本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)采集同步技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種多通道數(shù)據(jù)采集同步系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

海底多分量地震技術(shù)利用海底地震儀(OBS,Ocean Bottom Seismograph)探測海洋天然氣水合物。將OBS放置在海底接收信號，能夠提供豐富的轉(zhuǎn)換橫波信息，在海洋天然氣水合物的勘探中發(fā)揮了重要的作用，受到業(yè)界的重視。同樣的，海底的金屬礦藏和石油資源也可以采用OBS或者海底電磁儀器等設(shè)備進行勘探。

無論是海底地震儀還是海底電磁儀器都是采用陣列式采集方法，即同時有很多陣元形成陣列，將各個陣元采集到的數(shù)據(jù)進行融合處理后形成數(shù)據(jù)圖像。這種方法需要各個陣元之間有較好的時間同步性。由于海底沒有GPS信號，各個陣元在海底工作時完全靠陣元內(nèi)部的時鐘來保持同步，因此時鐘的精度和穩(wěn)定度決定了各個陣元的同步性能并進而決定了最后生成的數(shù)據(jù)圖像質(zhì)量。中國科學(xué)院聲學(xué)研究所提出了一種多通道數(shù)據(jù)采集同步系統(tǒng)的方案并獲得了專利授權(quán)(ZL201110448620.8)，目的是將具有高精度高穩(wěn)定度低功耗的芯片級原子鐘應(yīng)用于多通道的陣列式采集系統(tǒng)中，以解決系統(tǒng)在GPS信號不好的場合應(yīng)用時多陣元之間同步的問題。該方案同樣可以應(yīng)用于海底地震儀或海底電磁儀器的系統(tǒng)中。另一方面，由于海底地震儀或海底電磁儀器的陣元一般在母船甲板上進行充電和同步，然后再投入海水中直到海底。在烈日暴曬情況下，母船甲板的溫度可能高達50-70攝氏度，而海底的溫度一般在4攝氏度左右。在此過程中經(jīng)歷的較大溫差會導(dǎo)致陣元的時鐘產(chǎn)生漂移，從而影響陣元間的同步性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的多通道數(shù)據(jù)采集同步技術(shù)中存在的上述缺陷，提出一種多通道數(shù)據(jù)采集同步系統(tǒng)，以減少系統(tǒng)工作時對GPS的依賴，有效提高時間的精確度和穩(wěn)定度；當(dāng)授時子卡在工作設(shè)備作業(yè)時，可以有效減小因溫度變化導(dǎo)致的時間頻率漂移。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種多通道數(shù)據(jù)采集同步系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：多通道數(shù)據(jù)采集同步裝置，多通道數(shù)據(jù)采集同步裝置包括一個或多個授時子卡；在多通道數(shù)據(jù)采集同步裝置外部設(shè)置有恒溫裝置，以及在授時子卡外設(shè)置有保溫外殼；保溫外殼受控于恒溫裝置。

優(yōu)選地，恒溫裝置包括保溫部分和控制面板。

優(yōu)選地，保溫部分包括上層外殼、下層外殼和夾層，夾層的兩面分別與上層外殼和下層外殼緊密貼合。

優(yōu)選地，上層外殼和下層外殼的材料為塑料；夾層的材料為酚醛泡沫。

優(yōu)選地，控制面板包括：開關(guān)用于接通和切斷電源；顯示屏用于顯示設(shè)定溫度值和實時溫度值；溫度增加按鈕用于在當(dāng)前設(shè)定值的基礎(chǔ)上增加溫度設(shè)定值；溫度減小按鈕用于在當(dāng)前設(shè)定值的基礎(chǔ)上減小溫度設(shè)定值；功能鍵用于切換溫度設(shè)定功能和確認溫度設(shè)定值功能。

優(yōu)選地，設(shè)定溫度值的范圍為-20℃～20℃。

優(yōu)選地，保溫外殼設(shè)置有開口，其由外至內(nèi)依次包括：金屬殼體、外保溫部分和內(nèi)保溫部分；其中，金屬殼體的開口處由金屬封蓋密封；內(nèi)保溫部分用于容置授時子卡，其開口處由橡膠塞密封。

優(yōu)選地，金屬殼體的材料為不銹鋼；外保溫部分的材料為酚醛泡沫；內(nèi)保溫部分為抽成真空的保溫結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，授時子卡包括：授時子卡外殼、授時子卡接口、接口保護電路、時鐘馴服及解碼模塊、電源及電池管理模塊、電池和守時模塊。

優(yōu)選地，多通道數(shù)據(jù)采集同步裝置還包括GPS天線、基地站守時設(shè)備和接口設(shè)備。

本發(fā)明提供的一種多通道數(shù)據(jù)采集同步系統(tǒng)可以減少系統(tǒng)工作時對GPS的依賴，有效提高時間的精確度和穩(wěn)定度；當(dāng)授時子卡在工作設(shè)備作業(yè)時，可以有效減小因溫度變化導(dǎo)致的時間頻率漂移。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種多通道數(shù)據(jù)采集同步系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中恒溫裝置的保溫部分的局部剖面示意圖；

圖3為圖1中恒溫裝置的控制面板示意圖；

圖4為圖1中授時子卡的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖1中授時子卡的保溫外殼剖面圖；

圖6為本發(fā)明實施例提供的一種多通道數(shù)據(jù)采集同步系統(tǒng)的使用流程示意圖。

具體實施方式

下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種多通道數(shù)據(jù)采集同步系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該系統(tǒng)包括多通道數(shù)據(jù)采集同步裝置400，多通道數(shù)據(jù)采集同步裝置400包括一個或多個授時子卡300；在多通道數(shù)據(jù)采集同步裝置400外部設(shè)置有恒溫裝置500，以及在授時子卡300外設(shè)置有保溫外殼600；保溫外殼600受控于恒溫裝置500。

多通道數(shù)據(jù)采集同步裝置400還包括GPS天線102、基地站守時設(shè)備100、接口設(shè)備200。GPS天線102用于接收GPS時鐘信號；基地站守時設(shè)備100通過GPS天線102接收GPS時鐘信號，并將時鐘信號分配成同步的多路時鐘信號；接口設(shè)備200基地站守時設(shè)備100連接，用于將時鐘信號分配成多路同步時碼信號；授時子卡300安插在接口設(shè)備200上，用于將時碼信號進行解碼，并在工作時同步各工作設(shè)備的時間。

工作時，恒溫裝置500保證多通道數(shù)據(jù)采集同步系統(tǒng)400同步授時子卡300的環(huán)境溫度恒定在某一設(shè)定溫度，例如4℃；多通道數(shù)據(jù)采集同步系統(tǒng)400的基地站守時設(shè)備100通過GPS天線接收GPS時鐘信號，通過接口設(shè)備200分成多路同步時碼信號，對授時子卡300進行充電和同步，等待充電和同步完成之后將授時子卡300從恒溫裝置500中取出，安裝入工作設(shè)備如海底地震儀OBS中，對工作設(shè)備進行授時，保證多個工作設(shè)備陣元的同步。

恒溫裝置500包括保溫部分501和控制面板502。圖2為圖1中恒溫裝置的保溫部分的局部剖面示意圖。如圖2所示，保溫部分501包括上層外殼5011、下層外殼5013和夾層5012，夾層5012的兩面分別與上層外殼5011和下層外殼5013緊密貼合。其中，上層外殼5011和下層外殼5013用于提供多通道數(shù)據(jù)采集同步系統(tǒng)的恒溫空間，上層外殼5011和下層外殼5013的材料可以為塑料；夾層5012用于降低熱傳導(dǎo)，其材料可以為酚醛泡沫。

圖3為圖1中恒溫裝置的控制面板示意圖。如圖3所示，控制面板502包括：開關(guān)5021用于接通和切斷電源；顯示屏5022用于顯示設(shè)定溫度值和實時溫度值；溫度增加按鈕5023用于在當(dāng)前設(shè)定值的基礎(chǔ)上增加溫度設(shè)定值；溫度減小按鈕5024用于在當(dāng)前設(shè)定值的基礎(chǔ)上減小溫度設(shè)定值；功能鍵5025用于切換溫度設(shè)定功能和確認溫度設(shè)定值功能。

工作時，按下開關(guān)5021使同步系統(tǒng)的恒溫裝置500接通電源，長時間按住功能鍵5025進入溫度調(diào)整功能，利用溫度增加按鈕5023或溫度減小按鈕5024使顯示屏5022上的數(shù)值設(shè)定在工作設(shè)備作業(yè)時的溫度，短時間按住功能鍵完成溫度設(shè)定，溫度的設(shè)定范圍可以為-20℃～20℃。

圖4為圖1中授時子卡的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，授時子卡300包括授時子卡外殼301、授時子卡接口302、接口保護電路303、時鐘馴服及解碼模塊304、電源及電池管理模塊305、電池306和守時模塊307。授時子卡300的外部設(shè)置有保溫外殼600。

授時子卡外殼301能夠滿足一般野外工作防護等級要求的機械外殼。授時子卡接口302采用航天器接口。接口保護電路303用于防止授時子卡300熱插拔時產(chǎn)生的損害。守時模塊307同步于經(jīng)時鐘馴服及解碼模塊304解碼后的時間信號，當(dāng)授時子卡300脫離接口設(shè)備200后，高穩(wěn)定度的守時模塊307可以繼續(xù)提供高穩(wěn)定度的時頻信號，使得授時子卡300在24小時內(nèi)保持時間精度優(yōu)于1微秒時間。電源及電池管理模塊305用于對授時子卡300充放電流程進行控制，并對授時子卡300的電池進行管理，以減小授時子卡功耗。電池306采用適合野外應(yīng)用的寬溫電池。守時模塊307為功耗小于200毫瓦的微型原子鐘。

圖5為圖1中授時子卡的保溫外殼剖面圖。如圖5所示，保溫外殼600設(shè)置有開口，其由外至內(nèi)依次包括：金屬殼體6001、外保溫部分6002和內(nèi)保溫部分6003；其中，金屬殼體6001的開口處由金屬封蓋6005密封；內(nèi)保溫部分6003用于容置授時子卡300，其開口處由橡膠塞6004密封。金屬殼體6001的材料為不銹鋼，外保溫部分6002的材料為酚醛泡沫，內(nèi)保溫部分6003為抽成真空的保溫結(jié)構(gòu)。

工作時，金屬殼體6001用于保護授時子卡，外保溫部分6002用于隔熱和保護授時子卡，內(nèi)保溫部分6003用于保溫授時子卡，橡膠塞6004用于密封內(nèi)保溫部分，金屬封蓋6005用于密封金屬殼體。

圖6為本發(fā)明實施例提供的一種多通道數(shù)據(jù)采集同步系統(tǒng)的使用流程示意圖。如圖6所示，使用流程如下：

S1)按下開關(guān)5021，接通同步系統(tǒng)的恒溫裝置電源；

S2)長按功能鍵5025，切換到溫度設(shè)定功能；

S3)調(diào)整溫度調(diào)整按鈕5023/5024，使顯示屏5022上出現(xiàn)工作設(shè)備作業(yè)時的溫度，例如4℃；

S4)短按功能鍵5025，完成設(shè)定溫度；

S5)顯示屏5022穩(wěn)定在設(shè)定溫度；

S6)供電基地站守時設(shè)備100，通過GPS天線102接收GPS信號，并將所述時鐘信號分配成同步的多路時鐘信號；

S7)供電接口設(shè)備200，用于將所述時鐘信號分配成多路同步時碼信號；

S8)基地站守時設(shè)備100維持保持模式24小時；

S9)同步信號到達接口設(shè)備200；

S10)同步信號到達授時子卡300；

S11)對同步和充電完成的授時子卡的保溫外殼600進行密封。將同步和充電完成的授時子卡300從恒溫裝置500中取出，用橡膠塞6004和金屬封蓋6005依次密封保溫外殼600的內(nèi)保溫部分和金屬殼體，以保證授時子卡從母船甲板到工作設(shè)備，如海底地震儀OBS，作業(yè)海域不存在較大的溫度差。

S12)將授時子卡安裝入工作設(shè)備中，對工作設(shè)備進行授時，保證多個工作設(shè)備陣元的同步。

本發(fā)明實施例中提供的一種多通道數(shù)據(jù)采集同步系統(tǒng)可以減少系統(tǒng)工作時對GPS的依賴，有效提高時間的精確度和穩(wěn)定度；當(dāng)授時子卡在工作設(shè)備作業(yè)時，可以有效減小因溫度變化導(dǎo)致的時間頻率漂移。

以上所述的具體實施方式，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。