论文部分内容阅读
海洋是个巨大的资源宝库,也是世界上最大的地学实验室。开发和利用海洋资源对发展经济,提高国家综合实力,维护国家主权和权益,具有重要而深远的战略意义。有鉴于此,世界上多数国家,包括我国对海底科学研究和资源开发利用均表现出浓厚的兴趣。地球物理方法是探测研究海底的必不可少的手段之一,其中海洋电磁法是研究海洋特别是海底的重要手段之一。
国内外进行了多次大范围的海底电磁测量实验,海洋电磁研究在发展,但是总体上工作量不是很大,都处于试验研究阶段,主要的目标集中在海底隆起或洋中脊,以及海洋学研究,实际找矿和工程应用的还不多,设计研制的仪器设备也各造一套,仍在改进之中。国内起步较晚,无论是仪器研究与海洋实验水平都比较落后,水平较好的是海洋MT仪器,无论是分辨率、稳定性还是在水下承压、防腐技术等方面,都达到了相当高的水平。但是,当前国内仪器采用PC104作为处理器,主要不足是系统功耗偏大,在电池电量一定的情况下,整个采集系统续航能力较差,且体积较大,数据存储器容量较小,不利于水下长期连续作业。
本论文介绍了海底电磁法(包括天然场源和人工可控源电磁法)的基本原理和数据采集技术,介绍了天然场源的产生机制,以及海洋电磁法实施现场数据采集的整个过程,指出了仪器测量参数。同时介绍了许多新技术在现代电磁法仪器中的应用,如:功耗低,速度快的ARM7处理器芯片、24位∑-△型A/D转换器、GPS对时技术以及虚拟仪器技术等等。
本论文对海洋可控源电磁法、海洋大地电磁法(MT)以及陆地伪随机电磁法采集系统的组成和工作原理进行了分析,指出了各系统的技术指标和功能要求。同时,将三个系统的接收机进行对比,找出其中的兼容性,设计了可同时用于三种系统的接收机设计方案,还分析了陆地伪随机电磁法向海洋移植的可行性。
针对应用于地球物理仪器的ARM系统开发平台(王华平.ARM系统在地球物理仪器中的应用基础研究.中国地质大学硕士学位论文,2007)的特点,采用在已有开发平台基础上扩展24位A/D采集卡的方法,实现上述接收机设计方案,很大程度上节省了开发周期,降低了接收机系统功耗,减小了体积。并对应用于地球物理仪器的ARM开发平台进行了介绍,介绍了采集卡设计方案。
本论文按照接收机方案设计,实现了硬件部分的开发和底层驱动开发,应用软件开发只实现了部分功能,对已完成的电路设计和软件设计进行了功能测试。
最后总结了现有成果和不足,对下一步工作提出了建议。