[发明专利]一种缆式海底地震监测系统

说明书

本发明公开了一种缆式海底地震监测系统，包括：主干子系统和若干个次级扩展子系统；主干子系统由岸上两个地震监测岸基站与多个一级海底地震监测站串联连接构成，组成海底地震监测系统的能源和数据汇聚连接网络；一个次级扩展子系统由一个一级海底地震监测站及其逐层级联的多个次级海底地震监测站组成；一级海底地震监测站用于实现地震数据的采集并对采集的数据进行数字化处理，接收其连接的次级海底地震监测站发送的数据，将所有数据汇总后发送到地震监测岸基站；次级海底地震监测站用于实现地震数据的采集、对采集的数据进行数字化处理，接收其连接的次级海底地震监测站发送的数据，将所有数据汇总后通过扩展海缆发送到上一级海底地震监测站。

技术领域

本发明涉及海洋地震观测技术领域，具体涉及一种缆式海底地震监测系统。

背景技术

目前我国在陆地建立了覆盖较全、相对完善的地震长期实时监测系统，在监测范围内发生地震事件后，可实时获得连续完整地震数据，并依据此数据建立仿真模型、计算地震发生位置，并提供一定时间的地震预警功能。但另一方面，我国南海北部及台湾地区处于环太平洋地震带上，因缺乏必要的海洋地震和海啸预警手段，每年都会因地震造成大量人员伤亡和财产损失。由于海洋设备投入成本较高且需长期稳定投入研发资金，导致前期海洋地震观测研究较少，因此截至目前，主要的海洋地震观测设备仍以自容式流动地震台站为主，这种流动地震台站采集的地震数据无法实时回传至地震监测中心，无法实现地震的监测预警功能。因此，我国海底地震监测预警系统基本处于空白。

传统上，海洋地震监测手段长期依赖于海底流动地震台站，该种海底流动地震台站主要用于开展海底地质结构分析研究使用。海底流动地震台站受体积重量限制携带电池有限，需在电池耗尽之前回收，其最长留海时间基本不超过1年，无法实现观测区域长期连续观测；另外，海底流动地震台站采用数据自容式设计，采集的数据存储于本地，待设备回收后才能取出，因此无法对地震事件实现在线实时监测，上述缺点决定了海底流动地震台站的主要用途只能是为研究海底地质结构提供技术手段，无法实现海底地震实时监测预警能力。

专利号为ZL201710038415.1的中国专利描述了一种具有实时数据传输的海底地震仪，该发明基于传统的海底地震仪设计，增加了用于实时传输的硬件通信接口，即在仪器舱内采用专门的电平转换芯片将3.3V电平转换为RS232电平，然后通过特定的电路将RS232电平转换为RS422电平标准。仪器对外提供RS484电平标准(同上)，由于接收器采用高输入阻抗和发送驱动器比RS232更强的驱动能力，允许在相同传输线上连接多个接收节点，最多可接256个节点。即一个主设备(Master)，其余为从设备(Slave)，从设备之间不能通信，所以RS-422支持点对多的双向通信。该发明通过增加硬件通信接口实现了海底地震仪数据实时传输的能力，但是该地震仪仅是传统海底地震仪的简单升级，只能通过连接到海底观测网上才能使用，无法独立的进行地震采集并将地震数据实时发送到岸基站，另外该发明布放位置受到海底观测网现有网络限制，无法在感兴趣的区域进行独立地震监测，并不是一套完整的海底地震监测方案。

发明内容

本发明的目的在于解决上述技术缺陷，提出一种缆式海底地震监测系统，可实现海底区域的大范围覆盖，将采集到的地震数据实时上传到岸上地震监测中心，并将地震数据融入到现有陆地地震台网，为海洋地震预警技术、防灾减灾提供技术支撑。缆式海底地震监测系统是地球物理科学研究的新型观测平台，基于海底光电复合缆的光电传输技术，将传统的陆地地震观测系统延伸到海洋，可以弥补长期以来海区地震观测台站的不足的问题，进而具备在海底实时、长期连续观测地球内部过程、监测地震事件的能力。

为实现上述目的，本发明提出了一种缆式海底地震监测系统，所述系统包括：主干子系统和若干个次级扩展子系统；所述主干子系统由岸上两个地震监测岸基站与多个一级海底地震监测站串联连接构成，组成了海底地震监测系统的能源和数据汇聚连接网络；一个次级扩展子系统由一个一级海底地震监测站及其逐层级联的多个次级海底地震监测站组成；