在地质勘探领域，地震法是一种基于地震波的折射和反射原理的探测技术，广泛应用于大型基建工程地下介质的弹性差异探测。传统的地震仪通常以模拟检波器为基础，使用人工震源产生的地震波在地下介质中传输，并在波阻抗界面形成反射或折射信号来探测地下目标。然而，这类地震仪对于波阻抗差异较小的地下介质分辨率较低，检测地下介质弹性差异的能力有限。
为了解决这一问题，高精度分布式面波地震仪被设计出来。这种地震仪的核心特点在于使用数字检波器来采集人工震源产生的面波信号，从而避免了传统模拟检波器的缺点，并能够设计出具有大动态范围和宽频带响应的面波检波阵列。大动态范围意味着设备能够在极大的信号强度变化范围内正常工作，而宽频带响应则表示该地震仪能够同时探测多种频率的地震波，这对于提高探测精度至关重要。
地震信号的采集节点基于现场可编程门阵列（FPGA），能够实现强干扰背景下的地震信号进行纯数字滤波与采集。FPGA是基于硬件描述语言编程的可编程逻辑器件，具有灵活的并行处理能力，这使得基于FPGA的地震信号采集节点能够在强干扰环境下有效提取地震信号，并进行高质量的数据采集。
此外，高精度分布式面波地震仪还利用4G模块实现了数据的无线传输和控制，有效提高了探测效率。无线数据传输可以快速将采集到的数据传送到处理中心，便于快速分析和响应，对于需要实时监控和快速决策的场景尤其重要。通过无线控制，操作者可以远程操控仪器，实现远距离的地震探测作业，大大提升了地震勘探工作的灵活性和安全性。
在实际应用中，高精度分布式面波地震仪在某高层建筑地基施工现场进行了现场测试。测试结果显示，该地震仪能够实现对地震面波信号的高精度阵列采集，并且其探测反演结果与直接打钻结果基本一致。这验证了其在探测地下介质弹性差异方面的有效性，特别是在探测波阻抗差异较小的地下介质方面，高精度分布式面波地震仪表现出了较高的分辨率和准确性。
文章中提到的关键词包括高精度、地震法、面波和地震仪，这些都是现代地震勘探领域研究的热点和难点。高精度意味着数据采集和处理的精确程度，地震法指的是通过地震波探测地下结构的技术，面波是指沿地表传播的地震波，而地震仪是实现地震法探测的仪器设备。
文章的作者王书纯、黄用勤、葛健、陈珺分别来自中国地质大学（武汉）自动化学院，他们的研究得到了国家自然科学基金项目的资助，这反映出该领域研究的深入程度及其重要性。作者王书纯在测控仪器研制、检测方面有着丰富的研究经验，这些背景知识为地震仪的研发提供了坚实的技术支撑。
高精度分布式面波地震仪的研究与开发，不仅在技术上实现了创新，而且在实际应用中展现出显著的优势。该技术的发展与应用，对于未来地质勘探、灾害预防、建筑工程等领域的深远影响是不容忽视的。
