分布式多通道光纤时间间隔测量装置、方法、设备和介质

本发明涉及一种光纤时间测量，特别是涉及一种分布式多通道光纤时间间隔测量装置、方法、设备和介质。

背景技术：

1、在电子测量系统中，高精度的时间间隔测量技术广泛应用于卫星导航、测量测绘、工业制造、授时定位、科学研究等领域。目前最常用的高精度时间间隔测量技术为基于时间-数字转换（time digital converter，tdc）芯片门电路时延的精密时间间隔测量技术，分辨率一般在15ps~25ps之间，其特点是成本低、技术简单、集成度高、功耗低、性能稳定且表现出很好测量精度，非常适用于多通道的电子时间间隔测量仪器研制。

2、但目前市面上传统的多通道时间间隔测量设备只能解决本地多路信号的高精度时间间隔测量问题，无法同时实现远距离、分布式多路信号的高精度时间间隔测量。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高分布式多路光纤信号时间测量精度的分布式多通道光纤时间间隔测量装置、方法、设备和介质。

2、一种分布式多通道光纤时间间隔测量装置，所述装置包括：

3、若干个分布式光纤测量单元、若干个光纤传输信道以及集中式光纤测量单元。

4、分布式光纤测量单元，用于接收被测光纤信号与通过当前光纤传输信道发送的测量参考脉冲信号，采用扩频码技术对被测光纤信号与测量参考脉冲信号进行光纤双向时间比对计算，得到单通道正向时间测量结果。

5、集中式光纤测量单元，用于采用扩频码技术将测量参考脉冲信号分别于每一路光纤传输信道传输的被测光纤信号进行反向光纤双向时间比对计算，得到分布式多通道的反向时间测量结果。

6、光纤传输信道，用于向集中式光纤测量单元传输单通道正向时间测量结果与被测光纤信号的扩频码，以及向分布式光纤测量单元传输反向时间测量结果与测量参考脉冲信号的扩频码。

7、在其中一个实施例中，分布式光纤测量单元包括：扩频码生成模块、内部参考时钟模块以及比对测量模块。

8、在其中一个实施例中，集中式光纤测量单元包括：扩频码生成模块、若干个比对测量模块以及多通道双向数据处理模块。多通道双向数据处理模块，用于接收每一个比对测量模块输出的单通道正向时间测量结果，并上报当前分布式多通道的反向时间测量结果。

9、在其中一个实施例中，比对测量模块，用于采用扩频码技术根据接收的被测光纤信号与测量参考脉冲信号进行光纤双向时间比对计算。比对测量模块包括：本地伪码测量单元、扩频发射模块、扩频接收模块、模拟电光转换器、模拟光电转换器以及复用技术对应的信号处理器。

10、在其中一个实施例中，信号处理器，用于根据被测光纤信号传递时选用的复用技术确定。若采用时分复用和码分复用技术时，信号处理器为环型器，若采用波分复用技术时，信号处理器为波分复用器。

11、在其中一个实施例中，光纤传输信道，用于根据信号传输距离的长度在光纤传输信道中增设光纤中继器。

12、在其中一个实施例中，本地伪码测量单元包括本地时间戳测量伪码生成模块、远端时间戳测量伪码恢复模块、伪码测量的自相关运算模块以及双向时差比对数据处理模块。

13、一种分布式多通道光纤时间间隔测量方法，所述方法包括：

14、获取时钟源发送的若干个被测光纤信号与测量参考脉冲信号。

15、在每一个分布式光纤测量单元中，采用扩频码技术对被测光纤信号与测量参考脉冲信号进行光纤双向时间比对计算，得到单通道正向时间测量结果，单通道正向时间测量结果通过光纤传输信道发送至集中式光纤测量单元。

16、集中式光纤测量单元将测量参考脉冲信号分别与每一个光纤传输信道传输的单通道正向时间测量结果进行反向光纤双向时间比对计算，得到多通道时间测量结果。

17、在其中一个实施例中，还包括：集中式光纤测量单元根据光纤传输信道的数量与扩频码技术将所述测量参考脉冲信号分别与每一个光纤传输信道传输的单通道正向时间测量结果进行反向光纤双向时间比对计算，得到多通道时间测量结果。

18、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

19、获取时钟源发送的若干个被测光纤信号与测量参考脉冲信号。

20、在每一个分布式光纤测量单元中，采用扩频码技术对被测光纤信号与测量参考脉冲信号进行光纤双向时间比对计算，得到单通道正向时间测量结果，单通道正向时间测量结果通过光纤传输信道发送至集中式光纤测量单元。

21、集中式光纤测量单元将测量参考脉冲信号分别与每一个光纤传输信道传输的单通道正向时间测量结果进行反向光纤双向时间比对计算，得到多通道时间测量结果。

22、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

23、获取时钟源发送的若干个被测光纤信号与测量参考脉冲信号。

24、在每一个分布式光纤测量单元中，采用扩频码技术对被测光纤信号与测量参考脉冲信号进行光纤双向时间比对计算，得到单通道正向时间测量结果，单通道正向时间测量结果通过光纤传输信道发送至集中式光纤测量单元。

25、集中式光纤测量单元将测量参考脉冲信号分别与每一个光纤传输信道传输的单通道正向时间测量结果进行反向光纤双向时间比对计算，得到多通道时间测量结果。

26、上述分布式多通道光纤时间间隔测量装置、方法、设备和介质，首先，若干个分布式光纤测量单元负责接收被测光纤信号和通过当前光纤传输信道发送的测量参考脉冲信号。这些信号经过扩频码技术进行处理，保证了测量的精度和准确性，通过光纤双向时间比对计算得到单通道的时间测量结果。其次，集中式光纤测量单元利用扩频码技术将测量参考脉冲信号分别与每一路光纤传输信道传输的被测光纤信号进行反向光纤双向时间比对计算，若干个分布式光纤测量单元和1个集中式光纤测量单元相互配合，实现了对分布式系统中多个通道的时间测量，得到分布式多通道的反向时间测量结果，并为装置监测提供了全面性。最后，光纤传输信道扮演着连接分布式光纤测量单元和集中式光纤测量单元的桥梁，确保了数据的同步传输和高效性，同时保证了测量结果的准确性和完整性，向集中式光纤测量单元传输单通道测量时间结果和被测光纤信号的扩频码，同时向若干个分布式光纤测量单元传输测量参考脉冲信号的扩频码，由此实现了分布式多通道高精度的时间测量。

技术特征：

1.一种分布式多通道光纤时间间隔测量装置，其特征在于，所述装置包括：若干个分布式光纤测量单元、若干个光纤传输信道以及集中式光纤测量单元；

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述分布式光纤测量单元包括：扩频码生成模块、内部参考时钟模块以及比对测量模块。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述集中式光纤测量单元包括：扩频码生成模块、若干个比对测量模块以及多通道双向数据处理模块；

4.根据权利要求2至3任一项所述的装置，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述信号处理器，用于根据所述被测光纤信号传递时选用的复用技术确定；若采用时分复用和码分复用技术时，所述信号处理器为环型器，若采用波分复用技术时，所述信号处理器为波分复用器。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述光纤传输信道，用于根据信号传输距离的长度在所述光纤传输信道中增设光纤中继器。

7.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述本地伪码测量单元包括本地时间戳测量伪码生成模块、远端时间戳测量伪码恢复模块、伪码测量的自相关运算模块以及双向时差比对数据处理模块。

8.一种分布式多通道光纤时间间隔测量方法，其特征在于，应用于分布式多通道光纤时间间隔测量装置，所述方法包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述集中式光纤测量单元将所述测量参考脉冲信号分别与每一个所述光纤传输信道传输的单通道正向时间测量结果进行反向光纤双向时间比对计算，得到多通道时间测量结果，包括：

10.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求8-9中任一项所述方法的步骤。

11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求8-9中任一项所述的方法的步骤。

技术总结本发明涉及一种分布式多通道光纤时间间隔测量装置、方法、设备和介质。所述装置包括：若干个分布式光纤测量单元，用于接收被测光纤信号与通过当前光纤传输信道发送的测量参考脉冲信号，采用扩频码技术对被测光纤信号与测量参考脉冲信号进行光纤双向时间比对计算，得到单通道正向时间测量结果。集中式光纤测量单元，用于采用扩频码技术将测量参考脉冲信号分别于每一路光纤传输信道传输的被测光纤信号进行反向光纤双向时间比对计算，得到分布式多通道的反向时间测量结果。若干个光纤传输信道，用于交换集中式光纤测量单元与分布式光纤测量单元的测量数据。采用本方法能够提高多通道时间间隔测量精度，且测量通道易扩展、测量距离不受限。技术研发人员：马明,马成,臧文驰,龚航,彭竞,付栋,刘婷,郭宇,陈曦受保护的技术使用者：中国人民解放军国防科技大学技术研发日：技术公布日：2024/6/5