对地震流动台网组网的初步研究

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2024年5月5日发(作者：)

第２２卷

２００８年　

第４期　

１２月　

内　陆地震　

ＩＮ［　ＡＮＤ　ＥＡＲＴＨＱＵＡＫＥ　

中图分类号ｉＰ３１５．６　

Ｖｏ１．２２　Ｎｏ．４　

Ｄｅｃ。　２００８　

文章编号：１００１－８９５６（２００８）０４－０３３２－０７　文献标识码：Ａ　

对地震流动台网组网的初步研究　

袁顺，李晓东，王宝柱　

（新疆维吾尔自　冶区地震局，新疆乌鲁小齐８３００１１）　

摘要：较为详细地阐述了地震流动台网在不同地理环境及通信条件下的快速组网方式，利用目前的　

各种通信方式根据不同的通信条件组建与其栩适应的网络。通过这些通信方式的组合交叉使用来　

克服通信中遇到的困难，很大程度上保证了数据的实时传输。同时，对流动台网中心的组网也做了　

阐述，包括数据的接收、转发、分析以及对数据的处理和备份。　

关键词：地震流动单台；数据传输；网络组建　

随着地震事业的不断向前发展，地震监测的手段和方法越来越丰富多样，其中，利用地震　

流动台网监测地震是不可缺少的重要方法。地震流动台网可以进行数据的实时记录与传输，　

在特定的区域和特定的时间段强化地震观测，以提高地震监测能力和速报能力。在进行这些　

工作时，流动台网的数据传输成为至关重要的一环，特别是对地震现场进行的监测，数据传输　

的连续性及稳定性直接关系数据的收集、处理、震情的判断。因此，组建一个适应性强、性能稳　

定的数据传输网络显得尤为重要。目前，各种通信方式都较为发达，通信设备多种多样，选择　

适合的通信方式进行网络的组建显得尤为重要。以下介绍几种在不同的地理环境和通信条件　

下组建相适应的传输网络方式。　

１平原地区的组网方式　

流动台网要具备机动性强、响应快并且受外界通讯条件限制少的特点。在平原地区利用　

超短波和扩频微波的通信方式成为组网的首选方式。　

超短波通讯是一种无线短波通信方式，由发射端和接收端组成。发射端由发射机通过天　

线向接收端发射无线信号，其Ｔ作频率一般在２００—４００　ＭＨｚ之间（使用频段需向无线电管理　

委员会申请），数据采集器串ＶＩ连接超短波发射机数据输入串口，发射机通过发射天线发送数　

据，接收机放置在台网中心，通过天线接收发射机发来的无线信号，完成数据的传输…。　

扩频微波是一种基于数字微波电台的通信方式，由主端和从端组成，配备有反射板将无线　

信号较为集中的发射与接收，其工作频率一般在２～６　ＧＨｚ之间，工作模式为全双工，主端和从　

端可互换。使用扩频微波时将数据采集器的网络口直接连接扩频微波网络接口进行数据的传　

输　］。这两种通信方式均可以自成网络，无需运营商提供服务，适用于在地势较为开阔、平坦　

收稿日期：侄者简介２００８－０４－０７；修回日期：２００８－０５－０６．　

：袁顺，男，２０‘０３年毕业于新疆大学计算机系计算机科学与应用专业，现为新疆维吾尔自治区地震局监测中心　

助理工程师，从事地震监测工作．　

４期　袁顺等：对地震流动台网组网的初步研究　３３３　

的地区进行流动台网的数据传输。流动台网中心可设立在通讯条件较好的地区并根据现场条　

件使用多种传输方式将数据实时转发至测震台网部，组网方式如图１所示。在图ｌ中流动台　

网中心与测震台网部之间的通信方　

式中的ＳＤＨ为英文Ｓｙｎｃｈｍｎ０　ｓ　【塑鱼堕　

Ｄｉｇ

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ｌ　Ｈ

ｉｅ

．

超短波　

传输体制，在冀这　里凳为　我们常说的专线；　譬　萋晤面　—薹兰　　三　＝　

传

输

体

制

，　

ＣＤＭＡ为英文Ｃｏｄｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　；扩频微波／／　

２非平原地区的组网方式　

并不是所有观测场地都满足超短波或扩频微波通信方式的要求，多山或多建筑物地区往　

往会对超短波或扩频微波传输信道形成遮挡，造成信道中断或大大减小信道信号强度。对于　

这种情况如果没有其他数据传输手段，根据现场环境依然可以选择使用超短波的传输方式，但　

是要使用超短波中继的方式进行数据传输。所谓超短波中继就是选择一个可以同时通视台站　

和流动台网中心的位置作为中继站（中继站也可以作为一个流动子台，安装架设一套流动测　

震设备），台站可以将信号通过超短波传输方式传输至中继站，中继站接收到各台站的数据后　

通过复接设备或串口服务器将所接收数据合并，通过中继站与流动台网中心之间的信道将所　

有数据转发至流动台网中心。传输链路图如图２所示。　

扩频微波也可用于中继方式传输，通过扩频微波进行数据的接收与转发。其原理与超短　

波的数据中继原理完全相同，只是超短波进行数据中继使用的是串口进行数据的接收与汇集，　

而扩频微波则是使用的网口。在中继站要使用到交换机或集线器进行数据的汇集，要注意最　

好选择使用ｌ２　Ｖ直流电的产品，这样可以简化供电系统，减少损耗。扩频微波中继传输链路　

示意图如图３所示。　

３　利用ＣＤＭＡ、ＧＰＲＳ、ＡＤＳＬ的组网方式　

目前无线通信网络较为发达，大部分地区都覆盖有ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ）　

３３４　内陆地震　２２卷　

或ＧＰＲＳ（Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｐａｃｋｅｔ　Ｒａｄｉｏ　Ｓｅｒｖｉｃｅ）无线网络，即便在地震灾区，地震发生后无线通信信道　

被破坏的情况下，也很快会有无线通信应急车恢复灾区的无线通信，因此，在超短波和扩频微　

波传输方式无法完成数据传输的地区，可以选择使用ＣＤＭＡ或ＧＰＲＳ无线网络进行组网。使　

用专业的无线网络数据传输设备或通用设备（如无线路由器等）进行通信链路的构建，利用数据　

采集器本身具有的数据主动传输功能通过无线通信信道进行数据的传输，或者使用专业的无线　

网络数据传输设备将数据发送至有公网ＩＰ地址的服务器。　

太阳能板　＋ｍ纰按垂ｌＩ聪　

”　

电瓶囱　

电瓶口　

旦　ｌ　ｒ＿＿ｊ　ｌ　一　

数据采集器发射机／扩频微波ｉ接收机／复接设备／　发射机／　

接收机　频微波　

扩频微波串口服务器扩频微波　

图２超短波中继传输链路示意图　

Ｆｉｇ．２　Ｔｈｅ　ｒｅｌａｙ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｌｉｎｋ　ｓｋｅｔｃｈ　ｏｆ　ｕｌｔｒａｓｈｏｒｔ　ｗａｖｅ　

李　７丁　丁，１Ａｐ太阳　制器　日ＨＥ任　丽　

电瓶　

＿　

地震计　

｛＼数ｌｌ　晖　

据采集器　Ｉ　

频微　

交换机　

数据采集器　

图３扩频微波中继传输链路示意图　

Ｆｉｇ．３　Ｔｈｅ　ｒｅｌａｙ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｌｉｎｋ　ｓｋｅｔｃｈ　ｏｆ　ｓｐｒｅａｄ　ｓｐｅｃｔｒｕｍ　ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　

一

般较为普遍使用的通用设备有ＣＤＭＡ和ＧＰＲＳ无线路由器，通过无线网络构建数据传　

输通道，数据采集器通过网线连接此类设备，将此类设备的内置ＩＰ地址设置成为数据采集器　

的网关，利用数据采集器本身具有数据实时发送功能，通过无线通信设备建立的数据通道将数　

据实时发送至具有公网ＩＰ地址的数据接收服务器。　

４期　袁顺等：对地震流动台网组网的初步研究　３３５　

专业的设备如广东省地震局生产的ＩＰＤａｔａＴｅｒｍｉｎａｌ数据传输设备是一种加入了程序的无　

线路由设备，与数据采集器通过串口相连，实时接收数据采集器串口发送的数据。该设备通过　

设置发送至服务器ＩＰ地址将接收到的数据采集器的串口数据转换成网络数据直接发送至数　

据接收服务器。　

使用ＣＤＭＡ／ＧＰＲＳ进行组网的特点是组网迅速，数据直接传输至流动台网中心或台网部　

进行数据的分析、存储。该传输方式的组网如图４所示。需要注意的是在使用ＧＰＲＳ进行数　

据传输时该无线网络会时常出现假上线情况，即该网络会不定期使ＧＰＲＳ无线通信设备掉线，　

而无线通信设备仍认为在线，不会进行重新拨号，使得数据无法传输。如果是这样，则需要重　

新启动无线通信设备来完成对无线网络的登陆。该现象并非无线通信设备问题，属于ＧＰＲＳ　

无线网络本身设置问题。　

图４无线网络的数据传输方式　

Ｆｉｇ．４　Ｔｈｅ　ｄａｔａ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｍｏｄｅ　ｏｆ　ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｎｅｔｗｏｒｋ　

在某些具有有线通信网络的地方可以使用有线ＡＤＳＬ直接进行数据传输，用路由器去连　

接ＡＤＳＬ　Ｍｏｄｅｍ，由路由器进行宽带拨号，建立通信链路　。数据采集器通过自身的网络口与　

路由器的交换口相连，将数据采集器的网关设置为路由器的ＩＰ地址，数据采集器利用本身的　

数据实时发送功能将数据发送至测震台网部或应急流动台网中心。该传输方式的组网如图５　

所示。　

图５有线ＡＤＳＬ数据传输方式　

Ｆｉｇ．５　Ｔｈｅ　ｄａｔａ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｍｏｄｅ　ｏｆ　ｗｉｒｅｄ　ＡＤＳＬ　

３３６　内陆地震　２２卷　

在大多数情况下，以上传输方式是混合使用的，可以将数据先通过超短波或扩频微波传输　

至有ＣＤＭＡ／ＧＰＲＳ／ＡＤＳＬ网络的地方，然后通过ＣＤＭＡ／ＧＰＲＳ／ＡＤＳＬ传输设备或有线网络将　

数据传输至流动台网中心或台网部。同时利用多种传输方式进行数据的传输很大程度上突破　

了自然条件和通信条件的限制，提高了流动台网布局的合理性，有利于产　高质量的数据。　

卫星传输数据耗资巨大，机动能力差，不适于流动台网单台的数据传输，在这里不作阐述。　

以上所阐述的利用几种数据通信手段进行组网的方式各有利弊：　

（１）利用超短波和扩频微波的组网方式，优点是组网迅速，能够自成网络，无需运营商提　

供服务，传输信道稳定；缺点是该组网方式的通信信道不能有遮挡，特别是扩频微波，由于其波　

长极短，衍射能力非常差，略微的遮挡都会使通信质量大受影响甚至造成通信信道中断。在使　

用超短波／扩频微波中继的方式虽然克服了通信信道受阻的困难，但是由于中继的组网方式额　

外增加了设备，同时也增大了耗资和数据中断的几率（由于设备问题造成数据中断）。　

（２）利用ＣＤＭＡ／ｃＰＲＳ／ＡＤｓＬ的组网方式，优点是利用现成的网络通信条件进行组网，安　

装架设方便、快捷，同时还能够将数据实时传输至具有公网ＩＰ地址的服务器（如省台网部或国　

家台网中心数据服务器），并不局限只将数据传输至流动台网中心；缺点是ＣＤＭＡ／ＧＰＲＳ的数　

据通信方式所依托的无线网络信号受天气的影响很大，雨、雪、大雾、阴天等天气都会对无线网　

络信号强度造成不同程度的衰减，因此，在无线网络信号不是很强的地区使用该传输方式进行　

组网，通信信道会时常产生中断。ＧＰＲＳ网络本身还存在缺陷，会时常使得无线通信设备出现　

假上线情况，造成通信信道的中断。ＡＤＳＬ传输方式较为稳定，但往往野外观测的区域并不具　

备此类观测的通信条件。　

４流动台网中心的组网　

流动台网中心作为流动台网各子台的数据汇集中心，要求其能够接收各类传输方式传输　

来的数据，同时在有条件的情况下，可以将所接收到的数据实时传输至测震台网部，同时能够　

接收测震台网部的数据。　

对于超短波传输来的数据，流动台网中心将接收到的各台的超短波数据通过串口服务器　

进行汇集，将串口数据通过串口服务器转换成为网络数据进入流动台网的数据接收服务器。　

扩频微波传输的数据直接进人数据接收服务器。对于通过ＣＤＭＡ／ＧＰＲＳ及有线ＡＤＳＬ传输的　

数据，可以通过给数据接收服务器加公网ＩＰ地址的方法来接收各子台传输的数据。　

如果流动台网中心数据接收服务器不具备公网ＩＰ地址，使用广域网ＣＤＭＡ／ＧＰＲＳ及有线　

ＡＤＳＬ进行数据传输的台站，可以将数据先传输至区域台网部具有公网ＩＰ地址的数据接收服　

务器上，流动台网中心再通过宽带或卫星等通信手段再从台网部数据接收服务器中将数据取　

回。根据现场通信条件，流动台网中心可以用多种传输方式利用软件将数据实时转发给区域　

台网部或国家测震台网中心。流动台网中心网络连接示意图如图６所示。　

５　结语　

以上就是我们对流动台网的组网方式的一些见解。我们对流动台网的要求是数据的实时　

４期　袁顺等：对地震流动台网组网的初步研究　３３７　

流动应急指挥中心　区域台网部　国家测震台网中心　

图６流动台网中心网络连接示意图　

Ｆｉｇ．６　Ｔｈｅ　Ｉｌｅｔｗｏｒｋ　ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　ｓｋｅｔｃｈ　ｏｆ　ｍｏｂｉｌｅ　ｓｅｉｓｍｉｃ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｃｅｎｔｅｒ　

性及数据的高质量，所列举的各类通信方式均为目前较为成熟的通信设备和通信手段，通过这　

些传输方式进行网络组建可以满足大部分流动台网的实时观测。但是有些通信方式如中继的　

通信方式，用到的设备较多，数据传输的中断几率也会随之增大。现在各类通信设备种类繁　

多，功能日趋强大，相信在不久的将来我们的组网方式会变得更加方便、简洁。　

参考文献：　

［１］【美］拉帕波特．无线通信原理与应用［Ｍ］．周义安译．北京：电子工业出版社，２００６：４５－６２．　

【２］周华根，邱英．扩频微波通信在地震遥测传输中的作用【Ｊ］．地震地磁观测与研究，２００２，２３（６）：５８－６２　

［３］申普兵，李荣，王大力．宽带网络技术［Ｍ］．北京：人民邮电出版社，２００４．　

３３８　内陆地震　２２卷　

ＰＲＥＬＩＭＩＮＡＲＹ　ＳＴＵＤＹ　ＯＮ　ＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮ　

ｏＦ　ＭＯＢＩＬＥ　ＳＥＩＳＭＩＣ　ＮＥＴＷｏＲＫ　

ＹＵＡＮ　Ｓｈｕｎ，ＬＩ　Ｘｉａｏ—ｄｏｎｇ，ＷＡＮＧ　Ｂａｏ－ｚｈｕ　

（Ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ　Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆＸｉｎｆｉａｎｇ　ＵｙｇｕｒＡｕｔｏｎｏｍｏｕｓ　Ｒｅｇｉｘｍ，Ｕｒｕｍｑｉ　８３００１１，Ｘｉｎｊｉａｎｇ，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｒａｐｉｄ　ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ　ｍｏｄｅ　ｏｆ　ｍｏｂｉｌｅ　ｓｅｉｓｍｉｃ　ｎｅｔｗｏｒｋ，ｉｎ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌ　ｅｎｖｉｒｏｎ－　

ｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｗａｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｂｒｉｅｆｌｙ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　

ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｖａｒｉｏｕｓ　ａｖａｉｌａｂｌｅ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｗａｙｓ　ｗｅｒｅ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔ　ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ｎｅｔｗｏｒｋ．Ｔｈｅ　

ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｒｏｓｓｏｖｅｒ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｗａｙｓ　ｗａｓ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｔｏ　ｏｖｅｒｃｏｍｅ　ｔｈｅ　ｄｉｉｆｃｕｌｔｙ　ｉｎ　

ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈ　ａｓｓｕｒｅｄ　ｔｈｅ　ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ　ｄａｔａ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ．Ａｄｄｉｔｉｏｎａｌｌｙ，ｔｈｅ　ａｕｔｈｏｒ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ　

ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｏｂｉｌｅ　ｓｅｉｓｍｉｃ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｃｅｎｔｅｒ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｔｈｅ　ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ，ｄｅｌｉｖｅｒｉｎｇ，ａｎａｌｙｚｉｎｇ，　

ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ　ａｎｄ　ｂａｃｋ—ｕｐ　ｏｆ　ｄａｔａ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｓｉｎｇｌｅ　ｍｏｂｉｌｅ　ｓｅｉｓｍｉｃ　ｓｔａｔｉｏｎ；Ｄａｔａ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ；Ｎｅｔｗｏｒｋ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　

・

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２００７年度《内陆地震》优秀论文评选结果　

《内陆地震》是新疆维吾尔自治区地震局主办国内外公开发行的地震学术性刊物。在广　

大作者的支持下，刊物的学术质量、编辑质量和印刷质量逐年提高。为推进新疆及内陆地区的　

地震科学研究，为答谢广大作者对本刊的厚爱，经《内陆地震》编委会研究决定，组织专家对每　

年度在本刊上发表的论文进行优秀论文评审，对优秀论文作者予以适当奖励。经专家评定，　

２００７年度发表在本刊上的下列论文被评为优秀论文：　

北天山西段中强地震应力触发作用初步研究……………………………王琼，聂晓红，唐丽华（２１卷第２期）　

鸟鲁木齐城市活断层发震构造模型初探……………………………………沈军，宋和平，李军（２ｌ卷第３期）　

喀什河断裂中更新世以来的活动速率研究……………………………尹光华，裴宏达，蒋靖祥（２１卷第３期）　

不同场地条件下的土层地震反应对比分析………………………………尹力峰，王坚，谭明，等（２１卷第４期）　

伽师地震序列的地震波谱变化研究………………………………………………夏爱国，赵翠萍（２１卷第４期）　

《内陆地震》编委会　

２００８年１１月２１日　

本文标签： 数据台网流动地震