[发明专利]一种基于浮标平台的水声信号同步时刻计算系统及方法在审
| 申请号： | 201811123273.X | 申请日： | 2018-09-26 |
| 公开（公告）号： | CN109412734A | 公开（公告）日： | 2019-03-01 |
| 发明（设计）人： | 赵晨;赵俊鹏;张海岩;李振;张宇飞 | 申请（专利权）人： | 北京航天控制仪器研究所 |
| 主分类号： | H04J3/06 | 分类号： | H04J3/06;G01S19/25;G01S15/88;G01S7/526;H04B11/00;H04B13/02 |
| 代理公司： | 中国航天科技专利中心 11009 | 代理人： | 马全亮 |
| 地址： | 100854 北京*** | 国省代码： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 同步时刻 水声信号 浮标 秒脉冲 计算系统 数字信号处理器 定时器 水声定位系统 秒脉冲信号 处理周期 关系确定 计算公式 快速响应 时间参考 时间基准 时间同步 时间统一 水声数据 有效信号 世界时 数据处理 对齐 采样点 水声 远岸 计时 应用 统一 | ||
1.一种基于浮标平台的水声信号同步时刻计算系统，其特征在于包括：浮标平台、水声信号采集单元、GPS接收机以及数字信号处理器；
浮标平台漂浮在水中，水声信号采集单元、GPS接收机以及数字信号处理器均安装在浮标平台上；水声信号采集单元用于在数字信号处理器的控制下按照设定的采样率采集水声信号；GPS接收机输出秒脉冲和GPS时间信息，用于提供时间同步参考；数字信号处理器接收水声信号数据、秒脉冲与GPS时间信息，并进行水声信号的同步时刻计算。
2.根据权利要求1所述的一种基于浮标平台的水声信号同步时刻计算系统，其特征在于：
所述数字信号处理器包括信号提取模块、序号生成模块、秒脉冲接收单元、GPS时间信息接收单元、比较模块、同步时刻计算模块以及定时器；
水声信号采集单元采集到的水声信号送入信号提取模块以及序号生成模块，序号生成模块根据每个采样点的数据的到来顺序生成采样点序号，并将所述采样点序号提供给信号提取模块、秒脉冲接收单元以及GPS时间信息接收单元；
信号提取模块根据预设阈值进行有效信号检测，提取出有效水声信号，并将该有效水声信号对应的采样点序号送入同步时刻计算模块中；
秒脉冲接收单元接收GPS接收机输出的秒脉冲信号，并将秒脉冲信号对应的采样点序号送入比较模块和同步时刻计算模块；
GPS时间信息接收单元接收GPS接收机输出的GPS时间信息，并将GPS时间信息对应的采样点序号送入比较模块，将GPS时间信息送入同步时刻计算模块；
比较模块对秒脉冲信号对应的采样点序号和GPS时间信息的采样点序号大小进行比较，将脉冲和GPS时间信息的相对关系送入同步时刻计算模块中；
同步时刻计算模块根据秒脉冲和GPS时间信息的相对关系、秒脉冲信号对应的采样点序号、GPS时间信息以及有效水声信号对应的采样点序号，计算得到有效水声信号的同步时刻；
定时器持续产生1秒的定时时间，控制序号生成模块的清零周期和同步时刻计算模块的计算周期。
3.根据权利要求1所述的一种基于浮标平台的水声信号同步时刻计算系统，其特征在于：GPS接收机以1Hz的频率输出秒脉冲和GPS时间信息。
4.根据权利要求2所述的一种基于浮标平台的水声信号同步时刻计算系统，其特征在于：当npps<nGPS时，
同步时刻计算模块计算有效水声信号的同步时刻，通过如下公式进行：
其中，Tsignal为有效水声信号的同步时刻，npps为秒脉冲信号对应的采样点序号，nGPS为GPS时间信息对应的采样点序号，TGPS为GPS时间信息，nsignal为有效水声信号对应的采样点序号，fs为水声信号的采样率。
5.根据权利要求2所述的一种基于浮标平台的水声信号同步时刻计算系统，其特征在于：当npps≥nGPS时，
同步时刻计算模块计算有效水声信号的同步时刻，通过如下公式进行：
其中，Tsignal为有效水声信号的同步时刻，npps为秒脉冲信号对应的采样点序号，nGPS为GPS时间信息对应的采样点序号，TGPS为GPS时间信息，nsignal为有效水声信号对应的采样点序号，fs为水声信号的采样率。
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