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本书全面阐述节点地震仪器的起源、原理、设计要点、测试方法与测试用例，并介绍目前已规模化应用的先进节点地震仪器的技术性能和特点。全书共6章，第1章简述地震仪器的发展历程、技术现状及面临的挑战，重点叙述节点地震仪器的起源与技术内涵、先进性、与其他仪器在研制和应用上的优劣势对比、现状与发展趋势、校准与溯源的需求；第2章介绍节点地震仪器常用技术及其作用，以及与节点地震仪器设计和应用相关的典型芯片；第3章阐述节点地震仪器的总体结构、各组成部件的原理及设计要点、系统软件的性能需求及其他辅助配件的基本功能需求；第4章阐述节点地震仪器各种性能指标的含义、测试原理与测试方法；第5章介绍目前常用的测试检验系统及使用方法；第6章全面介绍目前陆地及海洋规模化应用的先进节点地震仪器的性能特点，并对石油地球物理勘探行业标准进行解读。

第1章  概述	1
1.1  地震仪器简介	1
1.1.1  地震仪器的发展历程	1
1.1.2  地震仪器现状	3
1.1.3  目前地震仪器面临的挑战	7
1.2  节点地震仪器概述	8
1.2.1  节点地震仪器的起源	8
1.2.2  节点地震仪器的先进性	9
1.2.3  节点地震仪器与其他类型仪器应用的优劣势对比	10
1.2.4  节点地震仪器与其他类型仪器研制的优劣势对比	10
1.2.5  节点地震仪器的现状、技术需求与发展趋势	11
1.3  地震仪器校准与溯源的需求	12
参考文献	12
第2章  节点地震仪器技术基础	14
2.1  高精度地震数据采集及模数转换技术	14
2.1.1  信号调理与滤波	14
2.1.2  Σ-Δ型ADC	15
2.2  节点地震仪器常用通信技术	22
2.2.1  蓝牙	22
2.2.2  WiFi	27
2.2.3  ZigBee	31
2.2.4  LoRa	37
2.2.5  TransferJet	42
2.2.6  RFID	44
2.2.7  BDS/GNSS	50
2.2.8  千兆以太网	56
2.3  电池与充电管理（智能电源管理）	57
2.3.1  锂电池	57
2.3.2  锂离子电池的充电管理	60
2.3.3  常用电池无线充电技术	63
参考文献	67
第3章  节点地震仪器原理	69
3.1  节点地震仪器总体结构	69
3.1.1  节点地震仪器系统构成	69
3.1.2  节点地震仪器示例	72
3.1.3  节点地震仪器工作性能指标	73
3.2  节点单元	75
3.2.1  节点单元的功能	75
3.2.2  节点单元的分类	75
3.2.3  节点单元的基本构成	76
3.3  辅助质控单元	89
3.3.1  质控手簿单元	89
3.3.2  批量回收单元	89
3.4  充电、测试及数据下载单元	90
3.4.1  充电单元	91
3.4.2  数据下载及参数配置	92
3.4.3  测试单元	95
3.4.4  接口	97
3.4.5  指示灯/状态显示屏	98
3.4.6  大功率直流电源	98
3.4.7  机箱	99
3.5  数据处理硬件系统	99
3.5.1  服务器	100
3.5.2  存储阵列	102
3.5.3  交换机及光纤网络设备	104
3.5.4  智能服务器机柜及硬件连接	106
3.6  系统软件	107
3.6.1  手簿软件及质控分析软件	107
3.6.2  数据下载软件	108
3.6.3  数据合成软件	109
3.6.4  质控软件	117
3.7  其他辅助单元	118
3.7.1  节点单元自动布设装置	119
3.7.2  辅助耦合装置	121
3.7.3  多种质控回收装置	122
3.7.4  图形化综合管理平台	122
3.7.5  声学定位系统	124
3.7.6  智能方舱	124
3.7.7  维修测试工装	127
参考文献	128
第4章  性能指标测试原理与测试方法	130
4.1  测试原理	130
4.1.1  基本原理	130
4.1.2  节点地震仪器的特殊性	131
4.2  特性与基本功能	132
4.2.1  常规特性	133
4.2.2  软件特性	134
4.2.3  基本功能	135
4.3  工作参数及性能指标	136
4.3.1  采集参数	136
4.3.2  地震信号响应指标	136
4.3.3  检波器芯体性能指标	140
4.3.4  功能性指标	141
4.3.5  常规物理特性指标	143
4.4  测试方法	143
4.4.1  测试条件	143
4.4.2  常规特性测试	144
4.4.3  软件特性测试	144
4.4.4  基本功能测试	145
4.4.5  采集参数测试	146
4.4.6  地震信号响应指标测试	146
4.4.7  检波器芯体性能指标测试	148
4.4.8  功能性指标测试	149
4.4.9  常规物理特性指标测试	150
4.5  测试周期与要求	151
4.5.1  产品检验	151
4.5.2  生产应用测试	152
参考文献	153
第5章  常用测试检验系统及使用方法	154
5.1  DZYJ-1型数字地震仪校准装置系统	154
5.1.1  系统概述	154
5.1.2  系统的安装	155
5.1.3  系统的使用	157
5.2  VeRIF-i地震仪器测试处理套件	181
5.2.1  PSG-2高精度信号源	181
5.2.2  Testif-i测试数据分析软件	184
参考文献	202
第6章  典型主流节点地震仪器及相关标准	203
6.1  陆上典型主流节点地震仪器	203
6.1.1  INOVA公司产品Quantum、Hawk	204
6.1.2  Sercel公司产品WTU-508/WiNG	206
6.1.3  Magseis公司产品Zland	208
6.1.4  Geospace公司产品GSR、GSB、GCL	210
6.1.5  DTCC公司产品SmartSolo	213
6.1.6  GTI公司产品Nuseis	215
6.1.7  Stryde公司产品eNode	217
6.1.8  中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司产品eSeis	218
6.1.9  中国石油化工集团有限公司产品I-Nodal	220
6.1.10  北京锐星远畅科技有限公司产品HardVox	222
6.1.11  中科深源科技有限公司产品Allseis	223
6.1.12  中地装（重庆）地质仪器有限公司产品BLA、DZS、CDS、MOB	226
6.1.13  北京桔灯地球物理勘探股份有限公司产品Both	230
6.1.14  湖南奥成科技有限公司产品WLU-3C	231
6.1.15  其他陆上节点地震仪器研制厂家及其产品	233
6.2  海上典型主流节点地震仪器	234
6.2.1  Magseis公司产品MASS系列、Z系列	234
6.2.2  Geospace公司产品OBX	237
6.2.3  Sercel公司产品GPR	238
6.2.4  其他海上节点地震仪器产品	238
6.3  节点地震仪器相关标准解读	241
6.3.1  背景	241
6.3.2  主要工作过程	242
6.3.3  标准编写原则和主要内容	244
6.3.4  主要试验验证情况	245
6.3.5  预期达到的效果	247
6.3.6  与现行法律、法规、政策及相关标准的协调性	247
6.3.7  贯彻标准的要求和措施建议	247
参考文献	247

地震仪器作为油气地震勘探的核心设备，随着地球物理勘探（简称物探）开发进程及开发技术的不断进步及发展，陆上勘探要求向山地、城市等复杂地区扩展，海上勘探也逐步成为主流物探公司最重要的成长性业务。而为进一步提高勘探精度、解决隐蔽油气藏勘探，以及寻找在解决复杂地震问题、直接寻找油气方面的独到优势技术和手段，“两宽一高”（宽频、宽方位、高密度）等大道数精细勘探、多波多分量和三维VSP勘探发展非常迅速。这些新的勘探开发技术和方法都凸显了对物探装备技术新的需求。节点地震仪器拥有连续采集等独特的技术及应用方法，它在山地、城市、海上等复杂地区作业的适应性和高效、低成本等方面具有独到的优势，为低成本的高精度勘探、无缝勘探提供了新的希望。节点地震仪器具有广阔的应用前景，或将成为未来勘探市场的主角！ 
地震仪器作为物探开发最为关键的测量和记录设备，其性能指标又直接影响采集地震数据的质量进而决定地质成像的质量和精度，对其进行全面的质量控制和评价是最基本的要求。与物探开发的大型地震数据采集记录系统（如有线地震仪器、无线地震仪器）相比，节点地震仪器的功能及其应用方法的特殊性（其关键技术单一），大大降低了节点地震仪器的开发或准入门槛，导致目前节点地震仪器种类繁多、功能不一、性能指标参差不齐，缺乏量值溯源的有效方法，这不仅影响了地震仪器的市场秩序，而且单一的低成本追求、非专业的产品设计严重影响了地震数据采集和勘探质量，进而耽误物探开发的进程。如何设计制造出既能满足物探的数据采集需求，又能降低产品的制造和应用成本，并且满足现代物探开发及其发展的设备质量控制要求及计量方面的溯源要求的节点地震仪器，已成为物探开发装备技术人员的重要课题。另外，如何正确、有效评价地震仪器的技术性能水平更已成为业内迫切需要解决的技术问题之一。特别是对各种地震数据采集部件的地震数据响应指标进行校准，确保采集地震数据的一致性；解决不同地震仪器采集地震数据的一致性、通用性问题而实现不同仪器采集的地震数据相互兼容，实现地震数据的互换互认；开展地震勘探设备量值溯源方法研究，开发地震仪器量值溯源与校准装置，并对地震仪器进行量值溯源和参数校准，已越来越引起行业的重视。
本书由杨茂君、夏颖、甘志强、岩巍、易碧金共同编写，从物探开发的设备需求出发，详细阐述了节点地震仪器的起源、原理、设计要点、测试方法与测试用例，并介绍目前已规模化应用的先进节点地震仪器的技术性能和特点。本书可作为物探开发领域中从事地震数据采集装备的研究、开发、制造及应用的技术人员的参考资料，也可作为物探开发技术人员的基础培训教材。
本书的出版得到了中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司的大力支持，在此深表感谢。同时，对本书参考文献中被引用相关资料的所有作者深表谢意。限于水平，书中难免有错误与不妥之处，恳请读者批评指正。

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节点地震仪器原理与测试