[发明专利]基于感应耦合通讯的水下时间校准和同步系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于感应耦合通讯的水下时间校准和同步系统及方法，该系统包括包塑钢缆和具有感应耦合功能的水下仪器，水下仪器耦合在包塑钢缆上，在包塑钢缆上设置有浮球组，包塑钢缆的底端通过声学释放器与重力锚相连；所述水下仪器被设置为1台具有发送和接收时间信号功能的主机，以及若干台不具有发送时间信号功能但具有接收时间信号功能的从机。该系统中主机通过感应的方式定期向从机发送一次时间校准信号，从机接收到信号后对内部高精度、低温漂的时钟(如原子钟系统)进行修正，以保证各从机系统内部的守时精度。采用感应耦合通讯系统的仪器不需要电缆通讯，因此该系统布放位置灵活、成本低、海上作业风险小。

技术领域

本发明涉及一种海洋仪器水下时间校准和同步系统及方法，具体地说是涉及一种基于感应耦合通讯的水下时间校准和同步系统及方法。

背景技术

海洋仪器在水下进行长期定点观测时，无法直接通过GPS或者NTP(Network TimeProtocol)对其内部系统时间进行校准，长期布放在水下会产生较大时间误差。这对需要使用高精准时间参数进行水下观测或声学探测造成了极大的技术瓶颈。例如，传统声学仪器(如水听器)主要通过水下电缆对多个水下仪器进行时间同步，但是水下电缆的使用成本极高，且仪器通过硫化的方式固定在水下电缆上，仪器位置无法调整。

发明内容

基于上述技术问题，本发明提供一种基于感应耦合通讯的水下时间校准和同步系统及方法。

本发明所采用的技术解决方案是：

一种基于感应耦合通讯的水下时间校准和同步系统，包括包塑钢缆和具有感应耦合功能的水下仪器，水下仪器耦合在包塑钢缆上，在包塑钢缆上设置有浮球组，包塑钢缆的底端通过声学释放器与重力锚相连；所述水下仪器被设置为1台具有发送和接收时间信号功能的主机，以及若干台不具有发送时间信号功能但具有接收时间信号功能的从机。

优选的，所述主机包括第一实时时钟数据记录器、第一振荡器时钟、第一微处理器和第一感应耦合调节器，第一实时时钟数据记录器与第一振荡器时钟连接，第一振荡器时钟与第一微处理器连接，第一微处理器与第一感应耦合调节器连接，第一感应耦合调节器上配置有第一感应耦合磁环；所述从机包括第二感应耦合调节器、第二微处理器、第二振荡器时钟和第二实时时钟数据记录器，第二感应耦合调节器上配置有第二感应耦合磁环，包塑钢缆从第一感应耦合磁环和第二感应耦合磁环中穿过，第二感应耦合调节器与第二微处理器连接，第二微处理器与第二振荡器时钟连接，第二振荡器时钟连接第二实时时钟数据记录器。

优选的，所述水下仪器包括水听器和温盐深仪。

一种基于感应耦合通讯的水下时间校准和同步方法，采用上述的系统，步骤如下：

包塑钢缆穿过主机和从机的磁环，其两端有一部分裸露在海水中，与海水形成一个闭合回路；主机发送时间信号通过载波加到主机磁环的初级绕组上，则在包塑钢缆与海水串联构成的回路中感应出电流，电流通过包塑钢缆传输到从机处，从机磁环上的次级绕组感应出电动势，并输送到从机进行解调以获得主机传输的时间信号。

具体地：

主机将内部时钟时间传输给第一微处理器，第一微处理器将时间信号传输给第一感应耦合调节器，并通过包塑钢缆感应耦合方式传输到从机；

从机接收到信号后，内部第二微处理器利用主机传递的时间信号对从机的时钟进行调整。

上述主机通过接收GPS时间信号进行校准。

更为具体地：