题目：随钻测量系统泥浆脉冲解码及地面通信单元的设计与实现

“随钻测量系统泥浆脉冲解码及地面通信单元”课题来源于胜利钻井院的项目“无线随钻测量技术”，并且是其中一项关键内容。地面解码单元作为随钻测量系统的核心部分，通过通信单元采集泥浆脉冲信号，并对其进行正确的处理并解算。但由于国外的技术封锁，国内的地面系统还处于不成熟的阶段，还存在一定的缺点。因此对于国内钻井工程技术来说，本课题的研究具有较大的意义。

首先，本课题进行了泥浆脉冲解码单元的设计与实现。地面解码单元主要体现在：通过对泥浆脉冲压力信号的实时处理和解算，将井下钻井数据显示到地面计算机界面中，并同时发送到远端司钻显示单元，从而指导钻井人员作业的过程。本文通过VS2010平台对地面解码软件进行了模块化设计及实现，并进行现场测试，最终完成了操作简单，软件稳定的解码单元，且充分满足了井场人员的基本用户需求，并能有效指导工程作业。

其中，对泥浆脉冲信号进行有效地滤波，并能根据滤波后信号提取出有用脉冲的过程，则是解码工作的一个关键技术。本文对泥浆脉冲压力信号的特性及其噪声影响因素进行了分析，并对压力信号的频域特性和幅值特性有了深入的认识。在此基础上，本文进行了对泥浆脉冲信号的滤波算法的研究和仿真，最终采用FIR低通滤波器和方波相关器对信号进行处理，从而滤除了信号中的高频噪声，增大了有用信号幅值，最终提高了解码的正确性。现场试验结果表明，该算法能有效地提取出有用信号，符合工程应用的要求。

此外，本文还对地面通信单元进行了设计和实现。通信单元通过USB总线将泥浆脉冲数据发送到解码软件，并通过射频信号将解码软件解算的实际钻井数据发送到远端司钻显示单元。通信单元采用ARM架构，并设计添加了射频通信模块，能够完全保通信可靠性和稳定性，完全满足井场测井工程和工作人员的需求，且符合工程要求。