《地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基礎(chǔ)》對地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行了全面論述。全書分為10章，第1～4章作為計算機、電子信息方面的基礎(chǔ)知識，分別就現(xiàn)代地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所涉及的計算機技術(shù)、信號處理技術(shù)、通信技術(shù)和GPS技術(shù)等進行了介紹；第5章從地震勘探的基本原理出發(fā)，說明了地震勘探數(shù)據(jù)采集的過程及對地震儀器的要求；第6章論述了產(chǎn)生人工地震的幾種震源和用于傳感地震信號的地震檢波器，重點介紹了炸藥震源和可控震源，分別介紹了幾種常用的檢波器和新型的數(shù)字檢波器；第7～8章詳細論述了組成地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的主機系統(tǒng)和地面電子系統(tǒng)，包括儀器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、主機的配置、傳輸電纜、采集站、交叉站、供電系統(tǒng)的功能與組成等；第9章介紹地震勘探儀器的測試與現(xiàn)場質(zhì)量控制系統(tǒng)；第10章簡要介紹了現(xiàn)代地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中可控震源施工中所采用的一些新的高效施工方法。
《地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基礎(chǔ)》可作為高等院校地球物理勘探、測控技術(shù)與儀器等相關(guān)專業(yè)的教材或教學參考書，以及石油物探人員的培訓教材；也可供從事數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)特別是地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和其他類型地球物理儀器研制、使用及維護的科技人員參考。
地震勘探是石油物探中最成功的方法，統(tǒng)計表明世界上80%以上的油田都是通過地震勘探發(fā)現(xiàn)的。地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（也稱為地震勘探儀器）則是地震勘探中最重要的設(shè)備。地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的作用是在野外采集人工地震波數(shù)據(jù)，即所謂地震資料，這種資料是地震勘探的基礎(chǔ)，沒有高質(zhì)量的地震資料，地震勘探技術(shù)中的所有處理、分析、解釋等其他努力都將是無本之木，因此研制高水平的地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是所有從事地震勘探人員及相應的儀器制造者共同追求的目標。
伴隨著石油地震勘探的深入開展和科學技術(shù)的發(fā)展，半個多世紀以來，地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)從最初的模擬光點記錄地震儀，經(jīng)歷了模擬磁帶記錄地震儀、數(shù)字磁帶記錄地震儀、遙測地震儀、基于Σ-Δ技術(shù)的24位遙測地震儀，發(fā)展到目前基于MEMS傳感器的全數(shù)字化的大型地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，無論是儀器的規(guī)模上，還是科技含量上都發(fā)生了根本性的變化。從儀器類型來說，也從單一的有線儀器發(fā)展到無線勘探儀器，和兼有有線與無線的儀器。近來又出現(xiàn)了所謂的節(jié)點式儀器，其采集的道數(shù)達到十萬道以上，單次施工規(guī)模覆蓋數(shù)十平方公里，儀器靈敏度高達1μV，動態(tài)范圍達到120dB以上。數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)采用了先進的電纜和光纖傳輸技術(shù)、有線和無線局域網(wǎng)技術(shù)、無線通信和移動通信技術(shù)。總之，現(xiàn)代地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是一個以計算機為核心的集數(shù)據(jù)采集、處理與記錄為一體的大型系統(tǒng)，吸收和應用了當代科學技術(shù)多個領(lǐng)域的最新成果，特別是計算機技術(shù)、電子技術(shù)、信號和信息處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、全球?qū)Ш蕉ㄎ患夹g(shù)、機電控制技術(shù)等領(lǐng)域的新理論、新技術(shù)和新器件。
本書是關(guān)于地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基礎(chǔ)的書籍，對地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)各個部分進行了全面論述。全書分為10章，第1～4章作為計算機與電子信息方面的基礎(chǔ)知識，分別就現(xiàn)代地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所涉及的計算機技術(shù)（包括嵌入式系統(tǒng)）、信號處理技術(shù)、通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和GPS技術(shù)等進行了介紹。第5章從地震勘探的基本原理出發(fā)，說明了地震勘探數(shù)據(jù)采集的過程及對地震勘探儀器的要求。第6章論述了產(chǎn)生人工地震的幾種震源和用于感測地震信號的地震檢波器，重點介紹了炸藥震源和可控震源，分別介紹了幾種常用的模擬檢波器和新型的數(shù)字檢波器。第7～8章詳細論述了組成地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的主機系統(tǒng)和地面電子系統(tǒng)，包括儀器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、主機的功能與配置、采集站、交叉站、供電系統(tǒng)的功能、組成與性能指標等，重點論述了各主要部件的體系結(jié)構(gòu)和信號流程。第9章為地震儀器的測試方法現(xiàn)場質(zhì)量控制系統(tǒng)，重點介紹了采集站與數(shù)字檢波器的測試方法和在采集過程中實時質(zhì)量監(jiān)測方法。第10章簡要介紹了可控震源地震數(shù)據(jù)采集中所采用的一些先進的技術(shù)和高效率施工方法。
作為基礎(chǔ)性書籍，本書重點對儀器的功能、性能指標、組成原理、數(shù)據(jù)和命令的流程等進行了較詳細的分析與介紹，目的在于使讀者對地震儀器總體的體系結(jié)構(gòu)與各部分的功能有清晰的了解。由于各種儀器的設(shè)計理念與側(cè)重點不同，所采用的電路、器件，特別是作為諸如大線控制接口部件、采集站、交叉站、電源站等各部件核心的嵌入式控制器選用的不同，自然實現(xiàn)各種功能的軟件也不相同，因此本書對儀器各部件實現(xiàn)的細節(jié)，特別是軟件沒有深入討論。從儀器類型來說也僅限于有線儀器，隨著無線電技術(shù)與無線局域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，無線儀器將是今后發(fā)展的一個重要方向，限于篇幅本書也沒有涉及。此外，對儀器的輔助設(shè)備如排列助手、電纜測試以及維修設(shè)備也沒有提及。但作者相信，只要讀者具備了本書所介紹的有關(guān)地震勘探儀器的基礎(chǔ)，再結(jié)合各種具體儀器的說明書或操作手冊，就不難掌握各種儀器的使用、維護乃至設(shè)計。
本書可作為高等院校地球物理勘探、測控技術(shù)與儀器等相關(guān)專業(yè)的教材或教學參考書，以及石油物探人員的培訓教材；也可供從事數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)特別是地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和其他類型地球物理儀器研制、使用以及維護的科技人員參考。
本書在編寫過程中參閱了大量計算機、電子信息、通信、GPS、地震勘探等方面的書籍與資料以及各種地震勘探儀器的說明書，在此對有關(guān)作者表示感謝。在編寫過程中，得到了中國石油集團東方地球物理勘探有限責任公司有關(guān)單位和領(lǐng)導、專家的幫助，作者深表謝意。
由于地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)涉及多學科和多方面的知識，限于作者水平，缺點與錯誤在所難免，歡迎讀者提出寶貴意見。
第1章 計算機技術(shù)基礎(chǔ)
1.1 服務(wù)器
1.1.1 服務(wù)器和普通PC的區(qū)別
1.1.2 服務(wù)器分類
1.1.3 服務(wù)器的性能
1.1.4 服務(wù)器在地震儀器中的應用
1.2 總線接口技術(shù)
1.2.1 VME總線
1.2.2 SCSI總線
1.3 存儲設(shè)備
1.3.1 磁記錄原理
1.3.2 數(shù)字磁帶機
1.3.3 磁盤陣列簡介
1.3.4 網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)
1.4 嵌入式系統(tǒng)與可編程邏輯器件
1.4.1 嵌入式系統(tǒng)的概念
1.4.2 嵌入式系統(tǒng)硬件
1.4.3 嵌入式操作系統(tǒng)
1.4.4 應用軟件
1.4.5 可編程邏輯器件簡介
第2章 信號處理基礎(chǔ)
2.1 信號的基本概念
2.1.1 基本概念
2.1.2 信號的基本屬性
2.2 模擬信號的數(shù)字處理
2.2.1 信號處理的基本概念
2.2.2 抽樣與抽樣定理
2.2.3 A/D轉(zhuǎn)換器的基本結(jié)構(gòu)
2.2.4 抽樣信號的恢復與D/A轉(zhuǎn)換器
2.3 離散時間信號與系統(tǒng)
2.3.1 離散時間信號
2.3.2 離散時間系統(tǒng)
2.3.3 離散時間系統(tǒng)時域分析
2.3.4 系統(tǒng)的因果性與穩(wěn)定性
2.4 離散時間信號與系統(tǒng)的頻域分析
2.4.1 序列的Z變換
2.4.2 序列的傅里葉變換
2.4.3 離散時間系統(tǒng)頻域分析
2.5 離散傅里葉變換及其快速算法
2.5.1 有限長序列的離散傅里葉變換
2.5.2 DFT的一些性質(zhì)
2.5.3 DFT的快速算法——FFT
2.5.4 DFT與FFT在頻譜分析中的應用
2.6 數(shù)字濾波器概述
2.6.1 數(shù)字濾波類型與指標
2.6.2 FIR線性相位數(shù)字濾波器
2.6.3 最小相位數(shù)字濾波器
2.6.4 梳狀濾波器
2.7 PCM A/D轉(zhuǎn)換器
2.7.1 量化與量化噪聲
2.7.2 PCM A/D轉(zhuǎn)換器的實現(xiàn)方法
2.8 Σ-ΔA/D和Σ-ΔD/A轉(zhuǎn)換器
2.8.1 Σ-ΔA/D轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)
2.8.2 Σ-Δ調(diào)制器的基本概念
2.8.3 一階Σ-Δ調(diào)制器的傳輸特性及量化信噪比
2.8.4 高階Σ-Δ調(diào)制器
2.8.5 數(shù)字抽取濾波器
2.8.6 Σ-ΔA/D轉(zhuǎn)換器
第3章 數(shù)據(jù)通信技術(shù)基礎(chǔ)知識
3.1 數(shù)據(jù)通信基本概念
3.1.1 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)
3.1.2 數(shù)據(jù)通信的技術(shù)指標
3.2 傳輸介質(zhì)
3.2.1 有線傳輸介質(zhì)
3.2.2 無線傳輸介質(zhì)
3.3 數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕痉绞?br>3.4 基帶傳輸與頻帶傳輸
3.4.1 基帶傳輸
3.4.2 頻帶傳輸
3.5 多路復用技術(shù)
3.6 差錯控制技術(shù)
3.7 通信接口標準
3.7.1 RS-232C接口
3.7.2 RS-422與RS-485串行接口標準
3.7.3 低電壓差分信號傳輸（LVDS）
3.8 局域網(wǎng)（LAN）與協(xié)議
3.8.1 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與OSI/RM參考模型
3.8.2 TCP/TP協(xié)議簇簡介
3.8.3 局域網(wǎng)
3.9 無線傳輸技術(shù)
3.10 數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議在地震儀器中的應用
第4章 GPS的基本原理
4.1 GPS的組成
4.2 GPS全球定位系統(tǒng)定位技術(shù)
4.3 DGPS原理與RTK技術(shù)
4.4 GPS定位在地震儀器中的應用
第5章 地震勘探基礎(chǔ)
5.1 概述
5.2 地震波及其傳播特征
5.2.1 地震波的基本概念
5.2.2 地震波的特征
5.2.3 地震波的傳播規(guī)律
5.3 反射波地震勘探
5.3.1 反射波地震勘探的概念
5.3.2 反射波時距曲線
5.3.3 反射波地震勘探的褶積模型
5.4 地震勘探野外數(shù)據(jù)采集施工方法
5.4.1 野外數(shù)據(jù)采集預備工作
5.4.2 野外生產(chǎn)施工流程
5.5 地震勘探對地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的要求
第6章 人工震源與地震檢波器
6.1 炸藥震源
6.1.1 地震波的炸藥震源激發(fā)
6.1.2 爆炸能量與巖石介質(zhì)的耦合關(guān)系
6.1.3 遙控爆炸方式
6.2 可控震源
6.2.1 可控震源地震勘探原理與工作方式
6.2.2 可控震源的基本組成
6.2.3 可控震源的施工方法
6.3 氣槍震源
6.3.1 空氣槍工作原理
6.4 電磁感應式地震檢波器
6.4.1 電動式檢波器
6.4.2 渦流檢波器
6.4.3 電磁感應濾波器主要性能參數(shù)與測試
6.5 壓電式檢波器
6.6 檢波器組合
6.7 數(shù)字地震檢波器
第7章 地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的主機系統(tǒng)
7.1 概述
7.1.1 地震勘探儀器的發(fā)展概況
7.1.2 地震勘探儀器的主要技術(shù)指標
7.1.3 地震勘探儀器的組成
7.2 主機系統(tǒng)的組成
7.2.1 主機系統(tǒng)的功能
7.2.2 主機硬件系統(tǒng)構(gòu)成
7.2.3 主機系統(tǒng)軟件
7.2.4 主機系統(tǒng)示例——Sercel 428XL主機系統(tǒng)簡介
7.3 大線控制接口部件
7.3.1 大線控制接口部件功能與組成
7.3.2 428XL儀器大線控制接口簡介
7.4 源同步控制器
7.4.1 遙爆系統(tǒng)工作原理
7.4.2 信號交換
7.4.3 SHOT PRO與各種地震儀器的信號連接
7.5 實時相關(guān)疊加器
7.6 地震數(shù)據(jù)的記錄與回放
7.6.1 磁帶機記錄格式
7.6.2 回放顯示
7.7 陸地勘探記錄文件的SPS標準格式
7.8 擴展系統(tǒng)
7.8.1 遠程支持系統(tǒng)
……
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