[发明专利]无线阵列中的模块的同步

说明书

相关申请

此申请要求2009年12月31日提交的、标题为“SYNCHRONIZATION OF MODULES IN A WIRELESS ARRAY”的美国专利申请序列号12/651,091的优先权，通过参考而由此合并其全部内容。

技术领域

本发明涉及无线数据获取系统，具体地涉及以下无线数据获取系统，其具有在无线模块之间的定时系统的同步，所述无线模块在无线数据传输网络中进行通信。

背景技术

自然资源开发公司和其他实体经常使用地震勘测来创建地表下地质构造的图像。除了其他应用之外，还将这些图像用以确定用于钻探石油和天然气的以及用于规划和监视增强资源恢复计划的最优场所。还可以将地震勘测使用在除了石油开发之外的各种情景中，例如，定位地下水和规划道路建设。

通常，通过典型地按照线形或按照矩形或其他几何形状的网格、将振动传感器（叫做“地震检波器（geophone）”的加速度计或速度传感器）的阵列放置于地面上，来进行地震勘测。炸药或机械装置（诸如，振动能量源或重物坠落）引发振动。可以将多种能量源用于一些勘测。另外，在许多勘测中，以规则的间隔引发振动。而且，在地震勘测期间，可以将能量源移动到振动事件之间的各个位置。来自能量源的振动传播通过大地，采取各种路径，从地表下的不连续性或“事件”折射和反射，并且被振动传感器的阵列检测到。通过单独的电子设备或者在“数字”传感器的情况下内部地，对来自传感器的信号进行放大和数字化。还可以通过记录来自自然或人为活动的大地中的振动，来被动地执行该勘测。

最终地，连同关于该勘测和能量源的相关信息一起，将来自各种各样传感器的数字数据记录在存储介质（例如，磁带或者磁盘或光盘、或其他存储装置）上。对能量源和/或有源传感器进行重新定位，并且该处理继续，直到获得了包括地震勘测的各种各样的地震记录为止。在计算机上处理来自该勘测的数据，以创建关于地表下地质构造的期望信息。由于在与不同地震检波器位置相关联的传播时间上的差异，这些处理可以涉及对在不同地震检波器处接收到的信息进行相关，使得对数据进行积分（integrate），以用于更好的事件标识。

一般地，当使用被更加紧密得放置在一起的、和/或覆盖更宽区域的更多传感器时，所得到的图像的质量将改善。已经变得常见的是，在以平方公里进行测量的区域上延展的地震勘测中使用数以千计的传感器。数百公里的线缆可能被布置在地面上，并且用于连接这些传感器。典型地，大量的工人、机动车辆和直升飞机用于部署和回收这些线缆。一般地，开发公司将偏好于利用被更加紧密得定位在一起的更多传感器来进行勘测。然而，附加的传感器需要甚至更多的线缆，并进一步，提升了勘测的成本。在勘测成本与传感器数目之间的经济权衡一般需要勘测质量上的折衷。

除了物流（logistic）成本之外，线缆还引发了可靠性问题。除了来自处置的正常磨损之外，它们还经常受到动物、交通工具、闪电、和其他问题的损坏。花费了相当大量的现场时间，以用于对线缆问题进行故障检修。额外的物流工作还增加了勘测的环境影响，除了其他方面之外，这在一些环境敏感性区域中还增加了勘测的成本或将勘测排除在外。

响应于由于有线地震阵列所呈现的挑战，已经提出了使用无线技术的方式。例如，一些无线系统采用以下方法，其中将数字化的数据临时地存储在处于传感器位置处或附近的本地存储器中。因为该数据对于勘测队员是不可见的，所以这经常被称为“盲读出（blind read out）”方法。在这些盲读出系统中，一旦已经采集到所有的地震数据，就手动地从每个模块中读出所获取的地震数据。然而，对于一些勘测应用，这种盲读出系统是不期望的，这是由于在完成勘测处理之前，任何修改或其他问题可能无法被检测到。已经提出了实质上采用实时无线读出的系统。一个这种系统描述在2006年10月4日提交的、并且转让给无线测震仪股份有限公司（Wireless Seismic,Inc.）的美国专利申请序列号11/538,744中，通过参考而由此全部地合并其内容。在此系统中，借助于一系列无线模块之间的数据串行传输，来实现阵列的无线读出。对此，可能在所述模块之间的串行传输路径上自动地检索到大量的数据。

发明内容

本发明提供了用于同步无线模块的系统和方法。无线模块的定时系统对于在采用多于一个无线模块的系统中的无线模块的操作是至关紧要的。在模块的精确定时和同步所针对的挑战之中，包括用于使得用于数据传输的可用带宽最大化并且改善从各个模块采集的数据的相关性的能力。