[發明專利]一種鏈路式一發多收海底節點高精度授時系統

有效

• 申請號: 202010019411.0
• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN111245546B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 童思友;梁丹;王忠成;徐秀剛
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: H04J3/06
• 分類號: H04J3/06;H04L27/18;H04B13/02
• 代理公司: 北京匯捷知識產權代理事務所(普通合伙) 11531
• 代理人: 馬金華

本發明提供一種鏈路式一發多收海底節點高精度授時系統,信號發送基站和信號傳輸鏈路；所述信號發送基站包括原子鐘和發送機；所述信號傳輸鏈路包括：若干條海底接收排列鏈路，每條海底接收排列鏈路包括若干海底節點，每條海底接收排列鏈路上的海底節點之間通過信號傳輸模塊連接；在每條海底節點排列的一端設置有一只原子鐘，所述原子鐘的時鐘信息通過發送機發送給各節鏈路上的首海底節點，然后采用感應耦合式無線傳輸方式對同一條級聯鏈路各節點進行同步授時、實現水下各節點時鐘的一致。本發明無需在每個海底節點配備原子鐘的前提下，就能夠實現水下用少量原子鐘對大量的海底節點進行高精度同步授時的目的。

技術領域

本發明涉及海洋油氣和海底天然氣水合物勘探技術領域，尤其涉及一種鏈路式一發多收海底節點高精度授時系統。

背景技術

海洋OBN(Ocean Bottom Nodal-OBN)是一種嚴格意義上的“獨立”工作。它始終工作在水底，只能通過無線傳輸方式與GPS或其他時間信標建立通訊聯系，如果依賴水聲通訊，勢必受制于傳輸速度影響而無法同步授時。按照OBN設備30-45天的工作時間核算，其內部時鐘的長期偏差應該在ppb(十億分之一)量級，比通常意義上精密時鐘源的ppm(百萬分之一)偏差要高出三個數量級。

US6002339公開了一種地震勘探系統采集地震信號的時間同步方法，此發明適用于陸地勘探，且采用無線通訊的形式，時間同步過程較復雜。

CN102508197A公開了一種多節點同步采集時間誤差的準確測量和校正方法及裝置。此專利用于海底拖纜地震勘探系統中，但需要在每一個節點內置一個高精度時鐘。而在各個節點內部裝置精準的時鐘，勢必導致單個OBN的成本很高，提高海底地震資料采集成本。

發明內容

本發明的目的在于解決上述現有技術存在的缺陷，提供一種無需每個海底節點配備原子鐘的前提下，實現水下用少量原子鐘對大量的海底節點進行高精度同步授時的鏈路式一發多收海底節點高精度授時系統。

一種鏈路式一發多收海底節點高精度授時系統,信號發送基站和信號傳輸鏈路；

所述信號發送基站包括原子鐘和發送機；

所述信號傳輸鏈路包括：若干條海底接收排列鏈路，每條海底接收排列鏈路包括若干海底節點，前一個海底節點4的信號輸出端以包塑鋼纜作為感應耦合信號的傳輸介質，與下一海底節點4的信號輸入端連接；

在每條海底節點排列的一端設置有一只原子鐘，所述原子鐘的時鐘信息通過發送機發送給各節鏈路上的首海底節點，然后采用感應耦合式無線傳輸方式對同一條級聯鏈路各節點進行同步授時、實現水下各節點時鐘的一致。

進一步地，如上所述的鏈路式一發多收海底節點高精度授時系統,所述發送機包括：分頻器、偽碼發生器、頻率合成器、IGIR-B編碼模塊、擴頻調制模塊、DPSK調制模塊、數模轉換器、功率放大器；

所述分頻器將原子鐘提供的高頻時鐘信號分成不同頻率的時鐘信號供發送機中的偽碼發生器和頻率合成器使用；

所述偽碼發生器產生擴頻調制所需的偽隨機碼；

所述頻率合成器產生頻率可變的正弦波作為DPSK調制的載波；

所述IGIR-B編碼模塊用于將原子鐘產生的本地時間經過IRIG-B編碼后變為包含秒脈沖信息、年、天、時、分、秒和二進制秒計日在內的絕對時間信息；

所述擴頻調制模塊采用產生的偽隨機序列乘IRIG-B輸出的碼流，完成擴頻調制；

所述DPSK調制模塊用于將信號頻譜搬移到發送頻率；

所述數模轉換器用于將DPSK調制模塊輸出的信號進行轉換；

所述功率放大器用于將數模轉換器轉換的信號進行放大后并發送出去。