基于逆系统设计的海洋地震勘探数据模拟系统

发布时间：2021-06-06 08:41

　　针对海洋地震勘探拖缆数据获取系统设计了一套数据模拟系统,用于模拟数据获取系统中拖缆的数据行为,可实现对拖缆数据获取系统的测试。为了充分验证和测试拖缆数据获取系统中的错误处理、数据压缩与解压缩、数据实时过滤等预处理手段,并测试数据获取系统的吞吐率,需要设计一款数据模拟系统来完成这些工作。数据模拟系统在设计中采用逆系统的设计思路,模拟过程中使用真实采集数据文件或软件用于模拟数据源。数据源的数据通过基于FPGA的高速数字通信接口、实时数据拆分和分发等技术手段,实现了拖缆系统的高速数据流的模拟。该数据流在数据空间时间特征、数据发送方式和数据率水平等方面均具备真实的地震拖缆采集数据特征,所以设计的模拟系统可以满足海洋地震勘探拖缆的高速的数据模拟工作,类似的数据模拟技术可以方便地推广到高能物理等领域的大型实验数据获取系统的设计验证中。 

【文章来源】：电子测量技术. 2020,43(09)

【文章页数】：7 页

【图文】：

海洋地震勘探DAQ系统结构[2]

拖缆数据获取系统的框架结构如图2所示,该数据获取系统通过多级合并节点将来自各个通道的采样数据根据其时间和空间信息按照协议规则合并后存入工作站内。从数据流的角度来看,针对这样的数据获取系统设计的数据模拟系统,如图3所示,其数据流的流向和处理方式可以等效为数据获取系统中数据流处理的逆向过程,在数据获取过程中的各级数据合并过程对应于数据模拟系统中的各级数据帧拆分过程,在数据合并中发生的各个数据点按照其时间和空间属性进行重新组帧(耦合)的计算对应于在数据拆分过程中按照数据帧的时间和空间属性拆分为若干数据帧(解耦)的计算。因此不同于以往的直接模拟底层数据采集节点产生的数据的方案,在论文中根据这样的逆系统的概念来设计数据模拟系统,将工作站存储或软件模拟产生的数据源按照数据获取系统的数据流向进行反向拆分,使用在数据获取系统合并节点的对应位置的多级数据拆分节点完成对于模拟数据流的数据解耦和分发,从而实现不同层次的数据行为模拟。图3 模拟系统方案

图2 拖缆数据获取系统框架按照这种方式设计的数据模拟系统,只要在数据源产生具有一定时空关联的原始数据,拆分后的数据仍然会保持数据源中的时间和空间相关性,可以天然地解决之前的数据模拟系统在数据模拟过程中的缺点。但这个过程中也同时会面临如下问题:

【参考文献】：
期刊论文
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[8]基于PCIE接口的高速数据传输系统设计[J]. 张彪,宋红军,刘霖,胡骁,李洋.  电子测量技术. 2015(10)
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博士论文
[1]海洋地震勘探长缆系统关键技术研究[D]. 吕文贵.中国科学技术大学 2015

硕士论文
[1]深海地震长缆水下低功耗模块化数据传输系统设计[D]. 唐成.中国科学技术大学 2019
[2]大规模数据获取系统下的数据汇聚关键技术研究[D]. 吴辰晨.中国科学技术大学 2019



本文编号：3214023