[發(fā)明專(zhuān)利]一種深海聲學(xué)接收潛標(biāo)及信號(hào)采集方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911327455.3
• 申請(qǐng)日: 2019-12-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111024049B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓一丁;王海斌;陳曦;江磊;陳德勝
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G01C13/00
• 分類(lèi)號(hào): G01C13/00;G01S7/526;B63B22/00;B63B22/04;G04R20/02
• 代理公司: 北京方安思達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;李彪

1.一種深海聲學(xué)接收潛標(biāo)，其特征在于，其包括：干端水密電子艙和濕端配套設(shè)備；所述干端水密電子艙安裝在濕端配套設(shè)備上，依據(jù)對(duì)應(yīng)的采集時(shí)間表，所述濕端配套設(shè)備同步采集多通道的模擬水聲信號(hào)，并將其傳輸至干端水密電子艙，干端水密電子艙將各通道的模擬水聲信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的各通道的數(shù)字水聲信號(hào)進(jìn)行記錄和存儲(chǔ)；

同時(shí)，濕端配套設(shè)備還包括海洋儀器設(shè)備，依據(jù)對(duì)應(yīng)的采集時(shí)間表，所述海洋儀器設(shè)備同步記錄海洋環(huán)境參數(shù)，并將其傳輸至干端水密電子艙，并將海洋環(huán)境參數(shù)進(jìn)行記錄和存儲(chǔ)；

所述干端水密電子艙包括：水密電子艙(2)、主控處理模塊、A/D模塊、存儲(chǔ)模塊、時(shí)鐘模塊和供電模塊；所述主控處理模塊、A/D模塊、存儲(chǔ)模塊、時(shí)鐘模塊、供電模塊均安裝在水密電子艙(2)內(nèi)；

所述A/D模塊，在主控處理模塊的控制下，將水聽(tīng)器陣列接收的各通道模擬水聲信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字水聲信號(hào)，再將轉(zhuǎn)換后的各通道的數(shù)字水聲信號(hào)發(fā)送至主控處理模塊；

所述主控處理模塊，用于根據(jù)采集的時(shí)間表和守時(shí)時(shí)間，進(jìn)行低功耗值班工作模式和信號(hào)采集工作模式的切換；

還用于依據(jù)對(duì)應(yīng)的采集時(shí)間表，控制A/D模塊將水聽(tīng)器陣列接收的各通道模擬水聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字水聲信號(hào)，接收A/D模塊輸出的數(shù)字水聲信號(hào)，并輸入至存儲(chǔ)模塊進(jìn)行記錄和存儲(chǔ)；

還用于依據(jù)對(duì)應(yīng)的采集時(shí)間表，控制海洋儀器設(shè)備上電、記錄海洋環(huán)境參數(shù)，并將海洋環(huán)境參數(shù)輸入至存儲(chǔ)模塊進(jìn)行記錄和存儲(chǔ)；

所述主控處理模塊進(jìn)一步包括：信號(hào)處理電路、值班電路、供電控制單元和接口電路；

所述信號(hào)處理電路，用于在信號(hào)采集工作模式下，接收模數(shù)轉(zhuǎn)換后的各通道數(shù)字水聲信號(hào)和海洋環(huán)境參數(shù)，輸出至存儲(chǔ)模塊進(jìn)行記錄和存儲(chǔ)；

所述值班電路，用于維持守時(shí)時(shí)間、存儲(chǔ)時(shí)間表信息，并不斷判別時(shí)間表是否到來(lái)；

所述值班電路包括：低功耗值班控制單元、時(shí)間表存儲(chǔ)單元、串口擴(kuò)展單元、電源控制單元和電源監(jiān)測(cè)單元；

所述低功耗值班控制單元，用于維持守時(shí)時(shí)間，并不斷判別時(shí)間表是否到來(lái)；當(dāng)時(shí)間表到來(lái)時(shí)，低功耗值班控制單元控制電源控制單元將該時(shí)間表對(duì)應(yīng)的水聽(tīng)器陣列或海洋儀器設(shè)備上電，同時(shí)將信號(hào)處理電路和存儲(chǔ)模塊上電，接收潛標(biāo)進(jìn)入信號(hào)采集工作模式；

待時(shí)間表結(jié)束時(shí)間到來(lái)時(shí)，低功耗值班控制單元控制電源控制單元將該時(shí)間表對(duì)應(yīng)的水聽(tīng)器陣列或海洋儀器設(shè)備斷電，同時(shí)將信號(hào)處理電路和存儲(chǔ)模塊斷電，潛標(biāo)恢復(fù)低功耗值班工作模式；

所述時(shí)間表存儲(chǔ)單元，用于接收來(lái)自上位機(jī)的多組時(shí)間表，并存儲(chǔ)多組時(shí)間表；

所述串口擴(kuò)展單元，用于預(yù)留串口，與其他外接設(shè)備通過(guò)串口連接進(jìn)行通信；

所述電源控制單元，用于提供正常工作所需的+3.3V、+5V、+12V電源；還用于控制各路電源的通斷；

所述電源監(jiān)測(cè)單元，用于監(jiān)測(cè)各路電源供電是否正常，是否發(fā)生短路；

若某路電源輸出端發(fā)生短路或某一路電源供電異常，則低功耗值班控制單元通過(guò)電源控制單元將該路電源供電切斷；

還用于監(jiān)測(cè)各路電源供電是否正常，和控制各路電源的通斷；

還預(yù)留串口用于與其他外接設(shè)備通過(guò)串口連接進(jìn)行通信；

所述接口電路；用于提供接口，與海洋儀器設(shè)備連接并進(jìn)行通信；

所述供電控制單元，用于向信號(hào)處理電路、值班電路和接口電路提供工作電源；

所述存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)主控處理模塊輸出的各通道的數(shù)字水聲信號(hào)和海洋環(huán)境參數(shù)；

所述時(shí)鐘模塊，用于將守時(shí)輸出的整秒脈沖信號(hào)及數(shù)字時(shí)間信號(hào)作為模擬信號(hào)加載在A/D模塊某一通道的輸入端，與其他通道的模擬水聲信號(hào)一起傳輸至A/D模塊；

所述時(shí)鐘模塊包括：高穩(wěn)定度頻標(biāo)、GPS授時(shí)電路、守時(shí)時(shí)鐘電路、守時(shí)誤差補(bǔ)償和時(shí)鐘輸出電路；

所述高穩(wěn)定度頻標(biāo)，用于向守時(shí)時(shí)鐘電路提供高穩(wěn)定頻率源信號(hào)；

所述GPS授時(shí)電路，用于與外接GPS模塊相連，接收GPS時(shí)間信息和整秒脈沖信號(hào)，將其發(fā)送至守時(shí)時(shí)鐘電路，并同時(shí)測(cè)量高穩(wěn)定度頻標(biāo)的高穩(wěn)定頻率源信號(hào)的頻率誤差；

所述守時(shí)時(shí)鐘電路，用于接收高穩(wěn)定度頻標(biāo)的高穩(wěn)定頻率源信號(hào)和GPS授時(shí)電路的GPS時(shí)間信息、整秒脈沖信號(hào)，進(jìn)行時(shí)鐘保持；

還用于將守時(shí)的整秒脈沖信號(hào)和守時(shí)時(shí)間信息輸出至?xí)r鐘輸出電路；

所述守時(shí)誤差補(bǔ)償，用于根據(jù)GPS授時(shí)電路測(cè)量的高穩(wěn)頻標(biāo)的頻率源信號(hào)的頻率誤差進(jìn)行時(shí)間補(bǔ)償；

所述時(shí)鐘輸出電路，用于將守時(shí)時(shí)鐘電路輸出的整秒脈沖信號(hào)和守時(shí)時(shí)間信息輸出至A/D模塊，同時(shí)將守時(shí)時(shí)間信息輸出至低功耗值班控制模塊；

所述供電模塊，用于向主控處理模塊、A/D模塊、存儲(chǔ)模塊和時(shí)鐘模塊提供工作電源。