[发明专利]一种地震采集数据的压缩及传输方法

说明书

技术领域

本发明涉及地震勘探领域，特别地涉及一种地震采集数据的压缩方法和传输方法。

背景技术

地震仪是地震勘探的关键设备，其技术水平、性能指标和应用效果均直接关系到地震采集数据的效果。随着微电子技术等多种技术的不断发展，地震仪信号的传输方式发生了很大的变化，由纯模拟信号到模拟、数字分段传输，再到如今的纯数字信号传输；道数也越来越多，从最初的十几道发展到几千、几万道。

随着地球物理相关技术的发展，对地震勘探仪器的要求越来越高，从最初的几道、几十道，发展到几千道、几万道，甚至几十万道。然而，随着地震道数的不断增加，不断增多的地震采集数据，使数据的存储和传输成为制约地球物理勘探装备中的一个瓶颈，研究如何解决地震采集数据的存储和传输成为研制地球物理勘探装备的一项关键技术。

通过分析各种地震仪的结构和采集数据的特点，我们设计了一种无损的地震数据压缩、存储和传输方法，解决地震数据传输中的问题，这样缩短数据传输和存储时间，提高工作效率。

发明内容

为了解决上述问题，本发明主要用于地震勘探、微地震监测、被动源勘探的采集装备中。本发明的目的在于：从地震仪诞生开始，接收信号的道数越来越多，已从最初的十几道发展到几千、几万道。由于地震勘探施工的特点，数据传输技术制约了地震勘探设备的发展。随着地震道数的不断增加，需要传输的数据量不断增加，而地震数据传输时，不允许使用有损压缩的方法。我们根据地震采集设备中使用24Bit的模数转换芯片（A/D）,在没有人工激励信号或者偶然事件产生振动信号时，在一定时段内地震采集设备采集的数据中，部分高位信号相同的特点，在一帧存储或传输的数据中，对于相同的部分只处理一次，在采集单元中可以有效节省存储空间，存储更多数据；在数据传输中，减少数据量，提供传输效率。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种地震采集数据的压缩及传输方法，包括以下步骤：

（1）每帧数据内采样点数一定时，不同采集单元的数据长度是变化的；

（2）每帧采样点可变，但在同一个系统中，所有采集单元在同一时刻

对应的数据帧包含的采样点是一定的；

（3）每帧前六个字节固定，为0x00、0x00、0x00、0xff、0xff、0xff，第七个字节为标志字节，记录传输帧标志；采样输入保持电路保证了0和最大值不会相邻出现；

（4）标志字节：使用三个bit表示传输位数，对应的数据8~24bit；

（5）每个样点最少8bit，以4bit递进，最多24bit，编码和解编时避免复杂的计算；

（6）采集单元内加非易失数据存储器，保证不能实时传输时采集数据不丢失；

（7）存储的每个采样点的最高位一定是符号位，确保进行压缩时采集数据的极性不会改变。

所述的步骤（6）进一步包括：

（6.0）采集单元从接收到同步信号开始，对一定数值的采样数据进行比较，以4位为一单位；

(6.1)比较标志lb1为1，转步骤（6.6）；

（6.2）首先比较高4位，即采集数据中除符号位外，最高的四位,记为（D22~D19），如果不全部相同，则设置标志lb1为1，按照24位进行记录，转步骤（6.6）；否则，在辅助信息中记录原最高的四位(D22~D19)，

为便于说明，增加一个附表10，表示辅助信息中高位值数据结构，共两个字节，16位；

采集数据中除符号位外的最高四位(D22~D19),记录在辅助信息中的HD15~HD12，而在记录或传输数据时，将不再为最高四位（D22~D19）保留位置，也可以说压缩掉了四位；

采集单元在采集数据时，每个样点由二进制的24位组成，附表9所示，其中D23表示信号极性，信号为“+”时，该位为“0”，信号为“-”时，该位为“1”；D22、D21、……、D0是真值，表示信号的幅度大小，D22为最高位，D0为最低位；

附表9    24bit地震数据格式