專利名稱：傳輸?shù)卣鹦盘柕陌氚葱騻鬏敺椒ê拖到y(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在地震接收裝置群的數(shù)據(jù)獲取設備和中央控制及記錄實驗室之間通過短波通訊傳輸信號的半按序傳輸(Semi-Sequentialtransmission)系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用幾個發(fā)送頻率并能在數(shù)據(jù)獲取設備之間自動分配不同的、可以使用的頻率。
現(xiàn)代的地震勘探方法包括使用均勻分布在一定距離內(nèi)，有時是幾公里內(nèi)的等間隔的許多數(shù)據(jù)獲取設備。每一個數(shù)據(jù)獲取設備用于采集由一個或多個適當?shù)慕邮掌?水下地震檢測器或地震探測器)拾取的地震信號，該信號是由震源傳遞到地層中并由地層突變(不連續(xù)處)所反射的沖擊產(chǎn)生的。數(shù)據(jù)獲取設備采集的信號，在被實時或延時傳輸?shù)街醒肟刂坪陀涗泴嶒炇抑跋缺徊蓸?，?shù)字化并儲于存儲器。
能夠把由數(shù)據(jù)獲取設備采集的地震數(shù)據(jù)集中起來的無線電傳輸系統(tǒng)在例如申請?zhí)枮镕R2599533，F(xiàn)R2511772和2197182的法國專利，GB2055467的英國專利或US4152691，4086504，3987406的美國專利中均有所敘述。
由數(shù)據(jù)獲取設備采集的數(shù)據(jù)可以順序傳送，每一個設備或者直接或者經(jīng)過一中間獲取裝置或中繼單元依次向中央實驗室傳輸各自的數(shù)據(jù)。在順序向中央實驗室傳輸所必須的時間內(nèi)記錄裝置用于儲存所采集的數(shù)據(jù)。
這些方法只需要一條寬帶的短波通道。但若依次順序詢問的數(shù)據(jù)獲取設備數(shù)量很大，則總的傳輸時間因而兩個地震發(fā)射接收周期間的時間間隔很大，延長了勘探所研究的地震斷面的時間。
被采集的數(shù)據(jù)向中央實驗室的傳送也可以由所有獲取設備實時地同時進行。它需要使用大量不同頻率的寬帶或窄帶短波傳輸通道。使用這樣的系統(tǒng)實際上常常是困難的。每一個設備必須具備特定發(fā)送頻率的無線電發(fā)射-接收設備而中央實驗室必須具備用于分離不同載波的調(diào)制信號的選擇探測部件。調(diào)節(jié)和準備工作時間長而復雜。此外，數(shù)據(jù)的同時傳輸常常由于在中央實驗室接收時由附近或遠距離的發(fā)送設備發(fā)出的電平差別很大的載波之間發(fā)生的交叉調(diào)制現(xiàn)象而受到干擾。
混合傳輸系統(tǒng)可以形成一個有趣的、使集中數(shù)據(jù)的總時間減少的系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，有限數(shù)量的數(shù)據(jù)獲取設備用一定數(shù)量的不同載頻同時向中央實驗室傳遞所采集的數(shù)據(jù)。但這樣一個系統(tǒng)的建立是很棘手的。不同的數(shù)據(jù)獲取設備在現(xiàn)場安裝后必須逐個區(qū)別，每一個設備然后被調(diào)整以便發(fā)送或接收使用頻率中的一個頻率。因為出于實際的情況和原因，獲取設備不一定能在現(xiàn)場按它們各自的序號從小到大地依次設置，調(diào)整這些設備的操作者必須記錄每一設備的無線電通道號。這可能成為錯誤的來源，當一個損壞的獲取設備必須用另一個序號不同的設備代替的時候尤其是如此。
本發(fā)明的方法和系統(tǒng)可以避免上述的缺點。
本發(fā)明的方法使通過短波通訊在地震接收裝置的具有N個數(shù)據(jù)獲取設備的設備群與中央控制及記錄實驗室之間信號的半按序傳輸成為可能，該方法使用遠小于所述設備群的獲取設備數(shù)N的、數(shù)目限制為n的不同發(fā)射頻率(f1，f2……fn)，每一個獲取設備用于采集由至少一個沿被研究地震斷面設置的地震接收器所接收的信號，使所述信號數(shù)字化并記錄該信號，之后，在中央實驗室的控制下，通過無線電發(fā)送它所儲存的信號。
其特征在于，它包括給每個獲取設備分配一個與其沿地震斷面放置位置有關(guān)的序號，把獲取設備群分成每組最多包含n個獲取設備的組，
由實驗室順序發(fā)送指明每組第一個獲取設備序號的發(fā)送控制信號，由N個獲取設備的每一個設備把由控制信號指明的序號與它自己的序號比較，如果所述的差與可用頻率數(shù)相容，則發(fā)射裝置切換到以預定方式與所述的差對應的發(fā)射頻率，蛔櫚幕袢∩璞婦炙鋅捎玫姆⑸淦德剩約 在同一組的獲取設備和中央實驗室之間發(fā)送信號，每一個設備使用由所述的比較所確定的特定的頻率。
本發(fā)明的傳輸系統(tǒng)的特征在于，所述每一個獲取設備和中央實驗室都有能切換到發(fā)送頻率(f1，f2……fn)中的任一個頻率的無線電發(fā)送和接收裝置，每一個獲取設備包括儲存取決于設備沿地震斷面安放位置的序號數(shù)的儲存裝置，確定分配給它的序號和由中央實驗室發(fā)出的控制信號所標明的序號的差的裝置以及在最多為n的所有可用頻率(f1到fn)中選擇一個以預定方式與所述差聯(lián)系的發(fā)射頻率的開關(guān)裝置。
用這樣的系統(tǒng)，就不必再事先通過仔細記錄的發(fā)送頻率區(qū)分一個個獲取設備。操作者可以把它們以任何順序依次放在現(xiàn)場，給它們各自分配一個與它們沿地震斷面安放的實際位置相應的序號就可以。每個設備所切換的特定發(fā)射頻率是各自通過把中央實驗室借助控制信號發(fā)來的發(fā)送序號與它們本身的序號進行比較來選擇的，這樣就一點也不會混淆，勘探準備階段的工作因而大為簡化。
本發(fā)明的傳輸方法和系統(tǒng)的其他特點和優(yōu)點從下面結(jié)合附圖敘述的一個實施例中將會更加清楚，但本明并不限于該實施例，附圖中

圖1表示沿被勘探的地震斷面放置的接收裝置群的示意圖。
圖2表示一個包括帶有頻率合成器和選擇裝置的載波發(fā)生器的獲取設備的示意圖。
本發(fā)明的系統(tǒng)用于在安裝在車1(圖1)中的中央控制和記錄實驗室與分布在進行地震勘探的地面上的具有N個地震數(shù)據(jù)獲取設備或盒子(A1，A2，……AN)的設備群之間建立通訊。每一個獲取設備可以采集由一個或多個與地面相連的地震接收器(R1……Ri……RN)所拾取的地震信號，這些信號相應于由任何形式的震源S所產(chǎn)生的沖擊由地下反射器反射回來的回波。地震接收器R1至RN被安置在預定位置并且通常由有編號的標桿(P1……Pi……PN)所標記。獲取設備將拾取的信號數(shù)字化并記錄下來，在每一個發(fā)射-接收周期的末尾，該獲取設備由中央實驗室控制，依次向中央實驗室發(fā)送所儲存的數(shù)據(jù)，當在水中或在非常潮濕的地帶(湖泊、沼澤、森林等)中工作時，它們最好安置在密封的盒子中，盒子可能裝在浮標上。
一個地震接收設備可以包括例如200個帶有傳感器的獲取設備，彼此相距50米左右。
每個地震獲取設備包括(圖2)一個獲取單元2，該單元用于放大從接收器R接收到的信號并對其采樣，使之數(shù)字化然后儲存起來，在幾個接收器連到同一獲取設備時，獲取單元2進一步包括一頭部轉(zhuǎn)換開關(guān)(圖中未畫出)。這種轉(zhuǎn)換開關(guān)是人們所熟知的。獲取單元與發(fā)射-接收裝置3相連，如下文將看到的，該裝置響應中央實驗室發(fā)出的控制信號，使用有限載頻f1，f2……fn中的一個頻率向中央實驗室發(fā)射編碼信號。
發(fā)射-接收裝置3包括電壓控制型振蕩器4，它的振蕩頻率決定于從低通濾波器5來的控制電壓，濾波器5的輸入連到已知型式的頻率合成電路6的輸出端，該頻率合成電路包括鎖相環(huán)(PLL)和一個用于向由晶體7確定的基準頻率提供一個可編程降低系數(shù)的預分頻器(pre-divider)。這個降低系數(shù)的選擇由開關(guān)裝置8的選擇控制開關(guān)作出。合成電路6的輸入信號是從(壓控)振蕩器4來的輸出信號。獲取單元發(fā)出的信號輸送到編碼單元(COD)，該編碼單元使用例如熟知的不歸零碼(CodeNRE)對數(shù)字化的地震信號進行編碼，編碼信號然后由放大級9放大并輸送到振蕩器4的“調(diào)制”輸入端。在振蕩器4輸出端的被調(diào)制的載波輸送到放大鏈，該放大鏈包括前置放大器10;功率放大器11和低通濾波器12，放大后的信號經(jīng)已知型式的天線轉(zhuǎn)換開關(guān)13輸送到發(fā)射-接收天線A。
天線轉(zhuǎn)換開關(guān)13上還接有無線電接收裝置14，該接收裝置用于接收從中央實驗室來的、載在一已知頻率上的控制信號。接收信號的解調(diào)由頻率合成電路6產(chǎn)生的信號來實現(xiàn)，從接收裝置14來的解調(diào)信號由一合適的解碼器15解碼，然后輸?shù)桨ㄋ阈g(shù)邏輯單元17和存儲器18的微處理器處理裝置16。單元17包括一用于連接與連接形式相適應的接口單元19的輸入口。在例如申請?zhí)枮镋N8611876的法國專利中敘述使用紅外光學接收器，這樣，操作者就有可能向袢∩璞復葜噶疃槐厥褂萌魏斡行蔚牧酉唄貳＝涌詰ピ 9視情況由短波接收機或傳輸電纜所用的連接裝置組成。算述邏輯單元17和開關(guān)裝置8之間有連接線20，因而，由后者所加的降低系數(shù)以及發(fā)射頻率可以任意調(diào)整。
系統(tǒng)以下述方式工作在地震勘探作業(yè)的準備階段，所有獲取設備的處理裝置16被編程，以便為開關(guān)裝置8產(chǎn)生n個不同的控制信號，這樣，由壓控振蕩器4產(chǎn)生的載波信號的頻率可以取n個預定的不同的值，且根據(jù)分配給它們的序號，在n個可能的頻率中作出頻率選擇。
在一個實際的實施例中，數(shù)n可以選擇等于4或8。
在現(xiàn)場安裝階段，當獲取設備被分別連到一個或多個地震接收器(Ri)時，操作者把從相應標桿(Pi)中讀取的序號通過接口單元19輸送到各自的存儲器18中。具有N個獲取設備的設備群分成各自具有n個設備的若干組，這樣，在n個可用發(fā)射頻率分配后，它們可以同時向中央實驗室發(fā)送在連續(xù)的發(fā)射-接收周期期間儲存的地震數(shù)據(jù)。
現(xiàn)在讓我們來考慮例如包括n個設備Ai+1，Ai+2，Ai+3……Ai+n的Gi組的情況，i是小于N的數(shù)。當輪到Gi組傳送儲存的地震數(shù)據(jù)時，中央實驗室發(fā)送一前面有一地址數(shù)i+1的發(fā)送指令，這是Gi組第一個設備Ai+1的地址。該地址數(shù)被所有N個分布在現(xiàn)場的獲取設備所解碼。以這個數(shù)為基礎(chǔ)，每一個包含在獲取設備中的處理裝置16都進行如下的選擇操作。它們每一個都計算寫在它們存儲器18中的本身的序號與接收并解碼的地址數(shù)(i+1)的差。只有當計算所得的差是正的且嚴格地小于n時，它們才根據(jù)差值選擇一個頻率。
例如，差為零的獲取設備Ai+1，選擇頻率f1。差值為1的下一個設備Ai+2，選擇頻f2。再下面的設備以類似的方式進行選擇。Gi組的最后一個設備Ai+n選擇頻率fn。然后每一個獲取設備對開關(guān)裝置8施加一個信號控制壓控振蕩器4，使后者鎖定于所選擇的頻率。
一個公共的發(fā)送命令足以使同一組的所有設備在n個可用頻率上同時發(fā)送地震數(shù)據(jù)。
讓我們考慮指令加到處理裝置16的情況。與獲取設備Ai+1有關(guān)的發(fā)送命令使序號為Ai+1，Ai+2……Ai+n的設備動作但下列獲取設備不作任何反應(a)已被詢問過因此差值是負的設備，和(b)所有剩下不屬于被詢問組的設備，因當它們計算的差等于或大于可用頻率數(shù)n。
通過依次對每組的頭，即彼此間隔n值的每組的頭進行詢問，所有已采集的地震數(shù)據(jù)都可以被集中起來。
應該指出，那些同時發(fā)射信號的獲取設備彼此相距較近，因而與中央實驗室的距離相差不太大。所以，與電平差別很大的信號同時發(fā)射有關(guān)的交叉調(diào)制的危險實際上可以被消除。
在所敘述的例子中，使不同處理裝置選擇發(fā)射頻率的預定數(shù)n的編程是在測試開始前進行的。這當然并非非如此不可。選擇指令可以涉及例如最初一個不確定的頻率數(shù)，精確的選擇數(shù)可以在現(xiàn)場放置獲取設備時由操作員選定，甚至可以從中央實驗室通過無線電選定，然后啟動一個新的發(fā)射-接收周期。
權(quán)利要求
1.一種通過短波通訊在地震接收裝置的具有N個數(shù)據(jù)獲取設備的設備群和中央控制及記錄實驗室之間半按序發(fā)送信號的方法，該方法使用其n遠小于所述設備群的獲取設備數(shù)N的n個不同發(fā)射頻率，每一個獲取設備用于采集由至少一個沿待研究地震斷面放置的地震接收器所接收的信號，使該信號數(shù)字化并記錄該信號，獲取設備在中央實驗室的控制下，通過無線電向中央實驗室發(fā)送數(shù)字化的信號，其特征在于，該方法進一步包括向每個獲取設備分配一個與其沿地震斷面放置位置有關(guān)的序號，把獲取設備群分成每組最多包含n個獲取設備的若干組，由該實驗室順序⑺橢該髏孔榛袢∩璞傅牡諞桓鏨璞感蠔諾姆⑺涂刂菩藕牛 N個獲取設備中的每一個設備比較由控制信號指定的序號與它自己的序號，如果所述的差與可用頻率數(shù)相容，則發(fā)送裝置切換到以預定方式與所述的差對應的發(fā)射頻率，這樣，同一組的獲取設備均分所有可用的發(fā)射頻率，以及從同一組的獲取設備向中央實驗室發(fā)送信號，每一個設備使用由上述比較得出的特定的頻率。
2.接權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的比較步驟包括，如果所述的指明的序號與每一設備本身的序號的差小于可用頻率數(shù)n，則從n個可用頻率中選擇一個與該差相聯(lián)系的頻率。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，把具有N個獲取設備的設備群分成組的步驟包括發(fā)射頻率的給定數(shù)n的選擇，在中央實驗室的控制下，所述設備群的任何獲取設備都可使用這些頻率與中央實驗室通訊。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，頻率和頻率數(shù)的選擇通過直接傳輸給每一個獲取設備的命令實現(xiàn)。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，包括用于選擇使用頻率數(shù)和頻率值的遙控信號的發(fā)送。
6.一種通過短波通訊用于在地震接收裝置的數(shù)據(jù)獲取設備的設備群和中央控制及記錄實驗室之間半按序發(fā)送信號的系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用其n遠小于所述設備群的獲取設備數(shù)N的n個不同發(fā)射頻率，其特征在于，所述設備群的每個獲取設備和中央實驗室都有能切換到所述發(fā)射頻率中任一個頻率的無線電發(fā)送和接收裝置，每一個獲取設備進一步包括用于儲存取決于沿地震斷面安放位置的序號數(shù)的裝置，計算分配給它的序號和由中央實驗室發(fā)出的控制信號所指明的序號之間的差的裝置以及在n個可用頻率中選擇一個以預定方式與所述差相關(guān)的發(fā)射頻率的開關(guān)裝置。
7.如權(quán)利要求6所述的發(fā)送系統(tǒng)，其特征在于，包括一個具有計算單元，儲存單元和一個用于由操作者輸入的、取決于每個獲取設備沿斷面安放位置的序號的接口單元的處理裝置。
8.如權(quán)利要求6所述的發(fā)送系統(tǒng)，其特征在于，與每個獲取設備相聯(lián)系的所述的無線電發(fā)送和接收裝置包括一個由電壓和環(huán)路控制的振蕩器，該環(huán)路包括基準頻率的分頻系數(shù)取決于所述開關(guān)裝置的預分頻合成器;一個連接到處理裝置的接收裝置，該處理裝置用于計算分配給設備的序號與由相應的接收裝置接收的序號的差以及用于觸發(fā)開關(guān)裝置，所述的處理裝置包括一個用于短距離傳輸裝置的接口單元。
9.如權(quán)利要求6所述的發(fā)送系統(tǒng)，其特征在于，所述的振蕩器包括一調(diào)制輸入端，用于輸入由地震信號獲取單元，編碼單元和放大裝置組成的鏈所發(fā)出的信號。
全文摘要
一種半按序發(fā)送方法和系統(tǒng)，使用幾個發(fā)送頻單，就可以使地震獲取設備各組依次與中央地震實驗室通訊。每個所述的獲取設備包括一個通過開關(guān)裝置能調(diào)到幾個頻率中任一個頻率的頻率合成器和用于在同組獲取設備之間自動分配頻率的裝置。每個所述的獲取設備能計算本身序號和由無線電接收并分配給該組第一個設備的序號的差。取決于該差和遵守一定的限制，每個獲取設備賦予自己一個發(fā)送頻率。
文檔編號H04Q9/00GK1035182SQ89100859
公開日1989年8月30日 申請日期1989年2月15日 優(yōu)先權(quán)日1988年2月19日
發(fā)明者約瑟夫·里亞蘭 申請人:法國石油研究所