[发明专利]定位与水深数据的同步电路及处理电路运行方法

说明书

本发明涉及定位与水深数据的同步电路及处理电路运行方法，其中的同步电路，包括GPS定位设备、同步电路模组、换能器、PC远程平台，所述的GPS定位设备同时输出PPS信号和定位数据，且同步电路模组与GPS定位设备通讯相连，同步电路模组输入端接收到PPS信号和定位数据，所述的同步电路模组包括信号电平转换电路、串口电路、处理电路、网口电路。本发明可以采用一个网口完成声图、定位数据、水深数据的传输，减少了接口，方便设备之间的连接，简化了工作流程，排除了物理延迟；采用该电路后，减少了因为测深数据和定位数据采样率不一致的误差，同时也避免了因为声传播和处理时间造成水深数据和实际定位数据在时间轴的误差。

技术领域

本发明涉及数据采集同步技术，尤其是指一种定位与水深数据的同步电路及处理电路运行方法。

背景技术

水深信号已经广泛应用于水下目标探测的各种声纳设备中。回声测深仪是应用水声信号进行测距的常规水深测量设备，也是当今应用最普遍的探测设备。它的工作原理是通过换能器发射一定频率的声波，利用声波在水中传播时，遇到密度不同的介质（如水底或其他物体）会产生反射信号，根据声波往返的时间及其在所测区域水中的传播速度，求得换能器至反射目标的直线距离，即测得水深。

GPS定位设备对于回声测深仪来说是不可或缺的，因为如果水深数据不知道是在什么位置测得的，那么该水深数据将没有意义，所以在水下地形测量时，通常需要将GPS定位设备和回声测深仪一起使用，将两者的测量数据传输给工控机，在导航软件中将定位数据和水深数据一一对应进行记录、处理和保存，从而完成水下地形测量。

但在常规的GPS定位设备与回声测深仪的组合中，存在着定位数据与水深数据不同步的现象，从而使水下地形测量结果存在误差，这种现象是由多种因素造成。主要有以下几个因素。

A）定位数据和测深数据的采样率不一致，在两个定位数据之间可能存在多个水深数据，这样导航软件选取水深数据时是从两个定位数据之间的多个水深数据中随机取一个水深数据，定位数据和水深数据就会在时间轴上造成误差；

B）GPS通过物理串口直接给导航软件，而测深数据却通过虚拟串口给导航软件，这也会产生了一个时间误差，导致GPS与水深不同步的结果。

C）当船行进时，测深仪测深的原理是通过声的传播来测得水深，当前测到的水深值其实是之前发射声波位置的水深，但GPS记录的是当前位置的信息，所以测深仪的数据其实有一个信号传输加上处理的时间延时，在陡坡测量时，船如果往岸边开，此时测得的水深数据会比正常水深值要大，而船如果往水中央开，此时测得的水深数据就会比正常水深值要浅，这样在等深线上测量效果就会出现锯齿状，而这是不应该的。

为了克服以上因素，我们设计了一种电路，从而使得定位数据和水深数据能够很好的进行时间同步，从而减少误差。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中测深仪器定位数据和水深数据就会在时间轴上造成误差的问题，从而提供一种定位与水深数据的同步电路及处理电路运行方法。

为解决上述技术问题，本发明的一种定位与水深数据的同步电路，包括GPS定位设备、同步电路模组、换能器、PC远程平台，所述的GPS定位设备同时输出PPS信号和定位数据，且同步电路模组与GPS定位设备通讯相连，同步电路模组输入端接收到PPS信号和定位数据，所述的同步电路模组包括信号电平转换电路、串口电路、处理电路、网口电路，且PPS信号和定位数据通过设有的信号电平转换电路和串口电路与处理电路之间通讯相连，所述的同步电路模组输出交互端为处理电路的输出端，所述的处理电路其中一路的输出端通过收发电路与换能器之间交互相连，同时处理电路另一路的输出端通过网口电路与PC远程平台之间交互相连。

在本发明的一个实施例中，所述的信号电平转换电路在当PPS信号为高电平时，由于Q1导通，/TrigIn信号为低；当PPS信号为低电平时，由于Q1不导通，/TrigIn信号为3.3V的高电平。