【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于地球物理地震探測，具體涉及一種復雜地貌條件下非接觸車載拖曳式地震數據采集系統及方法。
技術介紹
1、現階段，地震勘探過程一般是使用有纜或無纜的地震儀進行，作為絕對的淺層地表震動測量儀器，需要考慮到地震儀與地面的耦合，如此，給儀器的大規模布設帶來不便。同時，新技術的發展也出現了諸如電化學檢波器、das系統等新型地震測量技術。但這些新技術仍存在自身限制，并且，也并未突破傳統地震信號測量方式，沒有脫離傳統地震信號直接接觸式測量的范疇。
2、為了實現地震信號的非接觸移動式測量，需要引入一種基于全新技術的振動測量技術。目前，激光多普勒測振技術已經發展到較為成熟的階段，隨著該技術實現成本的降低，其大帶寬、高精度的特點為其在地震勘探領域的非接觸式移動應用帶來可能?；诖?，如能研發一種非接觸車載拖曳式地震數據采集系統及方法是非常有必要的，具有廣泛的應用價值。
技術實現思路
1、本專利技術的目的就在于提供一種基于激光多普勒測振技術的非接觸可移動式地震數據采集系統及方法，通過激光多普勒測振儀陣列直接對地采集測點震動信號，經信號處理算法得到可靠的地震資料，以解決現有地震勘探儀器在布設時需要考慮與地面耦合而帶來大量人力成本并且應用場景受限的問題。
2、本專利技術的目的是通過以下技術方案實現的：
3、一種非接觸車載拖曳式地震數據采集系統，包括多輛拖曳式可移動的移動車輛1、安裝在大拖曳式移動車輛1上的控制器2和安裝在多輛小拖曳式移動車輛1上，用于承載激光多普勒
4、其中，每輛小拖曳式移動車輛1上設置1臺可移動隔振臺3，每臺可移動隔振臺3上設置1個激光多普勒測振儀4，組成陣列式激光多普勒測震節點，各激光多普勒測振儀4垂直地表出射激光，并組成線陣列式激光多普勒測震節點組網，陣列式激光多普勒測震節點組網與計算機相連；
5、所述控制器2與各激光多普勒測振儀4相連，控制陣列式激光多普勒測震節點組網各節點同步采集數據，激光多普勒測振儀4采集地表震動信號并同步輸出至控制器2，控制器2實時處理采集到的信號，對采集到的數據進行有效地震信號提取，并由與其相連的上位機對單節點或線陣列式激光多普勒測震節點組網的數據實時顯示與存儲。
6、進一步地，所述各拖曳式移動車輛1之間通過剛性連接結構6進行剛性連接。
7、進一步地，所述控制器2包括非接觸節點組網連接控制與觸發單元、地震數據提取單元、震動信號顯示單元以及道集成像單元；
8、其中，所述非接觸式節點組網連接控制與觸發單元控制多非接觸式節點的組網與同步觸發啟動，可根據工程需求設定采樣率；
9、所述地震數據提取單元提取有效地震信號，提升數據信噪比；
10、所述震動信號顯示單元實時單測點或多測點地表震動數據，可根據用戶需求設定數字濾波器；
11、測量完畢后，所述道集成像單元綜合各非接觸式節點采集數據，生成地震道集圖像。
12、進一步地，各激光多普勒測振儀4的出射光線與被測地表垂直布置，其利用激光多普勒效應對地表測點5的振動速度進行測量，當激光入射到震動地表，產生多普勒頻移，可以通過下述公式得到：
13、
14、其中，δf為激光多普勒頻移，v為速度信息，λ為激光波長。
15、為了將高頻光信號轉換為可獲取信號，借助光學差拍技術，利用平衡光電探測器8將光信號轉換成電信號后，通過下述公式解調光電流，之后可以進一步得到測量的振動信號；
16、
17、其中，k為光電探測器8的光電轉換參數，is為測量光產生的直流分量，ir為參考光產生的直流分量，fb為外差干涉引入的頻差，為兩光束產生的相位差。
18、進一步地，待測地表包括但不限于土壤、沙礫、植被、混凝土以及瀝青等可在礦產資源勘探以及城市地下空間探測應用的自然或人工地表。
19、更進一步地，待測地表為土壤地表時，在測點處，利用人工外力壓實地表，對疏松地表進行壓實平整處理，以增強震動的傳導以及增強激光信號的反射與接收效果；對硬地表貼附3m反光膜，以增強震動的傳導以及增強激光信號的反射與接收效果。
20、進一步地，所述陣列式激光多普勒測震節點均通過有線的方式與計算機相連，用于節點的連接控制以及數據的傳輸與存儲。
21、一種基于上述系統的非接觸車載拖曳式地震數據采集方法，包括以下步驟：
22、a、根據探測需求合理布置陣列式激光多普勒測震節點的間距與節點數目，并通過剛性媒介連接拖曳式移動車輛1，通過可移動隔振臺3將其聯結到一起；其中，陣列式激光多普勒測震節點出射光束與被測地表垂直；
23、b、配置陣列式激光多普勒測震節點組網，上位機觸發控制各陣列式激光多普勒測震節點激光多普勒測振儀4采集地表震動信號并同步輸出至控制器2，再傳輸至上位機同步記錄和存儲高速圖像與振動速度信號；
24、c、上位機對采集到的地表震動信號進行有效信號提取進行時頻域分析，依據非接觸式節點的陣列排布得到高精度的地震資料，合成地震記錄。
25、進一步地，激光多普勒測振儀4的信號采樣率為1k-10khz可調。
26、與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：
27、本專利技術通過激光多普勒測振儀陣列組網，實現非接觸式的地震道集；通過地震道集得到同一實現同一測線不同測點的地震信號同步測量，并經過信號處理，可以得到初步的地震資料，對地震資料進行進一步數據處理，可以解釋地下構造與地層特征，是礦產資源勘探與城市地下空間探測的有效手段；本專利技術非接觸可移動式地震測量方法，與傳統的地震勘探設備相比，采用非接觸式測震方法，可實現移動測量，效率高，易于實施，適用性廣，可靈活適用于復雜的地質條件，應用于如多種地表的礦產資源勘探以及城市地下空間探測等多種的地下探測場景。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種非接觸車載拖曳式地震數據采集系統，其特征在于：包括多輛拖曳式可移動的移動車輛(1)、安裝在大拖曳式移動車輛(1)上的控制器(2)和安裝在多輛小拖曳式移動車輛(1)上，用于承載激光多普勒測振儀(4)的可移動隔振臺(3)；
2.根據權利要求1所述的一種非接觸車載拖曳式地震數據采集系統，其特征在于：所述各拖曳式移動車輛(1)之間通過剛性連接結構(6)進行剛性連接。
3.根據權利要求1所述的一種非接觸車載拖曳式地震數據采集系統，其特征在于：所述控制器(2)包括非接觸節點組網連接控制與觸發單元、地震數據提取單元、震動信號顯示單元以及道集成像單元；
4.根據權利要求1所述的一種非接觸車載拖曳式地震數據采集系統，其特征在于：各激光多普勒測振儀(4)的出射光線與被測地表垂直布置，其利用激光多普勒效應對地表測點(5)的振動速度進行測量，當激光入射到震動地表，產生多普勒頻移，可以通過下述公式得到：
5.根據權利要求1所述的一種非接觸車載拖曳式地震數據采集系統，其特征在于：待測地表包括但不限于土壤、沙礫、植被、混凝土以及瀝青等可在礦產資源勘探以及
6.根據權利要求5所述的一種非接觸車載拖曳式地震數據采集系統，其特征在于：待測地表為土壤地表時，在測點處，利用人工外力壓實地表，對疏松地表進行壓實平整處理，以增強震動的傳導以及增強激光信號的反射與接收效果；對硬地表貼附3M反光膜，以增強震動的傳導以及增強激光信號的反射與接收效果。
7.根據權利要求1所述的一種非接觸車載拖曳式地震數據采集系統，其特征在于：所述陣列式激光多普勒測震節點均通過有線的方式與計算機相連，用于節點的連接控制以及數據的傳輸與存儲。
8.一種基于上述系統的非接觸車載拖曳式地震數據采集方法，其特征在于，包括以下步驟：
9.根據權利要求8所述的一種基于上述系統的非接觸車載拖曳式地震數據采集方法，其特征在于：激光多普勒測振儀(4)的信號采樣率為1k-10kHz可調。
...【技術特征摘要】
1.一種非接觸車載拖曳式地震數據采集系統，其特征在于：包括多輛拖曳式可移動的移動車輛(1)、安裝在大拖曳式移動車輛(1)上的控制器(2)和安裝在多輛小拖曳式移動車輛(1)上，用于承載激光多普勒測振儀(4)的可移動隔振臺(3)；
2.根據權利要求1所述的一種非接觸車載拖曳式地震數據采集系統，其特征在于：所述各拖曳式移動車輛(1)之間通過剛性連接結構(6)進行剛性連接。
3.根據權利要求1所述的一種非接觸車載拖曳式地震數據采集系統，其特征在于：所述控制器(2)包括非接觸節點組網連接控制與觸發單元、地震數據提取單元、震動信號顯示單元以及道集成像單元；
4.根據權利要求1所述的一種非接觸車載拖曳式地震數據采集系統，其特征在于：各激光多普勒測振儀(4)的出射光線與被測地表垂直布置，其利用激光多普勒效應對地表測點(5)的振動速度進行測量，當激光入射到震動地表，產生多普勒頻移，可以通過下述公式得到：
5.根據權利要求1所述的一種非接觸車載...
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。