一種基于北斗衛星的分布式電磁法儀器同步系統及方法技術方案

本發明專利技術公開了一種基于北斗衛星的分布式電磁法儀器同步系統及方法，該方法包括：發射機和接收機分別與北斗衛星建立連接，實現位置定位和時間同步；發射機和接收機獲取秒脈沖信號，并根據秒脈沖信號調整自身溫補晶振，使其頻率達到預設值；在野外作業過程中，發射機和接收機通過北斗衛星進行相互通信，及時調整作業過程。通過上述方式，本發明專利技術能夠集授時、定位、通信功能于一體，方便數據采集流程的及時調整，從而保證采集數據的質量并提高野外作業的效率。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及野外數據采集
，特別是涉及一種基于北斗衛星的分布式電磁法儀器同步系統及方法。
技術介紹
分布式大地電磁法儀器作業時，一般是一臺發射機向外發射信號，其按照既定的時刻參數表在不同的時間段發射不同的頻率信號。若干臺接收機也依照相同的時刻表設置參數設置相應參數，采集信號并處理分析。一般而言，發射機與接收機所處的作業區距離達幾公里以上，接收機也按照一定的規劃分布在各處，彼此之間沒有線纜相連，亦無信息交互。為使得發射機和接收機在動作上同步，目前所使用的方法是在發射機和接收機上都配置GPS接收機，依據GPS授時進行同步操作。這種方法的缺點是，發射機和接收機所遵循的時刻表只能在作業之前設定，一旦開始作業，則不能更改或調整時刻表。然而在實際野外作業中，由于工區現場地學特性不同，不同頻率信號所需的測量時間并不相同，為了取得完整、優質的數據，在設計時刻表時需要將各頻率信號的時間設置到足夠長，而若更改或調整參數，只能停止當前作業，這不利于實現高效率作業。另一方面，分布式大地電磁法儀器作業地通常在野外，公共通信手段相對較為落后或者根本沒有，這使得人工交流較為困難，不利于上述操作流程的進行。
技術實現思路
本專利技術主要解決的技術問題是提供一種基于北斗衛星的分布式電磁法儀器同步系統及方法，能夠集授時、定位、通信功能于一體，方便數據的及時調整，從而保證了采集數據的質量。為實現上述目的，本專利技術采用的一個技術方案是：提供一種基于北斗衛星的分布式電磁法儀器同步方法包括：發射機和接收機分別與北斗衛星建立連接，實現位置定位和時間同步；所述發射機和接收機獲取秒脈沖信號，并根據秒脈沖信號調整自身溫補晶振，使其頻率達到預設值；在野外作業過程中，所述發射機和所述接收機通過所述北斗衛星進行相互通信，及時調整作業過程。其中，實現時間同步的步驟包括：獲取秒脈沖信號，所述秒脈沖信號的上升沿為秒的起始時刻；所述發射機和接收機分別獲取其自身的NMEA語句，所述NMEA語句包括緯度、高程、時間以及速度信息；所述發射機和接收機分別根據自身的NMEA語句與所述秒脈沖信號實現時間同步。其中，根據秒脈沖信號調整自身溫補晶振的步驟包括：所述接收機和所述發射機分別對自身的溫補晶振輸出的信號進行計數，在N個所述秒脈沖信號的脈沖時間內，得到的計數值是n，則溫補晶振的頻率是F＝n/N(Hz)；將所述F與其預設值進行對比，根據誤差調節所述溫補晶振的調節控制電壓，使其輸出頻率與預設值之間的誤差小于預設的閾值。其中，發射機和所述接收機通過所述北斗衛星進行相互通信的步驟包括：采集數據步驟：在一特定頻率段內，所述接收機采集數據并進行計算，并評估所采集的數據的質量，以確定是否獲取了所述特定頻率段內的足夠數量的數據；評估步驟：所述接收機完成采集的數據的質量評估后，通過所述北斗衛星將評估結果傳送給所述發射機；調整步驟：所述發射機在收到所有入網的接收機的消息后，做進一步分析判斷，對發射信號的功率強度做出調整，并將時間和功率強度的信息群發給所有接收機；反復執行所述采集數據步驟、評估步驟以及調整步驟，以使接收機獲取到預設質量的數據；完成一個特定頻率段的信號發射后，所述發射機做出調整，改變發射頻率，同樣使用北斗衛星將新調整的信息發送給接收機，所述接收機繼續采集數據。其中，基于北斗衛星的分布式電磁法儀器同步方法還包括：在進行采集數據前，設定參數表，所述參數表包含發射信號的頻率及其持續時間參數信息，所述接收機和發射機各自保存，以備用。為解決上述技術問題，本專利技術采用的另一個技術方案是：提供一種基于北斗衛星的分布式電磁法儀器同步系統，該基于北斗衛星的分布式電磁法儀器同步系統包括發射機、接收機、北斗衛星以及地面控制器，其中：所述發射機和接收機分別包括第一收發模塊和第二收發模塊，所述第一收發模塊和所述第二收發模塊分別與所述北斗衛星建立連接，實現所述發射機和接收機的位置定位和時間同步；所述第一收發模塊和所述第二收發模塊分別輸出秒脈沖信號，所述發射機和接收機分別包括第一主控制器和第二主控制器，所述第一主控制器和所述第二主控制器分別獲取所述秒脈沖信號，并根據秒脈沖信號調整所述發射機和所述接收機自身的溫補晶振，使其頻率達到預設值；在野外作業過程中，所述發射機的第一收發模塊和所述接收機的第二收發模塊通過所述北斗衛星進行相互通信，及時調整作業過程。其中，第一主控制器和所述第二主控器分別獲取秒脈沖信號，所述秒脈沖信號的上升沿為秒的起始時刻；所述第一收發模塊和所述第二收發模塊分別輸出自身的NMEA語句，所述NMEA語句包括緯度、高程、時間以及速度信息；所述第一主控制器和所述第二主控器分別獲取所述第一收發模塊和所述第二收發模塊輸出的NMEA語句，并分別根據獲取的NMEA語句與所述秒脈沖信號實現時間同步。其中，發射機和所述接收機分別包括第一計數器和第二計數器，所述第一計數器和所述第二計數器分別對所述發射機和所述接收機自身的溫補晶振輸出的信號進行計數，在N個所述秒脈沖信號的脈沖時間內，得到的計數值是n，則所述第一主控制器和所述第二主控制器計算各自的溫補晶振的頻率是F＝n/N(Hz)，并將所述F與其預設值進行對比，根據誤差調節所述溫補晶振的調節控制電壓，使其輸出頻率與預設值之間的誤差小于預設的閾值。其中，接收機還包括采集模塊，在一特定頻率段內，所述采集模塊采集數據，所述第二主控器進行計算，并評估所采集的數據的質量，以確定是否獲取了所述特定頻率段內的足夠數量的數據；所述采集模塊完成采集的數據的質量評估后，所述第二收發模塊通過所述北斗衛星將評估結果傳送給所述發射機的第一收發模塊；所述第一收發模塊在收到所有入網的接收機的消息后，所述第一主控器做進一步分析判斷，對發射信號的功率強度做出調整，所述第一收發模塊將時間和功率強度的信息群發給所有接收機；反復采集數據、對數據進行質量評估以及對發射信號的功率強度進行調整，以使接收機獲取到預設質量的數據；完成一個特定頻率段的信號發射后，所述發射機的第一主控制器做出調整，改變發射頻率，所述第一收發模塊同樣使用北斗衛星將新調整的信息發送給接收機，所述接收機繼續采集數據。其中，地面控制器在進行采集數據前，設定參數表，所述參數表包含發射信號的頻率及其持續時間參數信息，所述接收機和發射機各自保存，以備用。本專利技術的有益效果是：區別于現有技術的情況，本專利技術提供一種基于北斗衛星的分布式電磁法儀器同步系統及方法，該方法包括：發射機和接收機分別與北斗衛星建立連接，實現位置定位和時間同步；所述發射機和接收機獲取秒脈沖信號，并根據秒脈沖信號調整自身溫補晶振，使其頻率達到預設值；在野外作業過程中，發射機和接收機通過北斗衛星進行相互通信，及時調整作業過程。因此，本專利技術能夠集授時、定位、通信功能于一體，方便數據的及時調整，從而保證了采集數據的質量。附圖說明圖1是本專利技術實施方式提供的一種基于北斗衛星的分布式電磁法儀器同步方法的流程圖；圖2是本專利技術實施方式提供的一種基于北斗衛星的分布式電磁法儀器同步系統的結構示意圖。具體實施方式參閱圖1，圖1是本專利技術實施方式提供的一種基于北斗衛星的分布式電磁法儀器同步方法的流程圖。如圖1所示，本實施例的方法包括以下步驟：步驟S1：發射機和接收機分別與北斗衛星建立連接，實現位置定位和本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于北斗衛星的分布式電磁法儀器同步方法，其特征在于，所述基于北斗衛星的分布式電磁法儀器同步方法包括：發射機和接收機分別與北斗衛星建立連接，實現位置定位和時間同步；所述發射機和接收機獲取秒脈沖信號，并根據秒脈沖信號調整自身溫補晶振，使其頻率達到預設值；在野外作業過程中，所述發射機和所述接收機通過所述北斗衛星進行相互通信，及時調整作業過程。

【技術特征摘要】
1.一種基于北斗衛星的分布式電磁法儀器同步方法，其特征在于，所述基于北斗衛星的分布式電磁法儀器同步方法包括：發射機和接收機分別與北斗衛星建立連接，實現位置定位和時間同步；所述發射機和接收機獲取秒脈沖信號，并根據秒脈沖信號調整自身溫補晶振，使其頻率達到預設值；在野外作業過程中，所述發射機和所述接收機通過所述北斗衛星進行相互通信，及時調整作業過程。2.根據權利要求1所述的基于北斗衛星的分布式電磁法儀器同步方法，其特征在于，所述實現時間同步的步驟包括：獲取秒脈沖信號，所述秒脈沖信號的上升沿為秒的起始時刻；所述發射機和接收機分別獲取其自身的NMEA語句，所述NMEA語句包括緯度、高程、時間以及速度信息；所述發射機和接收機分別根據自身的NMEA語句與所述秒脈沖信號實現時間同步。3.根據權利要求1所述的基于北斗衛星的分布式電磁法儀器同步方法，其特征在于，所述根據秒脈沖信號調整自身溫補晶振的步驟包括：所述接收機和所述發射機分別對自身的溫補晶振輸出的信號進行計數，在N個所述秒脈沖信號的脈沖時間內，得到的計數值是n，則溫補晶振的頻率是F＝n/N(Hz)；將所述F與其預設值進行對比，根據誤差調節所述溫補晶振的調節控制電壓，使其輸出頻率與預設值之間的誤差小于預設的閾值。4.根據權利要求1所述的基于北斗衛星的分布式電磁法儀器同步方法，其特征在于，所述發射機和所述接收機通過所述北斗衛星進行相互通信的步驟包括：采集數據步驟：在一特定頻率段內，所述接收機采集數據并進行計算，并評估所采集的數據的質量，以確定是否獲取了所述特定頻率段內的足夠數量的數據；評估步驟：所述接收機完成采集的數據的質量評估后，通過所述北斗衛星將評估結果傳送給所述發射機；調整步驟：所述發射機在收到所有入網的接收機的消息后，做進一步分析判斷，對發射信號的功率強度做出調整，并將時間和功率強度的信息群發給所有接收機；反復執行所述采集數據步驟、評估步驟以及調整步驟，以使接收機獲取到預設質量的數據；完成一個特定頻率段的信號發射后，所述發射機做出調整，改變發射頻率，同樣使用北斗衛星將新調整的信息發送給接收機，所述接收機繼續采集數據。5.根據權利要求1所述的基于北斗衛星的分布式電磁法儀器同步方法，其特征在于，所述基于北斗衛星的分布式電磁法儀器同步方法還包括：在進行采集數據前，設定參數表，所述參數表包含發射信號的頻率及其持續時間參數信息，所述接收機和發射機各自保存，以備用。6.一種基于北斗衛星的分布式電磁法儀器同步系統，其特征在于，所述基于北斗衛星的分布式電磁法儀器同步系統包括發射機、接收機、北斗衛星以及地面控制器，其中：所述發射機和接收機分別包括第一收發模塊和第二收發模塊，所述第一收發模塊和所述第二收發模塊分別與所述北斗衛星建立連接...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊永友，王中興，底青云，張文秀，陳彬彬，裴仁忠，吳樹軍，
申請(專利權)人：中國科學院地質與地球物理研究所，
類型：發明
國別省市：北京;11