[发明专利]一种海洋地震勘测系统中时钟分发的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种时钟分发技术，具体地，涉及一种海洋地震勘测系统中时钟分发的方法及系统。

背景技术

海上地震勘探系统由一至多条水下电缆组成，每条电缆由甲板电缆、光纤前导段、工作段、数字包以及尾靶等部分串联而成。其中，工作段是水下系统的核心组成部分之一，在其中等间距地放置大量的水听器(单个或组合形式)，从而形成一个有着巨大覆盖面积的传感器阵列。图1是分布式工作段的典型结构。在该种分布式拖缆工作段中，采集板被等间距地放置在缆中，每块负责4通道水听器信号的数字化处理，数字化后的信号通过本地RS485协议传输到数字包上。水下系统所有数字包都通过高速串行通道进行级联，从而保证水下所有采集板的数据能够通过数字包逐级上传到船载记录系统中^[10，11]。因此，数字包起着三个方面的作用，即工作段间的物理连接、本地8块采集板的电源分配和数据收集、数据逐级上传和命令逐级下发。

分布式的工作段拖缆结构，使得水听器模拟信号的传输距离大大降低，从而十分有利于信号的高质量传输。同时由于传输的信号全是数字化后的数据，模拟信号经限于工作段内的局部传输，因此整条水下拖缆的总通道数规模就完全由数字信号的传输能力和电源系统的供电能力所决定了，从而大大提高了单缆的带道能力。这种分布式结构是一种二级流水线数据传输结构，它在该数据传输带来便利的同时，却也给系统同步带来了麻烦。

为了适应大范围地震勘探数据采集的要求，并具备三维甚至是时移地震勘探的能力，多缆规模的系统是必然的趋势。然而，如果这种系统中的每个模块都采用独立的本地时钟进行工作，则会出现很多问题。首先，各个模块时钟的频率不可能完全一致，这会造成各模块采样间隔和工作不掉的不一致性；其次，各模块独立时钟变化(包括自身的稳定性、环境的影响等)的不一致性，同样会造成系统不同步。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种海洋地震勘测系统中时钟分发的方法及系统，能够实现在多拖缆系统中的时钟同步分发。

本发明公开的海洋地震勘测系统中时钟分发的方法，应用于多拖缆系统中，包括：

主控工作站将嵌入时钟的命令数据通过高速串行通道依次发送给级联的各级拖缆中的拖缆接口板；

各级电缆中的拖缆接口板接收到所述嵌入时钟的命令数据后，提取所述嵌入的时钟，并通过下行命令通道依次分发给本级拖缆中的所有数字包；

各级拖缆中的尾包接收到所述下行命令通道中的时钟后，将所述时钟通过上行数据通道依次经过本机拖缆上的各个数字包回环至本级拖缆中的拖缆接口板。

较佳地，各级拖缆中的拖缆接口板接收到所述嵌入时钟的命令数据，提取所述嵌入的时钟后，将所述时钟进行提纯和去抖动处理。

较佳地，各级拖缆中的各个数字包接收到下行命令通道下发的命令数据，提取所述嵌入的时钟后，将所述时钟进行提纯和去抖动处理。

较佳地，各级拖缆接口板接收到所述上行数据通道上传的上行数据，提取所述嵌入的时钟后，将所述时钟进行提纯和去抖动处理。

较佳地，各级拖缆中的各个数字包接收到上行数据通道上传的上行数据，提取所述嵌入的时钟后，将所述时钟进行提纯和去抖动处理。

本发明还公开了一种海洋地震勘测系统中时钟分发系统，应用于多拖缆系统中，包括：

设置于主控工作站中的：

时钟源发送模块，设置于主控工作站中，用于将嵌入时钟的命令数据通过高速串行通道依次发送给级联的各级拖缆中的拖缆接口板；

以及设置在各个拖缆接口板的：

第一时钟接收模块，用于接收所述主控工作站或上级拖缆发送的所述嵌入时钟的命令数据；

第一时钟恢复模块，用于将接收的所述命令数据中，提取出所述时钟；

第一时钟发送模块，用于将所述提取出的时钟通过高速串行通道分发给下级拖缆中的拖缆接口板；

第二时钟发送模块，用于将所述提取出的时钟通过下行命令通道依次分发给所述拖缆中的所有数字包

第二时钟接收模块，用于接收本级拖缆中的数字包通过上行数据通道上传的嵌入时钟的上行数据；

第二时钟恢复模块，用于将接收的所述上行数据通道上传的嵌入时钟的上行数据中，提取出所述时钟；

以及设置在各个数字包中的：

第一时钟接收模块，用于接收拖缆接口板或上级数字包发送的所述嵌入时钟的命令数据；

第一时钟恢复模块，用于将接收的所述命令数据中，提取出所述时钟；