2020年4月 物 探 装 备 第30卷 第2期 ·学苑与信箱·
功能介绍及注意事项
陈增义*1 李永帅1 王 勇1 孙剑飞1 张 伟2
（东方地球物理公司海洋物探分公司:1.仪器设备服务中心，天津大港 300280；2.物探方法研究所）
陈增义，李永帅，王勇，孙剑飞，张伟.Z100节点采集系统主要辅助软件功能介绍及注意事项.物探装备,2020,30(2):138-140 摘要 近年来，随着勘探技术的发展，地震勘探正在从传统的有线仪器（以Sercel 400系列为代表）向新型的无线采集仪器（以Fairfield 公司节点仪器产品为代表）过渡。经过多年的野外勘探应用,Sercel400系列仪器的使用和维护已经积累大量的经验和操作技巧，而新型的节点仪器在这方面比较欠缺。本文作者以Fairfield 公司Z100节点仪器系统为代表，介绍了实际生产中接触到的软件和功能，并对遇到的问题进行总结，给大家提供参考，使大家对其Z100有初步的了解。
关键词 Z100 节点系统 辅助软件 软件模块 注意事项
Chen Zengyi ,Li Y ongshuai ,Wang Yong ,Sun Jianfei , and Zhang Wei .Introduction of main auxiliary software function of Z100 node acquisition system .EGP ,2020,30(2):138-140
Abstract In recent years , with the development of exploration technology , seismic exploration is transitioning from traditional wired instruments (represented by the Sercel 400 series) to emerging wireless acquisition instruments (represented by Fairfie ld's node products). After many years of field exploration applications , the use and maintenance of the Sercel 400 series instruments has accumulated a lot of experience and operation skills , and the emerging node instruments are lacking in this aspect . The author of this article takes the Fairfield Z100 node as the representative and introduces the actual production contact , summarizes the problems encountered , which provides you with reference , so that everyone has a whole understanding of Z100. Key words Z100,node system ,auxiliary software ,software ,precautions
0 引言
Z100节点系统是Fairfield 公司针对低于300 m 水深的海底地震勘探研发的一种新型无线节点采集设备。在2 ms 采样率下，可连续不间断地采集30天的地震数据。数据采集期间，每十分钟生成一个Acquisition log ，来记录节点采集站在水底的位置变化及其它环境参数等信息。其内部存储空间达64 GB ，实行滚动记录模式，直到64 GB 空间储存满，才会删除其中时间最先存储的数据，有效保证了数据的可重复下载性。精准CASC 授时，时钟矫正误差理论门槛值是20 ns 。而实际生产中，矫正后的时钟误差一般都是0 ns 、±1 ns [1]。胃蝇
Fairfield 公司针对Z 系列节点，开发出多款辅助软件模块，来对节点进行时钟授时，对节点进行参数测试，对节点状态实行间接监控，对节点数据进行严格质控[2]。
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* 陈增义，1983年出生，工程师。西安石油大学地球科学与工程学院05级勘查与技术工程专业本科毕业。现任东方地球物理公司海洋物探分公司仪器工程师。研究方向：智能仪器及仪表。
1 辅助软件简介
1.1 Harvest Management Console 授时和日检测试
Harvest Management Console 软件作为Z100节点系统的主要用户操作界面，主要功能有：①工区管理：包括工区创建、排列管理和SBS 文件导入。②节点采集站管理：包括节点采集站下载架管理、节点采集站充电和测试以及固件升级。③数据控制管理：数据测试结果输出和数据质量控制，如图1所示。
图1 Harvest Management Console 主要功能图示
Harvest Management Console
工区管理
工区创建 排列管理 SBS 导入 节点管理 下载架管理
节点充电和测试 固件升级 数据控制 测试结果输出车辆定位
质量控制
第30卷 第2期 陈增义 等：Z100节点采集系统主要辅助软件功能介绍及注意事项 139
1.2 Media Output Console 地震数据拷贝
Media Output 软件模块类似于Sercel 400系列仪器的磁带输出功能，主要是对下载到NAS 中的以GUID 规则命名的地震数据。因为GUID 命名的规则具有唯一性，也具有不可读性，不能直观地从中快速到相应检波点的地震数据，因而需要通过地震数据拷贝软件对NAS 中地震数据进行读写，按照线号桩号的规则进行输出。
Media Output 主要提供三种输出格式的地震数据：Receiver Gather （道集）、Continuous （节点内所有记录）和SEGD 格式 ，如图2所示。输出介质有外接硬盘、磁带[3]。
图2 Media Output 软件
1.3 Z System Utilities 多功能窗口
Z System Utilities 软件模块是改进比较大的模块。经过上个项目的应用和反馈，Fairfield 对此软件做了较大的改进。
此软件模块主要是输出各种和节点采集站地震数据相关的辅助数据：日检测试历史数据、采集报告和其功能，如图3所示。
图3 ZSystem Utilities 主要功能
1.4 Seismic Visualization 数据检查窗口
Seismic Visualization Console 软件模块和Media Output 软件模块联系紧密。它是在地震数据按照Receiver Gather （道集）格式输出后，对存储在盘阵里面的切分后的道集数据进行检查，确保切分是有效的，如图4所示。
图4 切分后的道集数据
1.5 GIS Map 检波点地图
GIS Map 模块是以美国环境系统研究所（ESR I ）开发的强大的地理信息系统软件为蓝本，对其进行修饰和改进，植入节点系统的Harvest Managemen
t Console 模块中。内置的GIS Map 具有以下功能：通过导入检波点的状态自动改变颜。检波点一共有三种状态：未放、已放、已收。当在节点系统对节点采集站进行操作的时候，GIS 会相应地改变其对应状态。图中下侧边框中是准备放置的检波点，左侧边框中是已经放置节点的检波点，上侧边框中是节点已经回收的检波点，如图5所示[3]。
2 辅助软件应用注意事项
2.1 Harvest Management Console 节点管理窗口
实际生产中，Harvest Management Console 软件模块，是和节点采集站有关的最直接的操作界面。节点采集站的日常测试、充电和时钟校正以及数据下载，都要在这个模块界面下完成。因此要注意以下问题。
图5 GIS Map 显示的检波点的实时动态
（1）创建工区完成后，应对创建过程中设置的参数进行检查，比如采样长度、采样率、滤波类型等等；
（2）节点采集站接上之后，有时候会因为连接不好出现“error ”等提示，这个时候需要对节点采集站进行reset 等操作，以使节点恢复到正常连接状态；
（3）节点采集站测试通过后，如果CSAC 原子钟被锁定（Disciplined 状态），达到可以启动（RTS Ready
Receiver Gather
以线号桩号方式命名文件每个桩号有若干个有效地震记
录
SEGD 以SEGD2.01版本写地震数据
Continuous 从节点Deployment time 开始到节点停止期间所有的地震
数据
Media Output Console
ZSystem Utilities吸油烟机止回阀
Instrument Test
苯胺的制备
Report 存储所有仪器测试的历史记录
Acquisition
节点启动之后到停止采集期间所有的记录，每10分钟生成一条。包含：电池电量、方位角、倾度角
节点已放
节点未放
节点已收
速冻隧道
140 物探装备2020年
to Start）状态，从原子钟锁定到RTS，有一个15 min 的间隔。如果节点采集站出现CSAC时钟Heaterpower 超标，此节点将无法启动；
（4）节点采集站数据下载过程中，需要注意节点数据下载的完整性，确保节点数据都是100 %下载。如果出现节点采集站数据无法下载或者通讯故障等情况，需要手动更换下载线或者对节点进行软件重启等操作，以使节点采集站能达到正常下载的目的；
（5）数据下载过程中，切不可对节点采集站进行硬件重启：比如说节点CSAC重启，或者下载架子（CHM）断电，这会造成节点内部CSAC原子钟漂移过大，进而影响数据准确性。
2.2 Media Output Console 数据输出窗口
Media Output 软件模块作为地震数据输出最重要的模块。本项目中，按照规定，主要提供每个节点采集站所有的采集数据（*.fcnt格式，Continuous模式），此外还要提供利用SBS文件切分后的8 s记录的地震数据（*.rg16格式，shot sliced模式）。
（1）数据写完后，对数据完整性进行检查。如果出现报错，需要对报错的桩号的数据进行重写一遍；
（2）shot sliced模式下，需要对切分的数据进行检查，如图6所示。确保切分结果有数据。
图6 SBS切分后输出的shot sliced道集数据
2.3 ZSystem Utilities 多功能窗口
ZSystem Utilities软件模块主要功能是数据输出和存储，Fairfield更新到最新的2.1.0.5版本，可以实现多个节点数据的一次性存储而不是之前每次只能存一个节点数据。这一巨大改进，带来了事半功倍的效果。需要注意的是节点采集站的地震数据和文本数据在下载过程中都是按照进度来进行的，只有等到全部地震数据下载完成，相应的文本数据才会下载完成，本项目主要采用了以下功能[3]。
（1）输出原子钟记录文件：包括节点号、线号和桩号、时间、温度、湿度以及原子钟的Heat Power值变化；
（2）输出节点采集站的点位文件：包括节点号、线号和桩号、时间、温度、湿度以及倾度（pitch）、方位角（Azimuth）和滚动（roll）；
（3）输出电池记录文件：包括节点号、线号和桩号、时间、温度、湿度以及三个电池在野外采集过程中电量百分比变化、电池包温度变化、电压变化和平均电流变化；
（4）输出节点采集站统计文件：包括节点采集站数据记录起止时间、采集天数、电量起止百分比、电池功耗、起止湿度值。
2.4 Seismic Visualization数据检查窗口
在Harvest Management Console模块导入SBS文件后，地震数据经过Media Output输出，Seismic Vi sualization 模块可以对切分后输出的数据进行检查。
节点数据是以节点采集站为基本单位：在一个节点采集站中，查看和其相关的排列的炮。因为本项目中，有两种类型的，虽然每杆压都是2000PSI，但是一个是24杆的组合，一个是10杆的组合。所以，其单炮能量有强有弱，因而需要反复调节AGC 窗口的值，直到可以看到每炮的初至为止。
此外，节点仪器采用的GPS时间基准是1980年
1月6日0点与世界协调时刻相一致，以后按原子时秒长累积计时，而生成SBS的导航系统则是采用1970年1月1日零时的Epoch时间。随着时间累积和闰秒问题，二者之间有一定的累积误差，至今已有
18 s的差别。有时候，数据切分出来无结果，就是因为没有把闰秒累积的误差考虑进来，这一点尤其值得注意[3]。
3 结束语
科技以人为本，以上是Fairfield公司开发并在项目生产中投入使用的主要辅助软件，无疑这给我们工作创造了很大的方便。随着无线节点采集站越来越广地投入使用，经验和问题的积累会越来越多。从客户反馈到Fairfield公司，Fairfield公司再对软件进行改进和升级并开发出相应的新的软件，肯定会有更多的辅助性软件开发出来，使野外勘探仪器这一块变得更加智能，更加轻松，也更加灵活。
参考文献
[1] Fairfield公司.TA-Z100 Clock Calibration手册[Z].2016.
[2] Fairfield公司.Z100-Spec-Sheets手册[Z].2016.
[3] Fairfield公司.Z100节点手册[Z].Fairfield公司.2015.
收稿日期
:2018-12-06
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