[发明专利]一种基于伪随机相关辨识技术的电法勘探仪器及其方法

摘要

一种基于伪随机相关辨识技术的电法勘探仪器，包括：GPS模块、AD模块、电极模块、主控模块、数据存储模块、键盘控制模块、显示控制模块、USB与串口通信模块和温湿度检测模块；所述GPS模块与主控模块相连，AD模块与主控模块相连，电极模块与AD模块相连，主控模块分别和数据存储模块、键盘控制模块、显示控制模块、USB与串口通信模块和温湿度检测模块相连；本发明能实现在噪声较为强烈环境中采集数据并实时计算部分相关参数的功能，具有抗噪声性能强的优点。

主权项

1.一种基于伪随机相关辨识技术的电法勘探仪器的勘探方法，其特征在于：步骤201：启动仪器，给仪器上电；步骤202：仪器通电之后，会首先执行一系列的准备工作，此时操作系统控制单元开始运行，仪器将在后台执行系统初始化操作，检查自身的硬件情况是否正常，获取GPS卫星的参数，采集温湿度信息，判断环境参数是否正常，检查电池电量，为仪器正常工作做准备；步骤203：仪器在后台执行GPS同步的操作，连接卫星，并获取卫星的数据，所述卫星的数据包括但不限于经纬度，时间，日期信息和一个标准脉冲信息；步骤J01：在操作系统控制单元开始运行之后，仪器将采集并获取温湿度传感器的数据，并判断这些数值是否在安全的范围之内；如果是，那么仪器将执行步骤205，否则，仪器将执行步骤207；步骤204：在完成步骤202和步骤203之后，仪器进入步骤204，显示仪器的主界面；主界面为人机交互的窗口，获取用户输入的各种参数，所述参数包括但不限于采样率，通道数，需要计算并显示的参数，存储位置，采样时间；并控制采集的启动与停止，采集后的数据导出，参数的计算各种操作；步骤J02：在执行完步骤203之后，仪器将进行一次判断，核实GPS同步结果是否成功，如果同步成功，则进入步骤205，否则，返回步骤203重新执行GPS同步；如果仪器一直接收不到GPS信号，将会在屏幕上显示一个警告信息，以提醒用户卫星信号的问题；步骤205：在温湿度数值检测正常之后，仪器会将温度，GPS同步状态信息显示在屏幕上；步骤206：如果仪器在步骤J01中，检测到温湿度数据异常，那么仪器将进入步骤206，在屏幕上显示异常报警信息；步骤207：获取指令和参数，并启动采集；步骤J03：比较GPS卫星的时间与用户输入的自定义时间；如果用户设定的时间尚未到达，那么仪器就进入步骤208，等待时间到达后再开始采集，如果时间到达了，则进入步骤209；步骤208：执行等待操作，等到用户设定的时间到达为止；步骤209：在指定的时间到达后，仪器开始采集任务，获取相应的数据，并进行数学计算和分析，计算结果将在屏幕上显示，用户可以直观的获得视电阻率，视频散率参数；步骤210：获取用户指定的参数；步骤211：获得传递函数ssystem；步骤J04：在采集完成之后，将由用户决定是否需要导出数据，如果用户选择否，那么直接进入步骤213，如果用户选择是，那么进入步骤212，以导出数据；步骤212：数据导出的操作；用户在此步骤中，将可以操作仪器将数据导出至外部的U盘或者和仪器连接的上位机，供用户后期进行数据处理与深度分析；步骤213：完成数据导出的操作之后，仪器的一次采集任务完成；下一次采集时，重复以上的步骤；其中，所述仪器为基于伪随机相关辨识技术的电法勘探仪器，包括：GPS模块、AD模块、电极模块、主控模块、数据存储模块、键盘控制模块、显示控制模块、USB与串口通信模块和温湿度检测模块；所述GPS模块与主控模块相连，AD模块与主控模块相连，电极模块与AD模块相连，主控模块分别和数据存储模块、键盘控制模块、显示控制模块、USB与串口通信模块和温湿度检测模块相连；所述GPS模块包括GPS天线、GPS信号输出串口和GPS脉冲输出端；其中GPS天线分别和GPS信号输出串口和GPS脉冲输出端连接，GPS天线获得卫星数据后，通过GPS信号输出串口将GPS卫星数据发送给主控模块中的GPS串口单元，由主控模块对卫星数据做进一步的分析与处理，实现仪器的时间控制；GPS天线从卫星获得的数据中也包括脉冲信息，该脉冲信息将通过GPS脉冲输出端发送给主控模块中的GPS脉冲同步与计数单元，用于主控模块实现一个同步的脉冲，在GPS失锁时代替GPS的脉冲使用；所述AD模块包括信号调理与放大电路和ADC模块；其中信号调理与放大电路与电极(31)和电极(32)相连，用于从电极(31)和电极(32)获取地下信号，所述地下信号在信号调理与放大电路内经过无源低通滤波，可编程增益放大，有源低通滤波，单端转差分变换处理之后，转变为ADC模块可以接受的输入信号，送入ADC模块；ADC模块与AD采集控制单元相连和信号采集单元相连，ADC模块对信号进行模数转换之后，在AD采集控制单元的控制下将转换成的数字信号送入信号采集单元，以便主控模块进行下一步处理；所述电极模块包括电极(31)和电极(32)；电极(31)和电极(32)均和信号调理与放大电路相连，用于获取地下的电信号；所述主控模块包括GPS脉冲同步与计数单元、GPS串口单元、信号采集单元、AD采集控制单元、异常报警单元、压控温补晶振单元、数据存储单元、伪随机信号生成单元、操作系统控制单元、键盘控制单元、实时数学计算单元、温湿度检测单元、USB与串口通信单元、显示与控制单元；主控模块负责仪器的整体运行，操作系统控制单元为主控模块的控制中枢；GPS脉冲同步与计数单元负责接收GPS脉冲输出端发来的脉冲信号，并通过对压控温补晶振单元的调节，同步一个标准的脉冲信号，用于在GPS卫星失锁的情况下，给主控模块提供准确的脉冲信号；GPS串口单元和GPS信号输出串口相连，通过UART接收GPS信号输出串口的数据或者向GPS信号输出串口发送数据，接收到的信息中包括但不限于经度，纬度，时间，日期信息；信号采集单元和AD采集控制单元用于仪器的AD采集工作，AD采集控制单元用于控制ADC模块的采样进程。