用于海底地震仪阵列系统的时间校准方法及相关装置与流程

本技术涉及时间同步，特别涉及一种用于海底地震仪阵列系统的时间校准方法及相关装置。

背景技术：

1、目前普遍通过布置海洋中布置地震仪阵列中的各海底地震仪阵列节点协同工作来对海洋进行研究，各海底地震仪阵列节点协同的基础是各海底地震仪阵列节点之间的时间同步。目前海底地震仪阵列系统的时间同步主要是基于以太网的ntp/ptp同步机制，然而由于海洋地震仪节点部署规模大并且能源资源有限，使得现有时间同步机制无法满足海底地震仪阵列系统的时间同步的精度。

2、因而现有技术还有待改进和提高。

技术实现思路

1、本技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种用于海底地震仪阵列系统的时间校准方法及相关装置。

2、为了解决上述技术问题，本技术实施例第一方面提供了一种用于海底地震仪阵列系统的时间校准方法，所述的方法包括海底地震仪阵列节点的工作过程，所述海底地震仪阵列节点的工作过程具体包括：

3、接收上位机下发的时间校准报文，其中，所述时间校准报文携带有本次时间校准报文和前一次时间校准报文的上位机时间差t1，上位机时间t，前一次时间校准中上位机时间与本机时间的时间误差δt1，以及同步延迟时间误差；

4、计算本次时间校准报文与前一次时间校准报文的本机时间差t2，以及本次时间校准中上位机时间与本机时间的时间误差δt2；

5、计算所述本机时间差t2与所述上位机时间差t1的时间误差t，以及所述时间误差δt2与时间误差δt1的时间误差δt，并根据所述时间误差t调整海底地震仪阵列节点的本机时间；

6、当所述时间误差δt小于预设时间阈值时，基于所述时间误差δt1、所述时间误差δt2以及所述本机时间确定实时时间，并将实时时间写入实时时钟模块；

7、当所述时间误差δt大于或者等于预设时间阈值时，基于所述时间误差δt1以及所述本机时间确定实时时间，并将实时时间写入实时时钟模块。

8、在一个实现方式中，所述接收上位机下发的时间校准报文之后，所述方法包括：

9、识别所述海底地震仪阵列节点配置的时间初始化标志；

10、当所述时间初始化标志为1时，执行计算本次时间校准指令与前一次时间校准报文的本机时间差t2，以及本次时间校准中上位机时间与本机时间的时间误差δt2的步骤；

11、当所述时间初始化标志为0时，根据所述上位机时间、时间误差δt1以及同步延迟时间误差计算实时时间，并将所述实时时间写入实时时钟模块。

12、在一个实现方式中，所述将所述实时时间写入实时时钟模块之后，所述方法还包括：

13、向所述上位机回传本机时间数据包，其中，所述本机时间数据包包括本机时间t1、时间误差δt2以及本机时间差t2；

14、将记录时间数据包存入记录时间数据区，并将时间初始化标志配置为1，其中，所述记录时间数据包包括本机接收时间t2，时间误差δt2、本机时间差t2、时间初始化标志以及rtc故障次数。

15、在一个实现方式中，所述当所述时间初始化标志为1时，执行获取本次时间校准指令与前一次时间校准报文的本机时间差以及上位机时间与海底地震仪阵列节点时间的第一时间误差的步骤具体包括：

16、当所述时间初始化标志为1时，将所述rtc故障次数与预设次数阈值进行比较；

17、当rtc故障次数小于预设次数阈值时，执行计算本次时间校准报文与前一次时间校准报文的本机时间差t2，以及本次时间校准中上位机时间与本机时间的时间误差δt2的步骤；

18、当rtc故障次数大于或者等于预设次数阈值时，向上位机报告rtc故障信息并控制海底地震仪阵列节点复位。

19、在一个实现方式中，所述根据所述时间误差t调整海底地震仪阵列节点的本机时间具体包括：

20、当所述时间误差t大于或者等于预设时间阈值时，将实时时钟模块的实时时间与时间误差t的时间和作为海底地震仪阵列节点的本机时间，并将rtc故障次数增加1；

21、当所述时间误差t小于预设时间阈值时，保持海底地震仪阵列节点的本机时间不变，并清空rtc故障次数。

22、在一个实现方式中，所述基于所述时间误差δt1、所述时间误差δt2以及所述本机时间确定实时时间具体包括：

23、计算所述时间误差δt1和所述时间误差δt2的时间误差均值δt3；

24、将所述时间误差均值δt3和所述本机时间的时间和作为实时时间。

25、在一个实现方式中，所述海底地震仪阵列系统包括若干海底地震仪阵列节点，若干海底地震仪阵列节点中的每个海底地震仪阵列节点均通过rs485与所述上位机通讯。

26、在一个实现方式中，所述方法还上位机工作过程，所述上位机工作过程具体包括：

27、当海底地震仪阵列节点未发生故障时，检测海底地震仪阵列节点是否已上电完成初始化；

28、当完成上电初始化后，计算时间校准报文的传输时间，并向海底地震仪阵列节点下发时间校准报文；

29、将所述传输时间写入节点状态数据区，并等待海底地震仪阵列节点的回传报文；

30、若接收到回传报文，则将上位机时间与本机时间的时间误差δt1写入节点状态数据区，并获取gps实时时间以进行下一时间校准报文下发；

31、若未接收到回传报文，则将海底地震仪阵列节点的传输错误次数增加，并在传输错位次数未达到次数阈值时，继续向海底地震仪阵列节点下发时间校准报文，在传输错位次数达到次数阈值时，将海底地震仪阵列节点的故障码配置为预设标识码。

32、本技术实施例第二方面提供了一种用于海底地震仪阵列系统的时间校准系统，所述校准系统包括上位机和若干海底地震仪阵列节点，若干海底地震仪阵列节点中的每个海底地震仪阵列节点均包括：

33、接收模块，用于接收上位机下发的时间校准报文，其中，所述时间校准报文携带有本次时间校准报文和前一次时间校准报文的上位机时间差t1，上位机时间t，以及前一次时间校准中上位机时间与本机时间的时间误差δt1；

34、计算模块，用于计算本次时间校准报文与前一次时间校准报文的本机时间差t2，以及本次时间校准中上位机时间与本机时间的时间误差δt2；

35、调整模块，用于计算所述本机时间差t2与所述上位机时间差t1的时间误差t以及所述时间误差δt2与时间误差δt1的时间误差δt，并根据所述时间误差t调整海底地震仪阵列节点的本机时间；

36、第一写入模块，用于当所述时间误差δt小于预设时间阈值时，基于所述时间误差δt1、所述时间误差δt2以及所述本机时间确定实时时间，并将实时时间写入实时时钟模块；

37、第二写入模块，用于当所述时间误差δt大于或者等于预设时间阈值时，基于所述时间误差δt1以及所述本机时间确定实时时间，并将实时时间写入实时时钟模块。

38、在一个实现方式中，所述上位机包括：

39、检测模块，用于当海底地震仪阵列节点未发生故障时，检测海底地震仪阵列节点是否已上电完成初始化；

40、计算模块，用于当完成上电初始化后，计算时间校准报文的传输时间，并向海底地震仪阵列节点下发时间校准报文；

41、写入模块，用于将所述传输时间写入节点状态数据区，并等待海底地震仪阵列节点的回传报文；

42、获取模块，用于在接收到回传报文时，将上位机时间与本机时间的时间误差δt1写入节点状态数据区，并获取gps实时时间以进行下一时间校准报文下发；

43、调节模块，用于在未接收到回传报文时，将海底地震仪阵列节点的传输错误次数增加，并在传输错位次数未达到次数阈值时，继续向海底地震仪阵列节点下发时间校准报文，在传输错位次数达到次数阈值时，将海底地震仪阵列节点的故障码配置为预设标识码。

44、本技术实施例第三方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如上任一所述的用于海底地震仪阵列系统的时间校准方法中的步骤。

45、本技术实施例第四方面提供了一种终端设备，其包括：处理器、存储器及通信总线；所述存储器上存储有可被所述处理器执行的计算机可读程序；

46、所述通信总线实现处理器和存储器之间的连接通信；

47、所述处理器执行所述计算机可读程序时实现如上任一所述的用于海底地震仪阵列系统的时间校准方法中的步骤。

48、有益效果：与现有技术相比，本技术提供了一种用于海底地震仪阵列系统的时间校准方法及相关装置，方法包括接收上位机下发的时间校准报文；计算本次时间校准报文与前一次时间校准报文的本机时间差t2，以及本次时间校准中上位机时间与本机时间的时间误差δt2；计算所述本机时间差t2与所述上位机时间差t1的时间误差t以及所述时间误差δt2与时间误差δt1的时间误差δt，并根据所述时间误差t调整海底地震仪阵列节点的本机时间；当所述时间误差δt小于预设时间阈值时，基于所述时间误差δt1、所述时间误差δt2以及所述本机时间确定实时时间，并将实时时间写入实时时钟模块；当所述时间误差δt大于或者等于预设时间阈值时，基于所述时间误差δt1以及所述本机时间确定实时时间，并将实时时间写入实时时钟模块。本技术中上位机与各个节点各自根据自身时间信息计算上位机与节点的时间误差，节点利用本机和上位机的时间误差进行时间校准，可以很好的避免由于机器指令误差导致的时间精度偏移问题，提高时间同步的精确度。同时，上位机与各个节点根据自身的时间计算两次时间校准报文的时间误差，可以很好的判断当前节点的时钟运行是否正常，以便及时将当前节点的rtc时钟情况上报给上位机，可以有效地检测到异常节点。