[發明專利]多種采集器之間的同步授時系統

有效

• 申請號: 201911155728.0
• 申請日: 2019-11-22
• 公開（公告）號: CN110824897B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 汲云濤;郭彥雙;劉力強
• 申請（專利權）人: 中國地震局地質研究所
• 主分類號: G04R20/02
• 分類號: G04R20/02;G04R20/04
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 楊媛媛

本發明公開多種采集器之間的同步授時系統，所述同步授時系統包括：第一接收器、轉發器、多個第二接收器和多個采集器；所述第一接收器與所述轉發器連接，所述轉發器分別與各所述第二接收器連接，所述第二接收器的個數與所述采集器的個數相同，所述第二接收器與所述采集器連接；所述第一接收器用于接收室外的GPS信號；所述轉發器用于將所述GPS信號在室內進行轉發和廣播；各所述第二接收器用于將接收的廣播的所述GPS信號發送至與所述第二接收器對應的所述采集器進行授時和時間校準。本發明不僅能使實現便捷的同步記錄時間校準信號，還能定時修改每個采集器的系統時間，該過程完全自動化，不需要人為干預，非常方便。

技術領域

本發明涉及同步授時技術領域，特別是涉及多種采集器之間的同步授時系統。

背景技術

隨著計算機技術和數據采集技術的進步，以及數據存儲介質成本的降低，單一采集器已經無法滿足科學研究和技術觀測的需求。科學研究的發展也要求對某種實驗現象做出更全面的觀測和描述，這就意味著需要實現以下功能：1)更多的數據采集器和數據記錄通道需要在高空間分辨率條件下對實驗樣品或觀測目標的不同空間位置進行記錄；2)采用不同的物理傳感器對實驗樣品或觀測目標的多種物理性質以及參數進行觀測，比如溫度、壓力、速度、應變和聲發射等；3)采用更高的采樣頻率以獲得實驗樣品更全面時間響應。然而，這樣帶來的問題也很明顯，就是不同的采集器的時間同步問題。不同的采集器利用各自的時鐘為數據記錄時間。首先，不同的采集器的時鐘精度不同、初始值不同；其次，對于不同的物理傳感器，其阻抗特性往往差異很大，必須采用性能不同的采集器，而且不同的物理量的觀測頻率要求不同，比如聲發射往往需要MHz采樣，而壓力一般使用幾十Hz即可；再次，如果實驗時間較長，時鐘各自的溫漂也不同。這都會導致多個采集器之間時間同步更加困難。

傳統的實驗室時間校對技術主要有兩種：

開關對時，顧名思義，就是使用物理開關人為的制造通斷，以造成電壓信號里的上升沿和下降沿。通過多次的通斷開關，在多個通道多個采集器的數據信號中，同步制造多組電壓的上升沿和下降沿，從而在后處理過程中，利用這些上升沿和下降沿作為同步信號，對多個通道和多個采集器進行時間校準。該方法的缺點是：1)精確度不夠而且不穩定，精確度依賴于每次通斷開關的快慢，通斷越快，電壓的上升沿和下降沿越陡，然而開關通斷快慢依賴于操作者的手動速度，非常不穩定；2)需要手動操作，效果有很多不穩定因素；3)人為制造的電壓上升和下降會對信號造成干擾，所以開關通斷往往只能操作兩次，分別是實驗剛開始，實驗臨近結束的時候，因為此時沒有明顯的實驗信號。4)后處理工作量大，人為制造的電壓上升沿和下降沿時間不固定，需要實驗人員在實驗之后的數據處理階段，人為尋找每個記錄通道中的上升沿和下降沿，工作量非常大。

另一種傳統方法是讓所有采集器同時采集同一個傳感器的信號，從而在數據后處理階段，利用該通道的信號對各個采集器進行時間校準。該方法的缺點是，1)需要將一路信號分為多路，從而實現多采集器同步采集，但是一路信號分為多路，可能會引入大量噪聲，不利于后期的匹配和時間校準；2)因為各個傳感器和采集的阻抗不一定匹配，該方法未必可行；3)來源于傳感器的信號不一定適用于時間匹配，因為來自傳感器的信號是實驗的真實信號，此信號未必有陡峭的電壓上升沿和下降沿。比如，如果傳感器中是平緩的信號或者相對隨機的信號，即使所有傳感器記錄同一路傳感器，也無法進行有效、高精度的時間校準。

發明內容

基于此，本發明的目的是提供多種采集器之間的同步授時系統，以實現多種采集器之間同步授時。

為實現上述目的，本發明提供了多種采集器之間的同步授時系統，所述同步授時系統包括：

第一接收器、轉發器、多個第二接收器和多個采集器；

所述第一接收器與所述轉發器連接，所述轉發器分別與各所述第二接收器連接，所述第二接收器的個數與所述采集器的個數相同，所述第二接收器與所述采集器連接；