本實(shí)用新型涉及一種數(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(cè)海洋天然氣水合物。將OBS放置在海底接收信號(hào)，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(jìn)行勘探。

無(wú)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(shí)有很多陣元形成陣列，將各個(gè)陣元采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理后形成數(shù)據(jù)圖像。這種方法需要各個(gè)陣元之間有較好的時(shí)間同步性。由于海底沒(méi)有GPS信號(hào)，各個(gè)陣元在海底工作時(shí)完全靠陣元內(nèi)部的時(shí)鐘來(lái)保持同步，因此時(shí)鐘的精度和穩(wěn)定度決定了各個(gè)陣元的同步性能并進(jìn)而決定了最后生成的數(shù)據(jù)圖像質(zhì)量。中國(guó)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(jí)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(hào)不好的場(chǎng)合應(yīng)用時(shí)多陣元之間同步的問(wèn)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(jìn)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(dá)50-70攝氏度，而海底的溫度一般在4攝氏度左右。在此過(guò)程中經(jīng)歷的較大溫差會(huì)導(dǎo)致陣元的時(shí)鐘產(chǎn)生漂移，從而影響陣元間的同步性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)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(shí)對(duì)GPS的依賴，有效提高時(shí)間的精確度和穩(wěn)定度；當(dāng)授時(shí)子卡在工作設(shè)備作業(yè)時(shí)，可以有效減小因溫度變化導(dǎo)致的時(shí)間頻率漂移。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型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(gè)或多個(gè)授時(shí)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(shí)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(kāi)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(shí)時(shí)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(rèn)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(kāi)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(kāi)口處由金屬封蓋密封；內(nèi)保溫部分用于容置授時(shí)子卡，其開(kāi)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(shí)子卡包括：授時(shí)子卡外殼、授時(shí)子卡接口、接口保護(hù)電路、時(shí)鐘馴服及解碼模塊、電源及電池管理模塊、電池和守時(shí)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(shí)設(shè)備和接口設(shè)備。

本實(shí)用新型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(shí)對(duì)GPS的依賴，有效提高時(shí)間的精確度和穩(wěn)定度；當(dāng)授時(shí)子卡在工作設(shè)備作業(yè)時(shí)，可以有效減小因溫度變化導(dǎo)致的時(shí)間頻率漂移。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)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(shí)子卡的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖1中授時(shí)子卡的保溫外殼剖面圖；

圖6為本實(shí)用新型實(shí)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(shí)施方式

下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)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(gè)或多個(gè)授時(shí)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(shí)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(shí)設(shè)備100、接口設(shè)備200。GPS天線102用于接收GPS時(shí)鐘信號(hào)；基地站守時(shí)設(shè)備100通過(guò)GPS天線102接收GPS時(shí)鐘信號(hào)，并將時(shí)鐘信號(hào)分配成同步的多路時(shí)鐘信號(hào)；接口設(shè)備200基地站守時(shí)設(shè)備100連接，用于將時(shí)鐘信號(hào)分配成多路同步時(shí)碼信號(hào)；授時(shí)子卡300安插在接口設(shè)備200上，用于將時(shí)碼信號(hào)進(jìn)行解碼，并在工作時(shí)同步各工作設(shè)備的時(shí)間。

工作時(shí)，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(shí)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(shí)設(shè)備100通過(guò)GPS天線接收GPS時(shí)鐘信號(hào)，通過(guò)接口設(shè)備200分成多路同步時(shí)碼信號(hào)，對(duì)授時(shí)子卡300進(jìn)行充電和同步，等待充電和同步完成之后將授時(shí)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(duì)工作設(shè)備進(jìn)行授時(shí)，保證多個(gè)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(kāi)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(shí)時(shí)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(rèn)溫度設(shè)定值功能。

工作時(shí)，按下開(kāi)關(guān)5021使同步系統(tǒng)的恒溫裝置500接通電源，長(zhǎng)時(shí)間按住功能鍵5025進(jìn)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(shí)的溫度，短時(shí)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(shí)子卡的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，授時(shí)子卡300包括授時(shí)子卡外殼301、授時(shí)子卡接口302、接口保護(hù)電路303、時(shí)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(shí)模塊307。授時(shí)子卡300的外部設(shè)置有保溫外殼600。

授時(shí)子卡外殼301能夠滿足一般野外工作防護(hù)等級(jí)要求的機(jī)械外殼。授時(shí)子卡接口302采用航天器接口。接口保護(hù)電路303用于防止授時(shí)子卡300熱插拔時(shí)產(chǎn)生的損害。守時(shí)模塊307同步于經(jīng)時(shí)鐘馴服及解碼模塊304解碼后的時(shí)間信號(hào)，當(dāng)授時(shí)子卡300脫離接口設(shè)備200后，高穩(wěn)定度的守時(shí)模塊307可以繼續(xù)提供高穩(wěn)定度的時(shí)頻信號(hào)，使得授時(shí)子卡300在24小時(shí)內(nèi)保持時(shí)間精度優(yōu)于1微秒時(shí)間。電源及電池管理模塊305用于對(duì)授時(shí)子卡300充放電流程進(jìn)行控制，并對(duì)授時(shí)子卡300的電池進(jìn)行管理，以減小授時(shí)子卡功耗。電池306采用適合野外應(yīng)用的寬溫電池。守時(shí)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(shí)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(kāi)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(kāi)口處由金屬封蓋6005密封；內(nèi)保溫部分6003用于容置授時(shí)子卡300，其開(kāi)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(shí)，金屬殼體6001用于保護(hù)授時(shí)子卡，外保溫部分6002用于隔熱和保護(hù)授時(shí)子卡，內(nèi)保溫部分6003用于保溫授時(shí)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為本實(shí)用新型實(shí)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(kāi)關(guān)5021，接通同步系統(tǒng)的恒溫裝置電源；

S2)長(zhǎng)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(shí)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(shí)設(shè)備100，通過(guò)GPS天線102接收GPS信號(hào)，并將所述時(shí)鐘信號(hào)分配成同步的多路時(shí)鐘信號(hào)；

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

S8)基地站守時(shí)設(shè)備100維持保持模式24小時(shí)；

S9)同步信號(hào)到達(dá)接口設(shè)備200；

S10)同步信號(hào)到達(dá)授時(shí)子卡300；

S11)對(duì)同步和充電完成的授時(shí)子卡的保溫外殼600進(jìn)行密封。將同步和充電完成的授時(shí)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(shí)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(shí)子卡安裝入工作設(shè)備中，對(duì)工作設(shè)備進(jìn)行授時(shí)，保證多個(gè)工作設(shè)備陣元的同步。

本實(shí)用新型實(shí)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(shí)對(duì)GPS的依賴，有效提高時(shí)間的精確度和穩(wěn)定度；當(dāng)授時(shí)子卡在工作設(shè)備作業(yè)時(shí)，可以有效減小因溫度變化導(dǎo)致的時(shí)間頻率漂移。

以上所述的具體實(shí)施方式，對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式而已，并不用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。