[发明专利]一种基于北斗卫星的分布式电磁法仪器同步系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及野外数据采集技术领域，特别是涉及一种基于北斗卫星的分布式电磁法仪器同步系统及方法。

背景技术

分布式大地电磁法仪器作业时，一般是一台发射机向外发射信号，其按照既定的时刻参数表在不同的时间段发射不同的频率信号。若干台接收机也依照相同的时刻表设置参数设置相应参数，采集信号并处理分析。一般而言，发射机与接收机所处的作业区距离达几公里以上，接收机也按照一定的规划分布在各处，彼此之间没有线缆相连，亦无信息交互。

为使得发射机和接收机在动作上同步，目前所使用的方法是在发射机和接收机上都配置GPS接收机，依据GPS授时进行同步操作。这种方法的缺点是，发射机和接收机所遵循的时刻表只能在作业之前设定，一旦开始作业，则不能更改或调整时刻表。然而在实际野外作业中，由于工区现场地学特性不同，不同频率信号所需的测量时间并不相同，为了取得完整、优质的数据，在设计时刻表时需要将各频率信号的时间设置到足够长，而若更改或调整参数，只能停止当前作业，这不利于实现高效率作业。

另一方面，分布式大地电磁法仪器作业地通常在野外，公共通信手段相对较为落后或者根本没有，这使得人工交流较为困难，不利于上述操作流程的进行。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种基于北斗卫星的分布式电磁法仪器同步系统及方法，能够集授时、定位、通信功能于一体，方便数据的及时调整，从而保证了采集数据的质量。

为实现上述目的，本发明采用的一个技术方案是：提供一种基于北斗卫星的分布式电磁法仪器同步方法包括：发射机和接收机分别与北斗卫星建立连接，实现位置定位和时间同步；所述发射机和接收机获取秒脉冲信号，并根据秒脉冲信号调整自身温补晶振，使其频率达到预设值；在野外作业过程中，所述发射机和所述接收机通过所述北斗卫星进行相互通信，及时调整作业过程。

其中，实现时间同步的步骤包括：获取秒脉冲信号，所述秒脉冲信号的上升沿为秒的起始时刻；所述发射机和接收机分别获取其自身的NMEA语句，所述NMEA语句包括纬度、高程、时间以及速度信息；所述发射机和接收机分别根据自身的NMEA语句与所述秒脉冲信号实现时间同步。

其中，根据秒脉冲信号调整自身温补晶振的步骤包括：

所述接收机和所述发射机分别对自身的温补晶振输出的信号进行计数，在N个所述秒脉冲信号的脉冲时间内，得到的计数值是n，则温补晶振的频率是F＝n/N(Hz)；

将所述F与其预设值进行对比，根据误差调节所述温补晶振的调节控制电压，使其输出频率与预设值之间的误差小于预设的阈值。

其中，发射机和所述接收机通过所述北斗卫星进行相互通信的步骤包括：

采集数据步骤：在一特定频率段内，所述接收机采集数据并进行计算，并评估所采集的数据的质量，以确定是否获取了所述特定频率段内的足够数量的数据；

评估步骤：所述接收机完成采集的数据的质量评估后，通过所述北斗卫星将评估结果传送给所述发射机；

调整步骤：所述发射机在收到所有入网的接收机的消息后，做进一步分析判断，对发射信号的功率强度做出调整，并将时间和功率强度的信息群发给所有接收机；

反复执行所述采集数据步骤、评估步骤以及调整步骤，以使接收机获取到预设质量的数据；

完成一个特定频率段的信号发射后，所述发射机做出调整，改变发射频率，同样使用北斗卫星将新调整的信息发送给接收机，所述接收机继续采集数据。

其中，基于北斗卫星的分布式电磁法仪器同步方法还包括：

在进行采集数据前，设定参数表，所述参数表包含发射信号的频率及其持续时间参数信息，所述接收机和发射机各自保存，以备用。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种基于北斗卫星的分布式电磁法仪器同步系统，该基于北斗卫星的分布式电磁法仪器同步系统包括发射机、接收机、北斗卫星以及地面控制器，其中：所述发射机和接收机分别包括第一收发模块和第二收发模块，所述第一收发模块和所述第二收发模块分别与所述北斗卫星建立连接，实现所述发射机和接收机的位置定位和时间同步；所述第一收发模块和所述第二收发模块分别输出秒脉冲信号，所述发射机和接收机分别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别获取所述秒脉冲信号，并根据秒脉冲信号调整所述发射机和所述接收机自身的温补晶振，使其频率达到预设值；在野外作业过程中，所述发射机的第一收发模块和所述接收机的第二收发模块通过所述北斗卫星进行相互通信，及时调整作业过程。