[发明专利]基于地震检波器的地面震源激发系统及地震数据采集方法

说明书

本发明公开了一种基于地震检波器的地面震源激发系统及地震数据采集方法，地面震源激发系统包括：地震检波器，地震检波器设有多个，多个地震检波器在预定炮点的周围呈环形均匀分布，每个地震检波器均插入地下与地面介质耦合，多个地震检波器分为两组，各组中的地震检波器串联设置，两组地震检波器并联设置，地震检波器基于震源体撞击地面激发的地震波而触发；授时模块，基于地震检波器被触发而同步记录存储震源体的触地时间；无线通信模块，基于地震检波器被触发而同步发射无线脉冲信号给地震观测系统。实现了震源体落地时间点的实时测量，通过无线通信技术实时控制地震观测系统同步采集记录地震数据，实现数据采集和地震激发同步。

技术领域

本发明涉及地震勘探技术领域，具体涉及一种基于地震检波器的地面震源激发系统及基于该系统的地震数据采集方法。

背景技术

地震勘探作业时，需记录炮点激发位置和时间，为数据处理、解释提供可靠的空间和时间信息。无人机震源激发系统是较为新颖的震源激发系统，通过地面站控制无人机自动导航至设定激发点坐标位置的上空，投放震源体，震源体高速冲击地面激发地震波，可在复杂环境传统人工震源无法开展工作或激发效果差的工作区域实现快速、高质量地震数据采集。理论而言，投放的震源体由高空自由落体运动，降落至无人机在地面的投影位置，即预先设定的激发点位置坐标；但实际而言，震源体在投放及下落时受到无人机姿态、天气(主要为风)、空气阻力、震源体形状等因素影响，震源体落地时间和位置不确定，震源体落地的时间点必须实时测量，并同步记录地震数据。

传统的同步记录方法及装置无法直接使用，难以满足现阶段地震勘探相关规范要求。如果在震源体内部嵌入激发装置，在震源体高速冲击地面时，强烈碰撞容易损坏激发装置的内部结构，重复利用率低，成本较高。

发明内容

为此，本发明提供一种基于地震检波器的地面震源激发系统及地震数据采集方法，以解决上述的技术问题，实现震源体落地激发计时和/或定位，并控制地震观测系统同步进行数据采集，实现数据记录与地震激发同步。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明的第一方面提供了一种基于地震检波器的地面震源激发系统，包括：

地震检波器，所述地震检波器设有多个，多个所述地震检波器在预定炮点的周围呈环形均匀分布，每个所述地震检波器均插入地下与地面介质耦合，多个所述地震检波器分为两组，各组中的所述地震检波器串联设置，两组所述地震检波器并联设置，所述地震检波器基于震源体撞击地面激发的地震波而触发；

授时模块，基于所述地震检波器被触发而同步记录存储所述震源体的触地时间；

无线通信模块，基于所述地震检波器被触发而同步发射无线脉冲信号给地震观测系统。

进一步地，所述地震检波器设有调节触发阈值的阈值调节单元，基于所述地震检波器被触发的情况以及仪器设备、环境、天气等因素，调节地震检波器的触发阈值(灵敏度)，避免非人工震源导致的误触发，如风吹草动等；所述地震检波器设有12个，每组设有6个，组成的环形的直径为1.5m。

进一步地，所述授时模块为GPS/北斗授时模块。

进一步地，还包括差分GPS定位模块，用于基于当前震源体测量并记录存储所述震源体的触地坐标。

进一步地，还包括波形记录模块，用于基于所述地震检波器被触发而同步记录地震检波器触发后同步产生的震动数据，用以后续判断授时模块记录的触地时间的精准度分析。

本发明的第二方面提供了一种地震数据采集方法，基于地震观测系统和本发明第一方面所述的基于地震检波器的地面震源激发系统，包括：

在预定炮点上方投放震源体，震源体撞击地面激发地震波；

环预定炮点周围设置的多个地震检波器基于地震波而触发；