MC9S08GT60单片机+Zigbee物探无线数据采集系统的研制(3)
本文的研究主要的工作包括以下几个方面：
(1)对课题的研究背景及国内外的发展状况进行的了解，在此基础上确定了课题的研究方向和目标；(2)研究地震波传播的相关理论；(3)设计系统的硬件实现方案，包括信号调理电路、电源管理电路、模数转换电路、数据存储电路、芯片组控制电路以及无线射频电路；(4)编写系统软件
2 地震勘探基础理论概论
地震勘探就是利用地震波的能量来勘探地球表面以下的信息，通常是作为寻找有经济价值的石油、天然气或矿物的沉积物的一种手段，也可以作为工程、考古和科学研究等方面的手段。在勘探地震学上，地震方法一般是在或接近地球的表面，用来测量和探测地表的弹性特征变量，这些变量可以反映出地表的岩性或空隙流体的地震特性的变化。
2.1 地震仪器勘探原理
地震勘探仪器的任务，是在地表激发地震波并把返回地表的地震波接收和记录下来。从这个意义上讲，地震勘探仪器包括震源、检波器和地震数据获取系统三大部分。其中，震源激发地震波，检波器接收地震波并把它转换成电信号，地震数据获取系统对地震电信号进行放大滤波再把它记录下来成为野外地震记录。完成把地震波转换成电信号是传感器。在地震勘探中，传感器大多是成组使用的，即使每一个传感器的输出信号都单独地数字化，而其数据也是成组处理的，其目的是消除噪声，检出地震波的反射信号。因此把传感器组或传感器阵列称为检波器[4]。
2.2 地震勘探对地震数据获取系统的基本要求
地震仪器把返回地表的地震波记录下来，为勘探工作者提供推断地下地质情况的依据，为了保证勘探工作者能够准确、细致地推断地下的地质情况，就要求地震仪器尽可能真实地把地震波的各种特性如实记录下来，既不丢失有用信息也不增加任何不需要的成份，这就是衡量一个地震仪器性能的好坏的标准，也是设计和制造地震仪器的基本要求。
2.2.1 地震波的形成
如果把某工区地层看成是一个系统，把震源激发产生的激发波形看成这个系统的输入信号，那么达到地面的地震波就是这个系统的输出。对同一地层来说，如果震源和激发条件不同，它所产生的激发波波形也不同，那么到达地面的地震波波形也就不同;另一方面，在两个工区即使震源和激发条件完全相同，但由于地下地质情况不同，到达地面的地震波波形也不会相同。我们把震源及其激发条件对激发波波形的影响称为“震源效应”，把地震波在底层中传播时受到的各种影响称为“地层效应”，到达地面的地震波波形便可认为是“震源效应”和“地层效应”共同作用的结果。影响地震波振幅、频率特征的“地层效应”主要有以下三种。
（1）波前扩散
所谓波前扩散是指地震波从震源向四面八方传播，其散布的面积即波前的面积随传播距离的增加而增大的现象。因此，即使总能量没有变化，单位面积上的能量也会越来越小，从而使地震波的振幅也越来越小，振幅与其传播距离成反比。
（2）吸收效应
地震波在介质中传播时，其总能量实际上并不是没有变化的，而是部分地逐渐被介质吸收。目前对其被吸收的原因看法虽然不一，但一般认为，在均匀介质中吸收效应使地震波的振幅呈指数衰减。
设地震波的频率为f，速度为v，起始振幅为A0，经过时间t传播d距离后，由于吸收效应，振幅将变成： （2.2.1）
式2.2.1中β为吸收衰减系数。
吸收衰减为： (2.2.2)