CN112785828B - 一种无线通信和有线网络混合的地震勘探***和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了无线通信和有线网络混合的地震勘探***和方法，包括***控制仪器车和多个独立设置的勘探单元，所述勘探单元通过无线通信和所述***控制仪器车连接；所述***控制仪器车，用于向所述勘探单元发送指令、然后接收所述勘探单元的采集数据；所述勘探单元包括通过采集站、与所述采集站有线网络连接的电源站和与所述电源站有线网络连接的无线收发节点，所述采集站，用于采集人工地震信号；所述电源站，用于对采集站供电、发送指令和收集所述采集站的状态和数据；无线收发节点，用于在电源站和***控制仪器车之间传输指令。本发明既具有有线传输的高带道能力和统一供电的优点，又能利用无线通信高速数据传输性能，扩展了***组网能力。

Description

一种无线通信和有线网络混合的地震勘探***和方法
技术领域
本发明涉及混合分布式地震勘探采集***领域，具体涉及一种无线通信和有线网络混合的地震勘探***和方法。
背景技术
目前大型地震勘探***主要是采用分布式采集方案，通过大量采集站同时工作实现高密度采集。随着科学技术的发展，近年来大型地震勘探***已经出现了百万道有缆分布式地震勘探***，其主要分为采集站、电源站、交叉站以及主控仪器车，其中采集站、电源站之间的连接常采用定制的或标准的网络传输协议，其速率约为几兆到几百兆bps；而交叉站与交叉站之间以及交叉站与主控仪器车之间需要的传输速率能到千兆bps，通常都使用光纤进行连接。当***达到百万道时，交叉站与交叉站之间的连接长度至少几千米的距离，长距离的光纤增加了野外施工布线难度。
现有技术中也出现了一些无线与有缆混合的大型分布式地震采集***，但主要是对采集站实行的无线化，即将采集站装配无线收发模块。上述模式虽然可以使采集站的施工更加灵活，但大量的无线采集站对整个***的带宽要求高，使其带道能力远远低于有线***。另外，由于每个采集站独立，需要给每个采集站提供独立的电源供电，增加了大量的电池数量，对电源充电和管理提出了较大的挑战。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种无线通信和有线网络混合的地震勘探***和方法，其既具有有线传输的高带道能力和统一供电的优点，又能利用无线通信高速数据传输性能，扩展了***组网能力。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种无线通信和有线网络混合的地震勘探***，包括***控制仪器车和多个独立设置的勘探单元，所述勘探单元通过无线通信和所述***控制仪器车连接；所述***控制仪器车，用于向所述勘探单元发送指令、然后接收所述勘探单元的采集数据；
所述勘探单元包括通过采集站、与所述采集站有线网络连接的电源站和与所述电源站有线网络连接的无线收发节点，所述采集站，用于采集人工地震信号；所述电源站，用于对所述采集站供电、发送指令和收集所述采集站的状态和数据；所述无线收发节点，用于在所述电源站和所述***控制仪器车之间传输指令。
进一步的，多个所述采集站通过有线级联的方式组成采集链，每个所述电源站通过有线网络和多个所述采集链连接；优选地，所述采集链上的所述采集站之间距离相同；所述电源站与其下属的所述采集链上第一个所述采集站的距离与所述采集链上的所述采集站之间距离相同。
进一步的，多个所述电源站通过有线级联的方式组成电源链，每个所述无线收发节点通过有线网络连接一条所述电源链；优选地，所述电源链上的所述电源站之间距离相同，所述收发节点与下属所述电源链上第一个所述电源站的距离与所述电源链上的所述电源站之间的距离相同。
进一步的，所述电源链的两端均连接有所述无线收发节点。
进一步的，所述无线收发节点包括GPS接收模块，用于同步所述无线收发节点；当所述GPS接收模块接收指令后，所述无线收发节点将时间同步指令发送给与其连接的所述电源站，每个所述电源站和所述采集站根据延时值进行补偿，以使所述勘探单元同步。
进一步的，有线网络均为环形网络拓扑结构。
本发明的另一目的还在于提供一种利用权利要求1-6中任一权利要求所述的无线通信和有线网络混合的地震勘探***的方法，包括以下步骤：
S1、***控制仪器车通过无线通信向无线收发节点发送数据回收指令；
S2、无线收发节点通过有线网络将数据回收指令传输至电源站，以收集采集站的状态和数据；
S3、采集站通过有线网络接收数据回收指令后，采集站将数据回收指令转发至电源站，此时认为数据回收指令已被采集站接收；同时，采集站解析并执行数据回收指令；
S4、采集站将数据经有线网络传输至电源站；
S5、电源站将采集站的状态和数据经有线网络传输至无线收发节点；
S6、无线收发节点经无线通信将数据传输至***控制仪器车；
S7、***控制仪器车通过无线通信向无线收发节点发送控制指令；
S8、无线收发节点通过有线网络将控制指令传输至电源站；
S9、采集站通过有线网络接收控制指令后，采集站将控制指令转发至电源站，此时认为控制指令已被采集站接收；同时，采集站解析并执行控制指令。
进一步的，当电源站通过有线网络和多个采集链连接时，步骤S3包括以下步骤：
S31、电源站接收到数据回收指令后，并逐个发送至与其连接采集链上的采集站；
S32、数据回收指令经采集链的有线网络传输后发送至电源站；
S33、当执行S32步骤时，第一采集站将数据传送至电源站，且电源站以接收第一采集站的数据为数据帧的最后一帧；其中，第一采集站为采集链中直接与电源站连接的采集站；
S34、第一采集站后方的采集站将数据传输至第一采集站处；
S35、第一采集站将数据经有线网络传输至电源站；
S36、重复步骤S34-S35，直至接收采集链中全部采集站的数据。
进一步的，还包括以下步骤：
T1、***控制仪器车通过无线通信向无线收发节点发送时间同步指令；
T2、无线收发节点将时间同步指令发送给电源链，且电源链中电源站接收时间同步指令的延时固定Δt＝N(Δtline+Δtdevice)，其中N为接收数据的电源站与收发节点之间的电源站数量，Δtline为有线网络的电缆传输的延迟固定，Δtdevice为指令接收、解析、转发可以保障各级站点内部转的延迟固定；
T3、电源站将同步指令中的时间t+Δt后，设置为本电源站的时间；
T4、电源链上的所有电源站的时钟同步后，再由电源站将时间同步指令发送给其下属的采集链上的采集站，采集站的时间为T+ΔT，ΔT＝n(Δtline+Δtdevice)，其中n为接收数据的采集站与电源站之间的采集站数量，Δtline为有线网络的电缆传输的延迟固定，Δtdevice为指令接收、解析、转发可以保障各级站点内部转的延迟固定。
进一步的，电源站接收时间同步指令的延时固定中Δtdevice为固定值；采集站接收时间同步指令的延时固定中Δtdevice为固定值。
本发明的有益效果：
将现有技术中有线分布式网络结构进行重新划分，将采集站、电源站以及收发节点组成一个模块化的勘探单元，大型地震勘探***可以将勘探单元作为一个整体结构单元，由于勘探单元之间相互独立，可以不断将勘探单元复制，组成一个超大型的地震勘探***网络；
勘探单元与***控制仪器车之间采用无线通信连接，保证了各勘探单元之间的独立性，能够省掉原来有线分布式勘探***中交叉站之间的光纤连接，既降低了***的业务部署难度，增加了可靠性，同时使***拓扑结构变得简单，能够更加容易的扩展***；
相较于现有技术既保留了有线传输的高带道能力和统一供电的优点，而且提供了高精度的采集站时间同步方式；又能利用无线通信进行高速数据传输，代替交叉站节点及光纤设备，极大的扩展了***组网能力。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的勘探单元内部的传输拓扑结构。
图中标号说明：10、***控制仪器车；20、勘探单元；201、采集站；202、电源站；203、无线收发节点。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
参照图1和图2所示，本发明的一种无线通信和有线网络混合的地震勘探***的一实施例，包括***控制仪器车10和多个独立设置的勘探单元20，其中勘探单元20通过无线通信和***控制仪器车10连接。所述***控制仪器车10，用于发送指令和接收所述勘探单元20的采集数据，其是整个***的主控中心，通过交互界面发送***控制指令，同时通过无线通信接收无线收发节点203发送的采集数据，本实施例中无线通信优选5G无线通信。
所述勘探单元20包括通过有线网络连接的采集站201、电源站202和无线收发节点203，所述采集站201，用于采集人工地震信号；所述电源站202，用于对所述采集站201供电、发送指令和收集所述采集站201的状态和数据；所述无线收发节点203，用于在所述电源站202和所述***控制仪器车10之间传输指令，其直接与电源站202相连接，将***控制仪器车10发送的指令传给电源站202，并将电源站202接收的数据通过无线通信传输给***控制仪器车10。各个收发节点之间相互独立、不需要连接，收发节点与***控制仪器车10之间使用无线通信连接。整个***以收发节点为划分，每个收发节点及其下属的电源链和采集链上的所有站点组成一个勘探单元20，每个勘探单元20之间相互独立，多个勘探单元20共同构成整个大型地震勘探***。整个***由多个相互独立的勘探单元20和一个***控制仪器车10组成，每个勘探单元20结构相同，当需要对***进行扩展时，就扩展一个勘探单元20即可。
本实施例中的地震勘探***在勘探单元20的内部使用有线网络连接，从而保留有线的优势，保证整个***的高带道能力以及高效的电源管理能力。同时在勘探单元20和***控制仪器车10之间通过无线通信进行传输，利用无线通信满足现有技术中对于交叉站光纤之间的高速传输要求，本实施例中利用5G的传输技术可实现高于1Gbps的数据传输。而且使用无线通信的传输方式，不需要各个交叉站之间进行互连，各个交叉站直接与***控制仪器车10通过无线通信连接进行数据和指令的传输即可。因此，不但可以省掉现有技术中的光纤，而且简化了整个***的拓扑结构，使得本实施例中的地震勘探***非常容易的对***进行扩展，从而实现百万道采集的大型地震采集***。
整个地震勘探***以收发节点为划分的勘探单元20之间拓扑结构相同且相互独立，***控制仪器车10仅直接与每个勘探的单元的收发节点进行直接无线通信，不需要与每个勘探单元20中的电源站202和采集站201直接通信，这样降低了对***控制仪器车10的性能要求和复杂度。同时，由于***控制仪器车10直接通过收发模块与整个***的各个勘探单元20的收发节点进行通信，因此不需要各个勘探单元20的收发节点之间进行连接和通信，简化了***的拓扑结构，利于整个***的扩展。
因而本实施例相较于现有技术既保留了有线传输的高带道能力和统一供电的优点，而且提供了高精度的采集站201时间同步方式；又能利用5G等无线通信进行高速数据传输，代替交叉站节点及光纤设备，极大的扩展了***组网能力。
在本发明的一个实施例中，***控制仪器车10与常规的仪器车构成类似，包括***控制主机(包含控制和处理软件)、高速数据转发模块、以及收发模块。***控制主机主要负责数据存储、处理，指令生成和发送，并提供用户界面给用户操作。高速数据转发模块是独立的高速数据接口，可用PCI实现，将接收的大量数据快速传输到控制主机中。收发模块与收发节点中的无线数据传输模块相同，由于收发节点传送给***控制仪器车10的数据量大，而***控制仪器车10发送的指令数据量小，因此可以将***控制仪器车10作为数据下行节点。
采集站201和采集站201之间使用有线网络连接，多个采集站201通过有线级联的方式组成采集链，采集链通过有线网络方式与其上级电源站202连接，并且每个电源站202通过有线网络和多个采集链连接，每个电源站202可以带多个采集链。电源站202在数据传输的同时给每条采集链供电，电源站202需要配备独立的电池。电源站202负责发送控制指令给下属的采集链，并收集下属采集链上各采集站201点的状态和采集的数据。每个电源站202可以带多个采集链，这样可以增加***的带道能力。采集链的供电通过电源站202使用有线网络的数据传输的线缆直接供电，因此采集链不需要独立的电池。本实施例中每个电源站202带4条采集链，每条采集链中可连接150个采集站201，因此一个电源站202可带600个采集站201。优选的，采集站201使用的是数字采集站201，每个采集站201由一个数字检波器构成，用来采集人工地震的地震波信号。其主要包括检波器、前置放大滤波电路、ADC电路、FPGA、POE供电模块、数据传输和指令传输部分。检波器将地震波信号转为电信号后经过前置放大滤波电路调理后由FPGA控制ADC对信号进行采集转为数字信号，经过FPGA处理后发送给数据传输模传给电源站202，采集站201供电电源是由POE方式从电源站202传输而来，电源站202将电源和数据信号一起通过变压器传送给采集链上的采集站201。采集站201中数据采集控制和处理使用FPGA实现，保证数据传输、指令解析和转发的延时固定。
为了保障数据的可靠，在所述的采集站201中还增加了SD存储模块，每次存储一次人工地震的数据，当***控制仪器车10发现有采集站201的数据传输丢失或错误时，可以通过指令控制采集站201单独发送本次采集的数据。下一次人工地震的数据将覆盖原来的存储。为了使地震波信号有效处理，在所述的采集站201还增加了对温湿度和倾角辅助信息的测量。
优选的，采集站201与采集站201之间的连接线(可称为采集大线)距离长度固定且小于20米，速率为几兆bps级别，既能保证数据可靠性传输的要求又能降低功耗和设计的复杂度。
电源站202与电源站202之间使用有线网络连接，通过级联的方式构成电源链，电源链也使用有线连接的方式与其上级的收发节点连接，每个收发节点带一条电源链。收发节点直接与每条电源链最顶端的电源站202连接，每个收发节点带一条电源链，其负责将电源链上所有电源站202收集的数据发送给***控制仪器车10。收发节点与电源站202之间也是通过有线方式连接，但与***控制仪器车10之间使用无线通信连接方式进行数据传输。同时收发节点需要配备独立的电池。在本实施中，一条电源链由8个电源站202级联而成，因此一个勘探单元20(由一个5G收发节点划分)可以带4800个采集站201。
优选的，电源站202与电源站202之间的连接线(可称为传输大线)距离长度固定且小于100米，速率为几百兆bps级别，既能保证数据可靠性传输的要求又能降低功耗和设计的复杂度。
优选的，电源站202的指令和数据收发及解析也使用FPGA实现，保障各电源站202之间的指令和数据转发延时固定。电源站202之间的通信也采用与采集站201一致的环形网络结构，减少指令确认操作以及传输设计的复杂度。
优选的，电源站202使用主备双电池供电方式，具备电池电量监控和自动切换的能力，当主电池电量不足时，可以自动切换到备用电池供电，并能给出电池电量低的提示。
为保障***的可靠性，可以在每个电源链的两端分别接上一个收发站点作为主备份，当判断其中某一端的收发节点故障时，本勘探单元20内的所有站点的通信流向将改为另一端的收发节点。
本实施例中有线网络均为环形网络拓扑结构，在本发明的一个实施例中，采集站201之间的指令传输为环形的传输方式，如图2所示，所有的操作均由电源站202发出，电源站202在接收到***控制仪器车10发出的控制指令后，生成新的控制采集站201的指令并发送到采集链的环形网络上，采集站201接收指令的同时对指令进行转发，因此转发仅占用几个bit的时间，经采集链上电源站202转发一圈后，电源站202将再次接收到本条指令，此时认为本条指令已被采集站201接收。采集站201接收到指令并解析后，如果指令内容为要求本站点执行相关的操作则执行相应的操作，操作后不再应答，如果需要确认采集站201指令是否执行可通过***控制仪器车10重新发送查询采集站201状态的指令进行。
由上所述，在本发明中指令的转发与解析是同时的，转发仅占用几个bit的时间，而且指令的接收和解析由FPGA实现，接收和解析的时间确定，这样就能利用传输延时补偿保障整个***的采集站201时间高精度同步。
在本发明的一个实施例中，采集站201之间的数据传输也为环形传输方式(如图2所示)，当一次人工地震后，***控制仪器车10会发送数据回收指令，当电源站202收到数据回收指令后，逐个发送给所下属的采集链上的采集站201数据回传指令，如先发送要求第一采集站201数据回传的指令，本条指令经过采集链一圈转发后再次回到电源站202，此时电源站202等待第一采集站201的数据到来，其中，第一采集站201为与电源站202靠近并直接连接的采集站201。采集链上各个采集站201仅有第一采集站201在指令解析后开始将数据打包发送，并且数据发送沿着本采集站201向上(电源站202方向)传送，不再经过本站点后面的站点(如第一采集站201直接向上发送给电源站202，后面的采集站201向上转发给第一采集站201，再经过第一采集站201转发给电源站202，依次类推)。当电源站202接收第一采集站201标示为最后一帧的数据帧后，开始发送要求后续采集站201数据回传的指令，依次类推，将整条采集链的数据收集。
在本发明的一个实施例中，采集站201与采集站201之间的距离为13.75米，传输速率为4Mbps，传输采用差分信号传输，差分信号直接用FPGA驱动，经过阻抗匹配电路、网络变压器传输到双绞的差分线上，数据发送前进行差分曼彻斯特编码，保证数据传输的可靠性。
在本发明的一个实施例中，电源站202由与采集链连接的传输接口模块、与上下游电源站202连接的传输模块、FPGA、数据缓存模块、电源电路、电池管理模块、POE供电传输模块组成。
电源站202使用外置的48V的主备双电池电池供电，使用反激式开关电源组成电源电路生成电源站202上需要的电源。电池管理模块主要是电源电压检测电路，FPGA不断接收电池的容量数据，当判断小于阈值时就自动切换为备用电池，并点亮主份电池电路不足的LED指示灯。
与采集链连接的传输接口模块为4Mbps速率的传输模块，本模块与采集站201的数据传输模块一致，采用差分传输实现。与上下游电源站202连接的传输模块为100Mbps数据传输模块，可基于以太网物理层实现，也可以与4Mbps的传输模块电路相同，主要包括阻抗匹配电路、1:1网络变压器模块、比较器模块组成。
电源站202之间也是环形网络传输结构，其指令处理协议与上面介绍的采集站201之间的传输协议类似，收发节点将***控制仪器车10发送的指令转发给下属的电源站202，电源站202接收指令的同时转发指令，当转发一圈后收发节点会再次收到本条指令，认为电源站202已经接收到了相应的指令。数据传输也与上述采集站201处理一致，收发节点依次向下级电源站202发送数据回传指令，需要回传的电源站202将数据打包发送给收发节点，不发送数据的电源站202需要将数据保存在缓存中。
在本发明的一个实施例中，收发节点包括电源电路、与电源链连接的传输接口模块、与***控制仪器车10连接的无线收发模块、FPGA、数据缓存模块组成。
收发节点也使用外置电源供电，使用反激式开关电源转为本收发节点的电源电路，与电源链连接的传输接口模块与上述所述的电源站202之间的传输模块一致，本实施例中无线收发模块可直接使用商用的5G收发模块实现，主要包括基带模块和射频模块，采用标准的5G传输协议实现。
优选的，为保障数据的可靠性，采集站201具备数据存储的能力，能够将每次采集的人工地震的数据保存。
无线收发节点203包括GPS接收模块，用于同步所述无线收发节点203；当GPS接收模块接收指令后，无线收发节点203将时间同步指令发送给与其连接的电源站202，每个电源站202和采集站201根据延时值进行补偿，以使勘探单元20同步。采集链上的采集站201之间距离相同；电源站202与其下属的采集链上第一个采集站201的距离，与采集链上的采集站201之间距离相同。电源链上的电源站202之间距离相同，收发节点与下属电源链上第一个电源站202的距离与电源链上的电源站202之间的距离相同。由上述实施例中对采集站201和电源站202设置位置的说明，采集站201和电源站202之间的数据传输延时、指令接收和解析延时、转发延时都是固定的，因此每个电源站202接收到收发节点发出的时间同步指令的延时仅与和收发节点之间的拓扑关系有关，即延时等于收发节点和当前电源站202之间间隔多少个电源站202有关。
当地震勘探***扩展后，为保证整个***仍然具备优越的采集时间同步精度，本发明还提出了利用在勘探单元20之间利用GPS接收模块进行同步，同时勘探单元20内部利用有线传输延时补偿方式进行同步的方法。相比与现有技术中的仅用GPS同步的方式，本方式不需要采集站201和电源站202也配置GPS接收模块，这样就减小了采集站201的功耗，使***具有更高的带道能力，同时同步精度也有较高的提升。
一种无线通信和有线网络混合的地震勘探***的方法，包括以下步骤：
S1、***控制仪器车通过无线通信向无线收发节点发送数据回收指令；
S2、无线收发节点通过有线网络将数据回收指令传输至电源站，以收集采集站的状态和数据；
S3、采集站通过有线网络接收数据回收指令后，采集站将数据回收指令转发至电源站，此时认为数据回收指令已被采集站接收；同时，采集站解析并执行数据回收指令；
S4、采集站将数据经有线网络传输至电源站；
S5、电源站将采集站的状态和数据经有线网络传输至无线收发节点；
S6、无线收发节点经无线通信将数据传输至***控制仪器车；
S7、***控制仪器车通过无线通信向无线收发节点发送控制指令；
S8、无线收发节点通过有线网络将控制指令传输至电源站；
S9、采集站通过有线网络接收控制指令后，采集站将控制指令转发至电源站，此时认为控制指令已被采集站接收；同时，采集站解析并执行控制指令。
当电源站通过有线网络和多个采集链连接时，步骤S3包括以下步骤：
S31、电源站接收到数据回收指令后，并逐个发送至与其连接采集链上的采集站；
S32、数据回收指令经采集链的有线网络传输后发送至电源站；
S33、当执行S32步骤时，第一采集站将数据传送至电源站，且电源站以接收第一采集站的数据为数据帧的最后一帧；其中，第一采集站为采集链中直接与电源站连接的采集站；
S34、第一采集站后方的采集站将数据传输至第一采集站处；
S35、第一采集站将数据经有线网络传输至电源站；
S36、重复步骤S34-S35，直至接收采集链中全部采集站的数据。
当地震勘探***扩展后，为保证整个***仍然具备优越的采集时间同步精度，本发明还提出了利用在勘探单元之间利用GPS同步，勘探单元内部利用有线传输延时补偿方式进行同步的方法，相比与现有技术中仅用GPS同步的方式，本方式不需要采集站和电源站也配置GPS模块，这样就减小了采集站的功耗，使***具有更高的带道能力，同时同步精度也有较高的提升。
T1、***控制仪器车通过无线通信向无线收发节点发送时间同步指令，在勘探单元之间的收发节点配置GPS接收器并使用GPS对时间进行同步，***控制仪器车发送时间同步指令，无线收发节点收到指令后收发节点将自身的时间加入到时间同步指令中(设时间为t)。
T2、无线收发节点将时间同步指令发送到所管辖的电源站，由上述实施例中对采集站和电源站实现方式的说明，采集站和电源站之间的数据传输延时、指令接收和解析延时、转发延时都是固定的，因此每个电源站接收到收发节点发出的时间同步指令的延时仅与和收发节点之间的拓扑关系有关，即延时等于收发节点和当前电源站之间间隔多少个电源站有关，如第一个电源站收到同步指令并解析出指令中包含的收发节点的发送时间t时经过的延时为1×Δt＝1×(Δtline+Δtdevice)Δtline为数据在有线电缆传输中的延时，Δtdevice为单个电源站接收、转发和解析延时。同理，第二个电源站收到同步指令并解析出指令中包含的收发节点的发送时间t时经过的延时为2×Δt，依次类推。
在本发明的一个实施例中，Δt＝Δtline+Δtdevice可以通过试验测量的方式进行确定，也可以通过类似PTP时间同步的方式进行确定。通过PTP时间同步的方式如下：
1)收发节点发送第一个时间同步指令，发送时间为t1,第一个电源站接收到指令时电源站的时间为t2,则t2＝t1+Δt+offset，Offset为电源站和5G接收站点之间的时间差，电源站将t1和t2缓存。
2)收发节点发送一个时间同步请求确认指令，第一个电源站收到指令后发送一条时间同步请求应答，将自身的时间t3加入到应答中。
3)收发节点收到第一个电源站发送的时间同步请求应答时的时间为t4,然后解析出t3,此时t4＝t3+Δt-offset(假设第一个电源站应答此条指令的方向为上行，即直接传输到收发节点，因此两个Δt是一致的)。然后生成一条时间同步计算指令并将t3和t4加入到指令中，再次发送给电源站；
4)第一个电源站收到时间同步计算指令后将t3和t4解析出，因为t4＝t3+Δt-offset,且t2＝t1+Δt+offset，因此Δt＝(t2-t1+t4-t3)/2。因此通过t3,t4联合以前缓存的t1和t2的值就可以计算出Δt。
T3、当求出每个电源站与收发节点之间时间同步指令的传输延迟后就可以对这个延迟进行补偿，获得准确的同步时间。
T4、采集站的时间同步方式与上述方式一致，电源链上的所有电源站的时钟同步后，再由电源站将时间同步指令发送给其下属的采集链上的采集站，采集站的时间为T+ΔT，ΔT＝n(Δtline+Δtdevice)，其中n为接收数据的采集站与电源站之间的采集站数量，Δtline为有线网络的电缆传输的延迟固定，Δtdevice为指令接收、解析、转发可以保障各级站点内部转的延迟固定。使用这种同步方式，可以是***采集站的时间同步到ns级别，满足大型地震勘探***的要求。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (8)

1.一种无线通信和有线网络混合的地震勘探***，其特征在于，包括***控制仪器车和多个独立设置的勘探单元，所述勘探单元通过无线通信和所述***控制仪器车连接；所述***控制仪器车，用于向所述勘探单元发送指令、然后接收所述勘探单元的采集数据；
所述勘探单元包括通过采集站、与所述采集站有线网络连接的电源站和与所述电源站有线网络连接的无线收发节点，所述采集站，用于采集人工地震信号；所述电源站，用于对所述采集站供电、发送指令和收集所述采集站的状态和数据；所述无线收发节点，用于在所述电源站和所述***控制仪器车之间传输指令；
利用所述的无线通信和有线网络混合的地震勘探***的方法包括以下步骤：
S1、***控制仪器车通过无线通信向无线收发节点发送数据回收指令；
S2、无线收发节点通过有线网络将数据回收指令传输至电源站，以收集采集站的状态和数据；
S3、采集站通过有线网络接收数据回收指令后，采集站将数据回收指令转发至电源站，此时认为数据回收指令已被采集站接收；同时，采集站解析并执行数据回收指令；
S4、采集站将数据经有线网络传输至电源站；
S5、电源站将采集站的状态和数据经有线网络传输至无线收发节点；
S6、无线收发节点经无线通信将数据传输至***控制仪器车；
S7、***控制仪器车通过无线通信向无线收发节点发送控制指令；
S8、无线收发节点通过有线网络将控制指令传输至电源站；
S9、采集站通过有线网络接收控制指令后，采集站将控制指令转发至电源站，此时认为控制指令已被采集站接收；同时，采集站解析并执行控制指令；
所述方法还包括以下步骤：
T1、***控制仪器车通过无线通信向无线收发节点发送时间同步指令；
T2、无线收发节点将时间同步指令发送给电源链，且电源链中电源站接收时间同步指令的延时固定Δt＝N(Δt line+Δt device)，其中N为接收数据的电源站与收发节点之间的电源站数量，Δt line为有线网络的电缆传输的延迟固定，Δt device为指令接收、解析、转发可以保障各级站点内部转的延迟固定；
T3、电源站将同步指令中的时间t+Δt后，设置为本电源站的时间；
T4、电源链上的所有电源站的时钟同步后，再由电源站将时间同步指令发送给其下属的采集链上的采集站，采集站的时间为T+ΔT，ΔT＝n(Δt line+Δt device)，其中n为接收数据的采集站与电源站之间的采集站数量，Δt line为有线网络的电缆传输的延迟固定，Δt device为指令接收、解析、转发可以保障各级站点内部转的延迟固定。
2.如权利要求1所述的无线通信和有线网络混合的地震勘探***，其特征在于，多个所述采集站通过有线级联的方式组成采集链，每个所述电源站通过有线网络和多个所述采集链连接；所述采集链上的所述采集站之间距离相同；所述电源站与其下属的所述采集链上第一个所述采集站的距离与所述采集链上的所述采集站之间距离相同。
3.如权利要求1所述的无线通信和有线网络混合的地震勘探***，其特征在于，多个所述电源站通过有线级联的方式组成电源链，每个所述无线收发节点通过有线网络连接一条所述电源链；所述电源链上的所述电源站之间距离相同，所述收发节点与下属所述电源链上第一个所述电源站的距离与所述电源链上的所述电源站之间的距离相同。
4.如权利要求3所述的无线通信和有线网络混合的地震勘探***，其特征在于，所述电源链的两端均连接有所述无线收发节点。
5.如权利要求1所述的无线通信和有线网络混合的地震勘探***，其特征在于，所述无线收发节点包括GPS接收模块，用于同步所述无线收发节点；当所述GPS接收模块接收指令后，所述无线收发节点将时间同步指令发送给与其连接的所述电源站，每个所述电源站和所述采集站根据延时值进行补偿，以使所述勘探单元同步。
6.如权利要求1所述的无线通信和有线网络混合的地震勘探***，其特征在于，有线网络均为环形网络拓扑结构。
7.如权利要求1所述的无线通信和有线网络混合的地震勘探***，其特征在于，当电源站通过有线网络和多个采集链连接时，步骤S3包括以下步骤：
S31、电源站接收到数据回收指令后，并逐个发送至与其连接采集链上的采集站；
S32、数据回收指令经采集链的有线网络传输后发送至电源站；
S33、当执行S32步骤时，第一采集站将数据传送至电源站，且电源站以接收第一采集站的数据为数据帧的最后一帧；其中，第一采集站为采集链中直接与电源站连接的采集站；
S34、第一采集站后方的采集站将数据传输至第一采集站处；
S35、第一采集站将数据经有线网络传输至电源站；
S36、重复步骤S34-S35，直至接收采集链中全部采集站的数据。
8.如权利要求1所述的无线通信和有线网络混合的地震勘探***，其特征在于，电源站接收时间同步指令的延时固定中Δt device为固定值；采集站接收时间同步指令的延时固定中Δt device为固定值。
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