[实用新型]一种基于双向时间比对的水下时间同步系统

说明书

本实用新型公开了一种基于双向时间比对的水下时间同步系统，包括两个设置在水下的时间同步单元，所述时间同步单元包括时间编码模块、激光发射接收模块、水波消抖模块、时间解码测量模块、时延模块；利用双向传递时间信息，即在两个时间同步单元之间将以原子钟作为高稳时基得到的时间编码信号调制到激光信号上，再双向传递。利用双向解码出来的时间信号计算得到两个时间同步单元之间的时延，进而调整两个时间同步单元的时延，实现两个时间同步单元水下高精度的时间同步，实现了水下任意两个时间同步单元之间的精确时间同步。

技术领域

本实用新型属于时间同步的技术领域，具体涉及一种基于双向时间比对的水下时间同步系统。

背景技术

高精度时频同步技术在遥测定位、天文观测、多基地雷达和通信等领域有着广泛应用。现有时频同步大多局限于地面或者空气环境，随着人类对水下、特别是海洋探索的不断深入，水下信息传输和监测网的建设已经成为各国科学研究的重点。水下信息传输链路主要将布防在海洋中的各种传感器和观测仪器连接起来，形成一个水下高效、稳定的信息传输网络，可对海洋进行长期、连续、高效的实时观测和信息采集。但是水下环境很复杂，且网络所含节点、各类传输设备、观测仪器众多，网络覆盖面广。如果没有统一的时间频率标准，观测仪器采集的数据传送到岸基时就失去了准确性和时效性。此外，在军事应用上，由于潜水器长期在水下作业，需要定期对其实施时频同步，以保证潜水器的守时精度。现有水下信号传递方式主要采用超声技术和光纤通信，其中超声技术由于带宽太低无法在水下实现高精度的时间同步，而光纤通信需要固有的光纤信道，对于大量水下移动目标来说构建光纤同步链路无法实现目前。鉴于目前在水下无法实现高精度同步，潜水器只能在水面开展时频同步作业。这样一来，作为敏感目标，潜水器被侦测到的概率大为增加。因此，针对水下各网络节点、仪器及传感器、以及潜水器的特点，实用新型合适的、特定的水下高精度时频同步技术，对于水下信息传输监测网、以及军事应用都具有十分重大的意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于双向时间比对的水下时间同步系统，通过在水下设置两个时间同步单元，将时钟信号调制为激光信号后在两个时间同步单元之间进行交互传输，进而实现双向时钟信号的获取，并通过计算两个时间同步单元之间的时钟信号之间的时间间隔以实现时延调节。利用双向解码出来的时间信号计算得到两个时间同步单元之间的时延，进而调整两个时间同步单元的时延，实现两个时间同步单元水下高精度的时间同步。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种基于双向时间比对的水下时间同步系统，包括两个设置在水下的时间同步单元，所述时间同步单元包括：

时间编码模块：用于编码提供时钟信号；

激光发射接收模块：用于将时间编码模块提供的时钟信号调制为激光信号并将激光信号与另一个时间同步单元中的激光发射结构模块进行交互传递；

水波消抖模块：用于对接收到的激光信号的光束方向进行消抖稳定；

时间解码测量模块：用于将接收到的激光信号解码以得到另一个时间同步单元的时钟信号，并根据自身的时钟信号与另一个时间同步单元的时钟信号计算时间间隔；

时延模块：根据计算得到的时间间隔调整时延以使两个时间同步单元的时钟同步。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述数字PI控制器通过转向镜驱动器控制高速转向镜进行转动；所述分光镜的出射端与准直器组的入射端之间设置有调节光路的反射镜。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述准直器组包括依次连接的第一准直器、波导光纤、第二准直器，所述第一准直器用于结构经过分光镜转向的激光信号并通过波导光纤将激光信号传递至第二准直器进行输出。