且给出了平台搭建建议,最后对可能存在的问题以及应用前景进行了讨论。     

无线遥测式数字地震仪关键技术

介绍了一种完全自主开发的便携无线遥测式浅层数字地震仪.系统以无线自组网为核心,基于双ARM和FPGA平台,采用多功能IP软核驱动方式及嵌入式操作系统,从硬件方面提高系统的集成化程度,缩小设备体积.设计可动态配置信号调理单元保证系统前端的动态范围和保真性,采用并行双缓存循环预采集存储技术,实现不确定传输延时情况下的多道严格并行采集.文中详细分析了适合于地震数据传输的无线射频和无线以太网两种传输方式,以及相应的组网方案和关键技术难点,解决了分布式无线信号采集站的采集同步和非均匀采样问题.信号采集站单站集成12路并行采集道,各通道在4 k采样率时有效分辨率达18位,且参数可远程配置.软件中所集成的现场质量控制功能,非常适于复杂环境下的工程勘探,且由于移除了多个附加配件,从而缩小了设备的体积和重量,降低施工布线的复杂性,提高环境适应能力和勘探效率.     

Internet of Things‐based wireless networking for seismic applications

There is growing pressure from regulators on operators to adhere to increasingly stricter regulations related to the environment and safety. Hence, operators are required to predict and contain risks related to hydrocarbon production and their infrastructure in order to maintain their licence to operate. A deeper understanding of production optimisation and production‐related risk requires strengthened knowledge of reservoir behaviour and overburden dynamics. To accomplish this, sufficient temporal and spatial resolution is required as well as an integration of various sources of measurements. At the same time, tremendous developments are taking place in sensors, networks, and data analysis technologies. Sensors and accompanying channels are getting smaller and cheaper, and yet they offer high fidelity. New ecosystems of ubiquitous wireless communications including Internet of Things nowadays allow anyone to affordably connect to the Internet at any time and anywhere. Recent advances in cloud storage and computing combined with data analytics allow fast and efficient solutions to handle considerable amounts of data. This paper is an effort to pave the way for exploiting these three fundamental advances to create Internet of Things‐based wireless networks of seismic sensors. To this aim, we propose to employ a recently developed Internet of Things‐based wireless technology, so‐called low‐power wide‐area networks, to exploit their long range, low power, and inherent compatibility to cloud storage and computing. We create a remotely operated minimum‐maintenance wireless solution for four major seismic applications of interest. By proposing appropriate network architecture and data coordination (aggregation and transmission) designs, we show that neither the low data rate nor the low duty cycle of low‐power wide‐area networks imposes fundamental issues in handling a considerable amount of data created by complex seismic scenarios as long as the application is delay tolerant. In order to confirm this claim, we cast our ideas into a practical large‐scale networking design for simultaneous seismic monitoring and interferometry and carry out an analysis on the data generation and transmission rates. Finally, we present some results from a small‐scale field test in which we have employed our Internet of Things‐based wireless nodes for real‐time seismic quality control over clouds.     

单通道无线存储式地震仪关键技术

当前地震勘探装备多数价格昂贵、体积大、功耗高,导致大规模的地震勘探产生很大困难.新型的无缆存储式地震仪,省去了大线传输,解决了复杂环境下进行大道数地震数据采集的问题.但是由于缺乏有效的监测手段,无法对其进行现场实时质量监控,施工质量和效率难以保证,具有封闭性的技术缺陷.针对此问题,本文研制了一款基于无线网络通讯技术的低功耗、低成本、小体积、高精度的现场可实时质量监控型单通道无线存储式地震仪.地震仪以Cortex-M4型内核MCU为核心,构成系统的主控模块,负责管理系统运行.采用32位A/D采集模块、大容量SD卡存储模块、高效率DC-DC电源管理模块、低功耗无线WiFi模块以及有线以太网模块,完成地震数据的采集、存储、质量监控和回收.研制的基于无线通讯技术的单通道无线存储式地震仪以其便携性、低成本、可现场实时质量监控以及地震数据本地存储的特点,降低了勘探成本,提高了大规模勘探的可操作性,在大道数、高密度、宽方位的地震勘探中具有广泛的应用前景.     

便携式近地表频率域电磁法仪器研究现状与发展趋势

本文介绍了便携式近地表FDEM(频率域电磁法)仪器的应用需求、构成原理与特点、研究现状及新技术动态,强调了可靠性在实际应用中的重要性,对仪器研制过程中涉及的硬件、软件与结构三个部分的可靠性问题进行了深入探讨,并分别给出相应的解决措施.分别讨论了以不断进步的嵌入式技术、模拟技术、并行处理技术、无线通信技术及分布式设计技术等为代表的新技术对便携式近地表FDEM仪器性能指标的影响,明确了从集成度、功耗、精度、处理能力等方面提升便携式近地表FDEM仪器的整体性能是未来发展的方向,以期早日使得具有中国自主知识产权的便携式近地表FDEM仪器实现产业化,为新丝绸之路发展做出贡献.采用新设计理念,结合有效的新技术将提高近地表FDEM电磁勘探仪器的综合指标.可以预见,便携式近地表FDEM仪器功耗性能将会堪比现有智能手机功耗性能,勘探深度范围更广,分辨率更高,体积更小,更加便于携带和使用.     

高保真高分辨率遥测地震勘探采集系统研制及应用

矿产资源勘探尤其是金属矿勘探具有地质条件复杂、勘探深度大、分辨率要求高等特点.常规地震勘探技术与装备难以满足复杂地形高精度三维地震勘探需求.针对该技术难题,研发一套高保真、高分辨率轻便分布式混合遥测地震勘探系统迫在眉睫.鉴于此本文开发了信号高保真高分辨率数据采集技术、实时通讯及采集单元无址链接技术和多媒介混合遥测技术等一系列关键技术.成功研制出SE863单站单道分布式混合遥测地震数据采集系统,该系统由31位高分辨率采集单元链、集3 G/4 G无线通讯及有线通讯的交叉数据管理站、便携式主控站以及测控软件组成.支持二维、三维高密度地震反射波勘探、散射成像、天然源透射成像等地震数据采集工作.利用该套系统与428XL地震数据采集系统进行同步对比,并将该系统交付第三方使用完成了1 km²三维地震勘探实验,结果表明该系统设备轻便、性能稳定、分辨率高、数据质量好,是我国具有完全自主知识产权的高精度轻便分布式地震勘探技术装备,大大增强了我国地震勘探技术核心竞争力.     

基于物联网技术的便携式地震流动观测网关设计

针对地震野外流动观测网络系统的无公用网络、流动性强、范围广、密度大、环境复杂的观测模式特点,又为了解决地震野外监测的低成本、高效传输、快速部署的台阵组网难题,以LoRa为主要通讯网络,结合Wifi和ZigBee无线网络技术,设计实现一种便携式、低功耗、快速组网的无线复合通讯网关。实验测试表明,该网关在LoRa组网下可以实现2 km范围内最高21 kbps空中传输速率的网络通讯状态,适用于地震野外监测高效传输、快速部署的台阵组网。     

A computer-based datalogging system used to investigate the infiltration process under natural rainfall conditions

The system described in this paper uses a commercial, portable computer to monitor rainfall, surface runoff, soil moisture potential, soil temperature, and water table levels. The system is designed as a permanent field instrument which reads 16 analogue and two digital channels. It offers 10-bit accuracy and records data on both magnetic tape and paper for greater security. The computer program is in Microsoft BASIC and can therefore be readily altered to change the measurement regime. Although designed to investigate the infiltration process the system is easily adapted to monitor other environmental processes.     

基于Wi-Fi信号的地震废墟被困人员侦查系统

针对震后大面积废墟下被困人员快速准确检测与定位的需求,本文提出了基于Wi-Fi信号的地震灾害人员侦查技术。以嵌入式技术为基础,涉及FSK通信、Wi-Fi定位、Wi-Fi定位算法等方面的研究,提出Wi-Fi热点中继设备和显控中心平台切实可行的设计解决方案,研制出能够实现震后大面积废墟下被困人员快速定位的设备,并提出设备布设方案。为我国地震救援提供一种有效的技术手段。     

基于3G网络的IPSec VPN组网技术在野外流动地震监测中数据传输的应用

以2013年福建省陆海联测炸测实验工作为例,阐述了在野外流动地震监测中,利用当今最为流行的3G无线网络架构与IPSec VPN技术,应用其保密性高、应用灵活、价格低廉的优点,结合福建省地震局在地震行业网网络建设的实际情况,快速架构与地震行业网的数据通讯模式,使得野外采集数据能够迅速的传到总部指挥中心,有效的解决了野外流动地震监测中数据实时传输的问题,保障了指挥中心的快速响应与决策作用.