高分辨率无线分布式浅层地震仪的设计

0引言

地震法是地球物理勘探中的重要方法之一，该方法基于地层和岩石的弹性差异，通过观测人工震源发出的波在不同弹性分界面上产生的反射、折射和透射现象，实现地下地质体的探测[1]。近年来，我国在高铁、高速公路、机场等基础建设领域进行了大量的投资，这使得浅层目标的探测越来越受到重视。浅层地震法是该方法的主要探测手段[2,3]。

在浅层地震法中，由于受到人工震源功率的限制，远端检波器所接收到的信号通常非常微弱，因此要求仪器具有大动态范围(大于100 dB)的特点。此外，高铁地基的探查往往要求仪器具有较高的分辨率，故要求仪器具备多通道(48道、72道等)采集的能力，而目前大多数传统浅层地震仪采用的是集中式有线测量形式，这一类仪器通常体积较大且笨重，难以实现多通道测量。基于此，本文提出并实现了一种能够对地震波进行大动态范围高精度采集，并利用WiFi技术,实现多通道无线分布式测量的浅层地震仪设计方案，具有一定的现实意义。

1系统总体设计

根据浅层地震波信号的特点，仪器的整体方案如图1所示，主要分为检波器阵列、分布式采集站、控制终端、PC这4部分。检波器阵列中的每4个检波器由一个采集站控制，以进行地震波信号的高精度同步采集，并通过内置GPS模块实现自定位，以便于后期数据的处理和反演，而采集站之间的同步是利用GPS和恒温晶振来实现的。……