在大规模地震勘探工作中,二维地震勘探已经难以满足高密度与高分辨率的生产需求,三维地震勘探可以清晰地透视地下空间的3D成像图,逐渐成为主流的勘探方法,国内外大量应用于三维地震勘探的地震数据采集系统也相继问世,按通讯方式可以分为有缆和无缆采集系统,虽然两种采集系统各有优势,但在已公开的资料中同时具备有缆和无缆混合通讯的地震数据采集系统尚未广泛的应用。本文围绕三维地震勘探的实际需求,对基于多模式通讯的有缆无缆混合交叉站关键技术展开研究,研制了有缆无缆混合交叉站的物理样机,从而加快三维地震勘探的发展。首先对有缆无缆混合通讯系统的数据传输需求进行了分析,对比广泛应用于地震数据采集系统的通信技术,确定了混合通讯系统中有缆无缆混合交叉站采用以太网、RS-485、Wi-Fi的混合通讯方式;然后通过有缆无缆混合交叉站将由主机、有缆无缆混合交叉站、有缆采集站、无缆采集站和线缆构成的地震数据传输网络分为有缆采集网、无缆采集网、主干网与扩展网,最终确定了有缆无缆混合交叉站的总体设计方案。在物理样机研制方面,选用以NXP I.MX6微处理器为核心处理器的核心板作为主控模块,实现对地震采集系统的集中控制。集成以太网、RS-485、Wi-Fi通讯芯片设计了混合通讯模块,实现了无线有线并存的混合通讯功能。同时,本文详细描述了电源模块、SD卡存储模块、调试模块的电路设计方案。在控制软件设计方面,本文应用Linux操作平台对基于多媒介混合通讯技术的混合交叉站数据传输方法进行研究,主要包括:基于TCP/IP的接力式以太网数据传输方法、基于RS-485的总线型拓扑架构数据传输方法和基于Wi-Fi技术的地震数据传输方法,实现了有缆无缆混合交叉站在混合通讯系统中的组网与数据回收的协议设计。最后对有缆无缆混合交叉站混合通讯模块的数据传输速率与稳定性进行了测试,结果显示,以太网模块可以满足接力式通讯的需求,数据传输速率高于90Mbps,在复杂电磁环境中Wi-Fi模块的通讯速率高于8Mbps,并具有良好的稳定性,RS-485模块在通讯距离小于50m的情况下满足通讯需求,具有良好的实时性。