无线分布式资源勘探检波器定位及数据传输技术研究

摘要

基于无线网络的分布式陆地资源勘探技术代表着资源勘探技术的发展方向，检波器的精确定位及数据的高速、高效可靠传输是无线分布式资源勘探装备的关键技术，也是目前国际资源勘探领域的研究重点。本文主要针对这两项关键技术开展研究工作。 首先，基于GPS差分定位算法、GPS基站、低成本GPS模块（移动站）以及无线网络，研究了检波器的低成本GPS差分精确定位。地震工作站从GPS基站接收定位信息，解析后将信息通过Wi-Fi无线网络传输至采集节点的定位MCU，由定位MCU结合从GPS移动站获取的定位信息，通过算法实现精确差分定位。 其次，基于32位的ADS1282专用ADC、非易失FLASH K9WAG08UOA、Wi-Fi模块GS2011，设计了集数据采集、数据存储、数据传输于一体的，双存储架构的数据采集器，实现了数据采集与数据传输的准同步，在不提高无线传输速率的前提下，提高了地震采集数据的传输效率，压缩了数据传输的时间，提升了数据采集器在资源勘探中的实用性。为了进一步提高无线传输的性能，论文探讨了采用拥塞控制、心跳包检测等机制提升无线传输性能的可行性。 最后，进行了数据采集、检波器差分定位和数据传输测试，结果表明，本文设计的数据采集器、检波器差分定位单元以及数据传输单元实现了预期的功能，实现了检波器的低成本差分定位、准同步数据采集及数据传输。减轻了数据传输速率的压力，压缩了数据传输的时间，资源勘探的工作效率得到大幅度提升。

目录

声明

摘要

1绪论

1．1课题背景

1．2资源勘探检波器定位技术的发展状况

1．3资源勘探数据传输技术的发展状况

1．3．1资源勘探数据传输的模式

1．3．2 WI-FI技术应用于资源勘探数据传输的可行性

1．4本文的研究内容和章节安排

2检波器定位及数据传输总体方案

2．1分布式资源勘探系统总体架构

2．2检波器定位方案

2．3资源勘探数据传输方案

2．3．1无线组网连接模式

2．3．2准同步采集与传输方案

2．4本章小结

3检波器定位系统

3．1地震检波器

3．2检波器定位系统的组成

3．3检波器单点定位系统设计

3．3．1单点定位系统的硬件设计

3．3．2单点定位软件的设计

3．4检波器的差分定位设计

3．4．1 GPS单点定位的误差

3．4．2伪距差分定位原理

3．4．3 RTCM协议解析

3．4．4检波器差分定位的设计

3．5本章小结

4资源勘探数据采集与传输系统设计

4．1数据采集与传输系统的设计思路及架构

4．2数据采集和存储单元的设计

4．2．1地震波数据采集电路的设计

4．2．2采集软件流程

4．2．3数据存储电路的设计

4．2．4存储器软件控制设计

4．2．5准同步数据采集与传输设计

4．3无线通讯单元的设计

4．3．1无线通讯单元硬件电路设计

4．3．2 Wi-Fi通信帧格式

4．3．3 IP地址分配

4．3．4无线模块软件设计

4．3．5无线数据传输机制探讨

4．4本章小结

5资源勘探数据采集、检波器定位及数据传输测试

5．1分布式资源勘探系统测试环境

5．2检波器差分定位

5．2．1单点和差分定位测试

5．2．2单点和差分定位精度对比

5．3数据采集与传输性能测试

5．3．1采集与传输测试

5．3．2无线传输与有线传输速度测试

5．3．3准同步模式采集传输测试

5．4本章小结

6总结及展望

6．1研究工作总结

6．2后续工作展望

致谢

参考文献

附录