试议地震仪地震勘探一体化折射仪同步技术

论文导读：不断加大，急需开辟新的资源区域；另一方面需要提升对地质灾害的预警能力，避开灾害对经济建设和人民财产与生命安全带来破坏。由此，开展深部探测了解地壳内部结构的作用重大。其中，地震勘探法在获取地球深部信息历程中起着重要的意义，所从研制与开发高性能的地震探测仪器是国家优先进展的前沿技术，而评价地震探测仪器性能的一项
摘要：当今，国家经济建设与社会处于高速进展阶段，一方面临资源需求不断加大，急需开辟新的资源区域；另一方面需要提升对地质灾害的预警能力，避开灾害对经济建设和人民财产与生命安全带来破坏。由此，开展深部探测了解地壳内部结构的作用重大。其中，地震勘探法在获取地球深部信息历程中起着重要的意义，所从研制与开发高性能的地震探测仪器是国家优先进展的前沿技术，而评价地震探测仪器性能的一项重要指标是同步精度，它决定着起震时刻、震源机制、震源深度从及地震动力学等诸项结果分析。本论文提出了一种可运用于一体化折射地震仪的同步技术，即GPS授时技术与高精度恒温晶振相结合的同步办法。在长期统计作用上GPS信号具有长期准确度和稳定度，而恒温晶振的短期稳定度较好。本论文提出一种同步办法充分将两者的特征结合起来，提升了仪器的精度，为后续地震勘探资料的处理和解释提供保障。在设计中，首先对GPS的接收模块进行设计，去除输出的秒时钟信号干扰，与恒温晶振的分频秒信号做相位差测量，这里选用精测量的时延内插法与粗测量的直接计数法相结合，提升测量精度。然后将测量的数据送入ARM主控机，对数据进行kalman滤波，去除了秒信号的随机误差。最后把校正值回传给时钟校正计时模块，产生校正后的秒时钟信号。此外，有着恶劣的地质条件或是天线干扰、卫星信号调动和GPS模块损坏等因素导致GPS信号失效的状况发生，根据记录的历史数据和晶振与标准时间的数学模型，在一定时间范围内，能够对恒温晶振进行预测，使晶振输出的修正秒时钟仍能保持一定精度。在一体化折射地震仪中，使用本论文设计的同步技术，同步精度可达微秒级，达到了国内外知名地球物理公司所研发的地震勘探体系的同步精度水平，满足了当前主流的高密度、宽方位和深部探测的新要求。关键词：地震勘探论文折射地震仪论文同步技术论文GPS论文
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Abstract5-10
第1章 绪论10-15

1.1 探讨背景与作用10-11

1.2 同步技术国内外近况11-13

1.3 本论文结构与主要探讨内容13-15

第2章 一体化折射仪同步体系总体设计15-21

2.1 体系设计总体案例15-17

2.2 硬件案例的选择17-18

2.1 主控芯片的选择17-18

2.2 FPGA 的选择18

2.3 体系软件的设计18-20

2.4 小结20-21

第3章 一体化折射仪同步体系硬件设计21-50

3.1 GPS 模块设计21-33

3.

1.1 GPS 体系简介21-25

3.

1.2 GPS 接收模块设计25-32

3.

1.3 误差来源与分析32-33

3.2 恒温晶振33-38
3.

2.1 恒温晶振技术指标34-36

3.

2.2 晶振时间模型建立36-38

3.3 FPGA 电路设计38-49

3.1 分频电路模块39-40

3.2 测量时间差模块40-44

3.3 去除 GPS 秒脉冲干扰模块44-46

3.4 时钟校正与计时模块46-47

3.5 数据传输模块47-49

3.4 小结49-50

第4章 一体化折射仪同步体系软件设计50-60

4.1 kalman 滤波50-56

4.

1.1 kalman 滤波原理50-53

4.

1.2 Kalman 滤波实现53-56

4.2 恒温晶振驯服与 GPS 失效时同步处理56-59
4.

2.1 恒温晶振的驯服56-59

4.

2.2 GPS 失效时同步处理59

4.3 小结59-60
第5章 一体化地震仪同步体系测试60-64

5.1 测试办法与结果60-62

5.2 同步误差分析62-63

5.3 小结63-64

第6章 总结与展望64-66

6.1 工作总结64

6.2 展望64-66

参考文献66-70
作者介绍及在学期间所取得的探讨成果70-71
致谢71