[发明专利]一种XCTD远距离命令及数据传输方法

说明书

本发明属于海洋科学调查技术领域，特别涉及一种XCTD远距离命令及数据传输方法。所述系统基于命令与数据传输的时分复用时序，进行从甲板单元至探头的下行命令信号传输和由探头至甲板单元的上行数据信号传输的切换；在同一物理传输通路上实现信号的时分复用。能够实现海水中远距离命令和数据的传输，并在接收端进行高保真的数据提取，最终实现XCTD数据的有效传输，具有较强的抗电磁干扰和抗噪声能力。

技术领域

本发明属于海洋科学调查技术领域，特别涉及一种XCTD远距离命令及数据传输方法。

背景技术

投弃式温盐深测量仪(XCTD——Expendable Conductivity,Temperature,andDepth Profiler)使用方便，可以快速获取大面积海域的温度、盐度、深度等剖面资料，为海洋调查、科学研究、军事应用提供了先进的测量手段。由于海水的温度、盐度等参数对潜艇航行安全、隐蔽、水下通信、水下攻击以及水面舰艇和飞机的探潜和反潜行动都具有非常重要的意义，因此，投弃式温盐深测量仪的发展一直受到军方的重视和支持，并得到快速的发展。

对于投弃式设备的关键测量技术，国外发达国家对我实行技术封锁。国内已有的投弃式温盐深测量仪(XCTD)水中信号传输的研究大多停留在信道分析、理论建模及实验室测试阶段。因对传输信号要求的差别，使得XCTD的命令及数据水中传输也很难借鉴其他投弃式设备的传输方式。

XCTD信号的水中传输主要包括下行的命令传输和上行的数据传输两个方面。现有技术中，在实际的传输过程中，面临陆地上经常采用的传输方式无法适应海水中传输的技术问题，极易因漆包线个别区段或点位的漆层过薄或存在针孔，使漆包线的绝缘层被线上的高压击穿，导致整个测量的失败。

发明内容

针对目前国内XCTD研究面临的主要瓶颈，本发明推出一种投弃式XCTD水下远距离命令及数据传输方法，其目的在于，根据工作时序，在同一传输导线上，进行高压电信号命令与低压电信号数据传输的切换；在XCTD的传感器采集到被测海水参数数据时，将相关信号转化为低压差分信号，再通过相移键控技术进行调制和解调，并在甲板接收单元实现高保真数据提取。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种XCTD远距离命令及数据传输系统，所述系统包括：甲板单元、探头发射装置、探头用于连接所述探头发射装置和所述探头的传输漆包线；

所述甲板单元包括控制单元以及和所述控制单元连接的数据解调模块；所述探头发射装置和单刀双掷装置连接，所述探头发射装置通过所述单刀双掷装置实现和所述数据解调模块的连接或断开连接；

根据工作时序，当进行命令信号传输时，所述单刀双掷装置的触点a、b分别和高电平触点a2、接地线触点b2接触，以完成下行命令信号传输；当完成下行命令信号传输后，所述单刀双掷装置的触点a、b分别和所述数据解调模块装置上的触点a1、b1接触，实现上行数据传输。

进一步地，所述探头包括数据采集板、传感器；所述数据采集板的下端和所述传感器连接，上端和所述传输漆包线连接；

所述数据采集板包括数据采集单元，所述数据采集单元包括数据调制模块，所述数据调制模块用于将传感器采集到的原始测量信号调制成为低压差分信号。

进一步地，所述数据调制模块包括依次连接的放大滤波器、A/D转换器、QPSK调制单元以及差分驱动器；

所述放大滤波器，用于滤除原始测量信号中噪声的干扰；

所述A/D转换器，将所述放大滤波器的输出信号转换为数字信号；

所述QPSK调制单元，包括串并转换器、四项载波器、带通滤波器；在QPSK调制单元中，所述串并转换器完成对所述数字信号的串并转换，由所述四项载波器配合电平的变化实现信号的载波调制，调制后的信号通过所述带通滤波滤除噪声；