[发明专利]用于地震勘探的级联采集站高效流水线数传系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及地球物理勘探仪器中的地震数据传输技术，特别涉及到用于地震勘探的数据传输系统及数据传输方法。

背景技术

目前国内外较为常见的地震勘探仪器中的数据传输系统属法国Sercel公司的428XL陆上地震数据传输系统，中石油ES109万道陆上地震仪系统中的数传系统，国家海洋局第一海洋研究所申请的“深水浅层高分辨率多道地震勘探数据传输系统”专利（CN201010226156.3）。

法国Sercel公司在陆上地震仪器研制方面积累了多年经验，其最新推出的428系列，在其408的基础上改进后功能更加强大。428系列仪器中数据传输系统分为两级，第一级为采集站间的传输系统，由于其未公开具体细节，无从知道其采用的具体传输技术；第二级为交叉站间的传输系统，其采用了基于TCP/IP协议的百兆以太网传输方式。基于以太网协议的传输方式需要底层网络栈软件作为支撑，而这通常需要底层嵌入式操作系统软件支持，这样数据传输的实时性较差，传输效率低；对于交叉站而言，这还会增加交叉站复杂度以及功耗等。

中石油ES109万道陆上地震仪系统中的数传系统采用并行RS485传输方式，且第201110221626.1号发明专利申请公开了一种采用并行RS485传输方式的用于地震勘探的数据传输系统。由于系统需要的数据率较高，而通常RS485在长距离传输下数据率又较低，故其采用了多路并行传输的方式来满足系统高数据传输率的需要。采用RS485传输技术，底层硬件电路实现简单，结构简洁，但是由于需要进行多路数据传输之间的切割和调度以及接收数据的重组，整个系统复杂度增加，且通常的RS485芯片功耗都较高，多路并行的结果造成传输系统消耗功耗很高，对于大规模地震勘探仪器，这种传输技术会对整个地震勘探仪器的供电系统提出很高的要求。

国家海洋局第一海洋研究所申请的第201010226156.3号专利，名称为“深水浅层高分辨率多道地震勘探数据传输系统”中采用了一种直接基于网络物理层芯片的传输方式，本质上也是一种网络传输方法，然而由于丢掉了TCP/IP协议层，故无需底层驱动软件支持，直接由硬件单元加控制逻辑即可完成数据的高速传输，但是这种传输方法无法实现整个系统的高精度同步采集。

综上，地震勘探系统中数据传输系统，一方面由于底层采集站或者交叉站的资源限制，需要实时的将每次采集的数据传输到主控站，故要求较高的数据传输率，另一方面由于数据传输系统是整个勘探仪器系统的核心之一，故要求数据传输系统尽量结构简单，传输误码率低。目前地震勘探系统中的数据传输系统采用较多的技术是基于以太网的传输技术，如法国Sercel公司的428系列仪器，其交叉线就采用了基于TCP/IP协议的以太网传输技术，这种传输方案技术成熟，但相对复杂，需要底层软件的支撑；另一种常用的数传方法基于RS485技术，这也是工业界较为成熟的传输技术，然而由于RS485在长距离情况下数据率较低，故为应对地震勘探系统中的高数据率要求，通常要求多路RS485并行传输，造成整个传输系统消耗功耗较大；对于直接驱动网络物理层芯片进行传输的技术本质上也是基于网络传输的技术，由于跳过了TCP/IP协议层，故其结构较为简单，但是由于本质上还是基于网络技术，故系统同步精度差，无法实现整个系统的高精度同步采集。

发明内容

本发明要解决的技术问题之一是提供一种数据传输率高、结构较简单、传输误码率低的用于地震勘探的级联采集站高效流水线数传系统数据传输系统。

本发明要解决的技术问题之二是提供一种数据传输率高、结构较简单、传输误码率低的用于地震勘探的级联采集站高效流水线数传系统数据传输方法。

本发明采用以下技术方案解决上述技术问题之一的：一种用于地震勘探的级联采集站高效流水线数传系统，包括主控站、多个交叉站、多个采集站，以及检波器，所述主控站连接到交叉站，多个交叉站相互级联，每个交叉站的左右两侧分别级联多个采集站，且每个采集站上连接一个或多个检波器，交叉站之间以及交叉站和主控站之间的数据传输由大线完成，支线完成采集站之间以及采集站和交叉站之间的数据传输，所述主控站使用两个LVDS接口，分别连接到交叉站，每个交叉站使用四个LVDS接口，分别为上行接口、下行接口、左侧接口和右侧接口，其中上行接口为至主控站的方向，下行接口连接到下一级的交叉站，左侧接口和右侧接口分别连接采集站，每个采集站分别使用两个LVDS接口，分别为左侧接口以及右侧接口，大线和支线采用相同的传输技术，即基于LVDS的高速数据传输技术。