一种勘探仪器用的实时时钟钟差校正方法

摘要

本发明提供一种勘探仪器用的实时时钟钟差校正方法，其为具有自学习功能的时钟漂移补偿方法，该方法用于补偿由于晶体振荡器频点漂移对仪器系统时钟精度的影响；所述方法包括钟差学习和时钟钟差校正两部分功能；其中钟差学习功能提供动态检验工作状态时的时钟频差的依据；时钟钟差校正功能则实时的对工作中的节点式海底地震仪时钟进行监控，保证节点式海底地震仪的守时精度在正负一个采样间隔内。本发明解决了普通晶体振荡器频点随外界因素变化较大而导致的时钟校正困难的问题，并具有轻量级、易于移植的特点。

权利要求

1.一种勘探仪器用的实时时钟钟差校正方法，其特征在于，其为具有自学习功能的时钟漂移补偿方法，该方法用于补偿由于晶体振荡器频点漂移对仪器系统时钟精度的影响；

所述方法包括钟差学习和时钟钟差校正两部分功能；其中钟差学习功能提供动态检验工作状态时的时钟频差的依据；时钟钟差校正功能则实时对工作中的节点式海底地震仪时钟进行监控，保证节点式海底地震仪的守时精度在正负一个采样间隔内；所述方法依托于节点式海底地震仪的采集控制设备实现；节点式海底地震仪控制采集装置包括ARM单片机及核心电路①、A/D电路②、检波器和前置电路③、温度/姿态传感器模块④和GPS时钟模块⑤；

ARM单片机及外围电路①用作节点式海底地震仪核心的控制模块，完成对A/D电路②、检波器和前置电路③、温度/姿态传感器模块④和GPS时钟模块⑤的交互，获取地震数据，结合当前节点式海底地震仪工作状态对数据进行格式化的存储；勘探仪器用的实时时钟钟差校正方法包括钟差学习和时钟钟差校正两个部分，其中时钟钟差校正部分又分为自动校正和模拟校正两种校正方式；

有稳定的时钟源作为基准时，钟差学习功能开启，时钟钟差校正功能进入自动校正状态；没有时钟源作为基准时，钟差学习功能挂起，时钟钟差校正进入模拟校正状态，勘探仪器用的实时时钟钟差校正方法会根据钟差学习得到的相对偏差对电路时钟以及数据采集部分进行校正补偿；勘探仪器用的实时时钟钟差校正方法可以根据仪器GPS是否能提供时钟基准源而切换工作状态；

在检测到有稳定的秒脉冲时钟基准源时此功能开启；获取节点式海底地震仪当前工作温度C；每经过N(N>1)次秒脉冲，计算一次钟差，并计算一次本次与上一次计算得到值的差值；

其中ARM主芯片使用外部静态缓存SRAM芯片，ARM使用并行口主线与其交互，SRAM芯片与主芯片接口定义如下：SRAM芯片的数据并行口A0到A15引脚分别与ARM芯片的P[4]0到P[4]15引脚直接连接；SRAM芯片的并行口D0到D7引脚分别于与ARM芯片的P[3]0到P[4]7引脚直接连接；SRAM芯片的NCS0与NCS1引脚分别与ARM芯片的P[4]30和P[4]31连接；SRAM芯片的nOE与nWE接口与ARM芯片的P[4]24与P[4]25引脚连接；为ARM单片机提供执行方法的扩展内存空间。

2.依据权利要求1所述的勘探仪器用的实时时钟钟差校正方法，其特征在于，在有稳定的秒脉冲时钟基准源时，时钟校正进入自动校正状态，此自动校正状态下捕捉每次秒脉冲时的计时器TC值，计算得到钟差t，当钟差的绝对值|t|大于节点式海底地震仪采样间隔ΔT时，定时器重启，节点式海底地震仪时钟根据钟差t进行秒位进位操作；当节点式海底地震仪没有稳定秒脉冲时钟基准源时，时钟钟差校正进入模拟校正状态，模拟校正状态下使用钟差学习功能求得的温度-钟差键值对表Δt(c)对节点式海底地震仪的钟差累积现象进行模拟；每第N(N>1)次定时器匹配中断时，获取当前工作温度值c，计算模拟累积钟差。

3.依据权利要求1所述的勘探仪器用的实时时钟钟差校正方法，其特征在于，实施所述方法所依托的节点式海底地震仪具有数据采集、获取工作温度和GPS时间的功能。

说明书

一种勘探仪器用的实时时钟钟差校正方法

技术领域

[0001] 本发明属于地球物理测量领域，具体属于海洋地球物理勘测仪器领域，其涉及一种勘探仪器用的实时时钟钟差校正方法，该方法适用并依托于节点式海底地震仪的采集控制设备。

背景技术

[0002] 时间服务是很多地球物理观测方法中的一个极为重要的内容。时间同步的测量精度直接影响到观测记录的质量，是数据分析和反演工作所需的极有价值的数据。特别在地震勘探中，地震波到达的绝对时间及其测量的精度，是进行震相分析和确定震源位置的重要依据。而时间服务的优劣首先取决于所使用的地球物理仪器中的时钟服务。

[0003] 现有提供较高精度时钟基准的技术中，常用的有两种方案，其一是使用外部时间设备提供基准，其二是使用仪器内部使用高精度的晶体振荡器。在第一种方案中，使用外部时间设备方案存在着挂载额外设备、功耗增大、体积增大等技术问题。这种方案会增加野外施工的工作量，也无法适用在高原、深海甚至太空等恶劣工作环境下的地震数据采集工作。在第二种方案中，使用高精度的晶体振荡器方案有着体积大、价格高昂、高功耗等技术问题，而且并不能根本解决仪器设备时间钟差问题。

[0004] 现实存在的技术障碍是，海底地震仪因为需要工作在恶劣的海底环境中，需要比一般地震仪器在功耗、体积、时间精度上有更高的要求。因而上述两种技术方案均不能很好地融合到海底地震仪中，而在现有技术资料公开的仅仅是一种或某种技术构思或理论设想，并没有真正投入到实际现场应用中；而国外对我国采用该类技术封锁，致使我国投入重大科研资金并列入国家重大科研计划进行科研攻关。

发明内容

[0005] 为了解决上述问题，本申请人依托于国家重大仪器装备计划，投入巨大科研力量及资金，经过多次设计和研究，针对现有技术的不足及问题，本发明提出一种勘探仪器用的实时时钟钟差校正方法。此方法依托于节点式海底地震仪采集控制设备，在不增加仪器负担前提下，有效提高了仪器守时精度的方法。同时，本发明依托于节点式海底地震仪(GOBS)，并在其核心采集控制装置上实现。

[0006] 依据本发明的技术方案，提供一种勘探仪器用的实时时钟钟差校正方法，其为具有自学习功能的时钟漂移补偿方法，该方法用于补偿由于晶体振荡器频点漂移对仪器系统时钟精度的影响；所述方法包括了钟差学习和时钟钟差校正两部分功能；其中钟差学习功能提供了动态检验工作状态时的时钟频差的依据；时钟钟差校正功能则实时的对工作中的节点式海底地震仪时钟进行监控，保证节点式海底地震仪的守时精度在正负一个采样间隔内。

[0007] 所述的勘探仪器用的实时时钟钟差校正方法依托于节点式海底地震仪的采集控制设备实现。节点式海底地震仪控制采集装置包括ARM单片机及核心电路①、A/D电路②、检波器和前置电路③、温度/姿态传感器模块④和GPS时钟模块⑤。其中ARM单片机及外围电路①用来作为节点式海底地震仪核心的控制模块，完成对A/D电路②、检波器和前置电路③、温度/姿态传感器模块④和GPS时钟模块⑤的交互功能，获取地震数据，结合当前节点式海底地震仪工作状态对数据进行格式化的存储。

[0008] 进一步地，所述勘探仪器用的实时时钟钟差校正方法包括钟差学习和时钟钟差校正两个部分，其中时钟钟差校正部分又分为了自动校正和模拟校正两种校正方式。

[0009] 优选地，有稳定的时钟源作为基准时，钟差学习功能开启，时钟钟差校正功能进入自动校正状态；没有时钟源作为基准时，钟差学习功能挂起，时钟钟差校正进入模拟校正状态，勘探仪器用的实时时钟钟差校正方法会根据钟差学习得到的相对偏差对电路时钟以及数据采集部分进行校正补偿；勘探仪器用的实时时钟钟差校正方法可以根据仪器GPS是否能提供时钟基准源而切换工作状态。

[0010] 另外地，在有稳定的秒脉冲时钟基准源时，时钟校正进入自动校正状态，此自动校正状态下捕捉每次秒脉冲时的计时器TC值，计算得到钟差t，当钟差的绝对值|t|大于节点式海底地震仪采样间隔ΔT时，定时器重启，节点式海底地震仪时钟根据钟差t进行秒位进位操作；当节点式海底地震仪没有稳定秒脉冲时钟基准源时，时钟钟差校正进入模拟校正状态，模拟校正状态下使用钟差学习功能求得的温度-钟差键值对表Δt(c)对节点式海底地震仪的钟差累积现象进行模拟；每第N(N>1)次定时器匹配中断时，获取当前工作温度值c，计算模拟累积钟差。

[0011] 进一步地，实施所述方法所依托的节点式海底地震仪具有数据采集、获取工作温度和GPS时间的功能。

[0012] 更进一步地，在检测到有稳定的秒脉冲时钟基准源时此功能开启；获取节点式海底地震仪当前工作温度C；每经过N(N>1)次秒脉冲，计算一次钟差，并计算一次本次与上一次计算得到值的差值。

[0013] 相比现有技术，本发明的勘探仪器用的实时时钟钟差校正方法具有以下技术优势：

[0014] 1、本发明所述的实时时钟钟差校正方法，可以让节点式海底地震仪在使用低精度晶体振荡器的情况下拥有较高的守时精度，同时降低了节点式海底地震仪功耗和成本。

[0015] 2、本发明所述的实时时钟钟差校正方法，通过自学习动态的方式解决了晶体振荡器受外界和自身老化导致的频率漂移问题。

[0016] 3、本发明所述的实时时钟钟差校正方法，可以提供节点式海底地震仪在总工作时间内维持时钟在正负一个采样间隔的守时精度。

[0017] 附图简要说明

[0018] 图1是依据本发明的节点式海底地震仪采集控制设备结构示意图；

[0019] 图2是本发明所使用的ARM主芯片外围SRAM电路图；

[0020] 图3是本发明所使用的ARM主芯片外围FLASH电路图；

[0021] 图4是本发明所使用的ARM主芯片外围TF Card电路图；

[0022] 图5是依据本发明的自学习钟差校正方法状态机示意图；

[0023] 图6是节点式海底地震仪工作流程示意图。

具体实施方式

[0024] 下面将结合本发明实施例中的图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0025] 本发明提供的勘探仪器用的实时时钟钟差校正方法为一种有自学习功能的时钟漂移补偿方法，该方法用于补偿由于晶体振荡器频点漂移对节点式海底地震仪系统时钟精度的影响。该方法所依托于节点式海底地震仪的采集控制设备实现。下文将会分为节点式海底地震仪采集控制设备和钟差校正方法两部分详细说明。

[0026] 一、实施本发明方法所依托实现的海底地震仪采集控制装置。

[0027] 图1为本发明的自学习钟差校正方法所依托的节点式海底地震仪控制采集装置的结构图，节点式海底地震仪控制采集装置包括ARM单片机及核心电路①、A/D电路②、检波器和前置电路③、温度/姿态传感器模块④和GPS时钟模块⑤。

[0028] 1)ARM单片机及外围电路①用来作为节点式海底地震仪核心的控制模块，完成对A/D电路②、检波器和前置电路③、温度/姿态传感器模块④和GPS时钟模块⑤等模块的交互功能，获取地震数据，结合当前节点式海底地震仪工作状态对数据进行格式化的存储。主控ARM芯片为NXP公司ARM Cortex-M3内核的LPC1778微控制器，外围电路扩展了128KB片外SDRAM、4MB的SPI-Flash、LAN收发器LAN8720、Micro SD卡卡座。主芯片通过与外围电路交互实现控制器的最小系统，功能包括与其他电路模块交互、网络串口通信、数据存储功能等功能。数据存储采用数码相机和播放机上广泛采用的SD(Secure Digital)卡，具有统一接口，容量从16G扩展到32G，并克服了传统磁盘介质对工作环境数据存储在碰撞颠簸、在磁场干扰环境下易丢失的弊病。下面借助图片，详细说明其外围电路与ARM芯片的连接方式。

[0029] 如图2所示，ARM主芯片使用的外部静态缓存使用型号为IS63LV1024的SRAM芯片，ARM使用并行口主线与其交互，SRAM芯片与主芯片接口定义如下：SRAM芯片的数据并行口A0到A15引脚分别与ARM芯片的P[4]0到P[4]15引脚直接连接；SRAM芯片的并行口D0到D7引脚分别于与ARM芯片的P[3]0到P[4]7引脚直接连接；SRAM芯片的NCS0与NCS1引脚分别与ARM芯片的P[4]30和P[4]31连接；SRAM芯片的nOE与nWE接口与ARM芯片的P[4]24与P[4]25引脚连接。此部分为ARM单片机提供执行方法的扩展内存空间。

[0030] 如图3所示，ARM核心电路使用型号W25Q32的FLASH芯片。ARM使用SPI主模式的协议与其交互，接口定义如下：SPI时钟接口SCK与主芯片P[0]15直接连接；片选接口SSEL与主芯片引脚P[0]16直接连接；主进从出MISO接口与主芯片P[0]17直接连接；从进主出MOSI接口与主芯片引脚P[0]18直接连接。此部分为ARM单片机提供了执行方法的静态数据存储空间。

[0031] 如图4所示，ARM使用SD卡作为其外部存储设备，主芯片使用标准SD接口与SD卡槽连接。SD卡的时钟MCI_CLK引脚与主芯片P[0]19引脚连接；SD卡的命令引脚MCI_CMD与ARM芯片P[0]20连接；SD卡的数据线MCI_DAT0引脚与主芯片P[0]21直接连接。此部分为ARM单片机提供了支持8GB～32GB的外部数据存储功能。

[0032] 2)A/D电路②使用ADS1251模拟数字转换芯片，将由检波器和前置电路③经过转换和调理后的电信号，转换为数字信号。A/D电路②与ARM单片机通过IIC协议接口交互，将转换后数字化的地震信号传给ARM单片机进行处理。A/D电路②包括了模数转换器以及数字滤波器设计，采用ADS1251为4阶增量调制器，在输入信号1KHz时，ADS1251仍然能达到接近120dB的动态范围，并用OPA350与REF3040组合高精度电阻提高了参考电压的稳定度。

[0033] 3)检波器和前置电路③：使用了三组地震检波器自振频率15Hz，通过颜值扩频技术将其扩展到2～300Hz。检波器作为地震信号的传感器，有将震动信号转换为电信号输出给前置电路；前置电路对检波器输出信号进行整流、放大和扩频等调理工作后，将电信号传到A/D电路的输入端。此部分通过对模数转换器以及数字滤波器设计，采用ADS1251为4阶增量调制器，在输入信号1KHz时，ADS1251仍然能达到接近120dB的动态范围，并用OPA350与REF3040组合高精度电阻提高了参考电压的稳定度。

[0034] 4)温度/姿态传感器模块④通过IIC协议接口与ARM单片机连接，ARM单片机会定时向此模块获取当前节点式海底地震仪工作温度、承受气压和工作姿态等信息。温度和姿态传感器模块④使用了压力传感芯片BMP085和三轴加速度计芯片ADXL345。BMP085芯片获取环境中的压强和温度，ADXL345三轴加速度计记录当时节点式海底地震仪的姿态。

[0035] 5)GPS时钟模块⑤使用了u-blox公司NEO-M8N-0-10型号的GPS芯片，为节点式海底地震仪提供每秒一次的PPS(Pulse Per Second)脉冲信号和基于GNSS协议的GPS时间坐标信息。模块通过RS232串口方式与ARM单片机进行连接交互，在GPS模块搜索到卫星信号的情况下，会以一秒为间隔定时发送当前节点式海底地震仪时间和坐标信息。同时，ARM单片机以定时器捕捉模式，获取GPS秒脉冲时定时器的计数值TC。

[0036] 海底地震仪控制采集装置以ARM单片机及外围电路①组成最小系统，与其他各个模块进行通信，采集节点式海底地震仪工作时的数据信息。检波器和扩频电路③将震动信号转换为差分电信号的形式接入A/D电路②。ARM单片机会以SPI协议与A/D电路②交互，将ADS1251芯片设置为连续采集模式。ARM单片机以I2C协议定时从温度/姿态传感器模块④向发送节点式海底地震仪工作环境信息。ARM单片机以串口或者I2C协议方式与GPS时钟模块⑤进行设置并获取节点式海底地震仪实时的时间坐标信息，或者获取当天时间坐标信息。

[0037] 二、一种勘探仪器的实时钟差校正方法具体如下：

[0038] 勘探仪器用的实时时钟钟差校正方法包括了钟差学习和时钟钟差校正两个部分，其中时钟钟差校正部分又分为了自动校正和模拟校正两种校正方式；有稳定的时钟源作为基准时，钟差学习功能开启，时钟钟差校正功能进入自动校正状态；没有时钟源作为基准时，钟差学习功能挂起，时钟钟差校正进入模拟校正状态，勘探仪器用的实时时钟钟差校正方法会根据钟差学习得到的相对偏差对电路时钟以及数据采集部分进行校正补偿；勘探仪器用的实时时钟钟差校正方法可以根据节点式海底地震仪GPS是否能提供时钟基准源而切换工作状态。本发明解决了普通晶体振荡器频点随外界因素变化较大而导致的时钟钟差校正困难的问题，并具有轻量级、易于移植的特点。进一步地，勘探仪器用的实时时钟钟差校正方法可以适用于有低成本、低功耗、高守时精度的要求的仪器设计开发中。

[0039] 如图5所示的本发明的实时钟差校正方法状态机示意图，以及如图6所示的节点式海底地震仪工作流程示意图，进一步说明本发明的勘探仪器用的实时时钟钟差校正方法的实现过程及状态机制。

[0040] 本发明的勘探仪器用的实时时钟钟差校正方法的在其所依托的节点式海底地震仪的采集控制装置，其工作模式如图6所示，包括以下步骤：

[0041] 第一步：节点式海底地震仪开机上电，开始自检工作。节点式海底地震仪各个子模块是否正常启动。自检工作失败后节点式海底地震仪记录下问题，并进入休眠状态。

[0042] 第二步：自检完成，GPS时钟模块⑤开始授时程序。如权利要求2，此过程同时完成时钟钟差校正方法的初始化。

[0043] 第三步：对钟工作后，进入采集工作状态，并启动节点式海底地震仪的各个工作模块。如权利要求5，ARM核心模块在与其他功能电路交互，获取当前节点式海底地震仪的工作状态、实时时钟、采集的地震数据统合并处理保存。钟差校正方法在正常采集工作中进行。

[0044] 其中，实时时钟钟差校正方法是一种实时方法，使用有限状态机(Finite-statemachine)实现，其工作实质是不同条件下工作状态的跳转，如图5所示。

[0045] 1)状态1，初始化。节点式海底地震仪正常采集启动后，方法初始化，通过温度/姿态模块④获取当前温度，方法根据当前温度配置校正基础参数。

[0046] 2)状态2，自动校正状态。在有稳定的秒脉冲时钟基准源时，时钟钟差校正进入自动校正状态，此自动校正状态下捕捉每次秒脉冲时的计时器TC值，计算得到钟差t，当钟差的绝对值|t|大于节点式海底地震仪采样间隔ΔT时，定时器重启，节点式海底地震仪时钟根据钟差t的符号进行秒位加减操作；

[0047] 也就是，节点式海底地震仪启动完成自检后，实时时钟钟差校正中的钟差学习功能开启，钟差校正功能进入自动模式。依据实时时钟钟差校正方法，自学习钟差校正方法中的钟差学习功能会对GPS信号和自身时钟进行比较运算，得到初步的钟差漂移值，多次的钟差漂移值经过中值滤波，阈值比较等处理后得到温度-单位钟差键值对。因为节点式海底地震仪的工作温度的变化，实时时钟钟差校正方法会得到一组动态的温度-钟差键值对表Δt(c)；钟差学习功能的作用就是动态维护这组表值。

[0048] 在状态2(自动校正状态)下，ARM单片机会捕捉来自GPS时钟模块电路⑤发出的秒脉冲，读取秒脉冲时的计时器TC值，根据公式(1)计算得到钟差。

[0049]

[0050]

[0051] 公式(1)中， 代表温度C下第i次的钟差值。 是温度C下第i次定时器捕捉值。ClkFreq为定时器1秒时定时器的累加值。定时器中的时间寄存器存储TC值(计数值)从0开始，每过一个定时器周期，就会加1；当计数值累加到ClkFreq值后，会触发中断并复位回0重复此过程，即对节点式海底地震仪时钟进行校正。公式(2)中， 代表温度C下第i次的钟差漂移。

[0052] 当节点式海底地震仪工作状态中GPS时钟模块电路⑤接收不到GPS信号一段时间后，此时实时时钟钟差校正方法中的钟差学习部分关闭，实时时钟钟差校正方法进入模拟校正状态(状态3)。

[0053] 3)状态3，模拟校正状态。当节点式海底地震仪没有稳定秒脉冲时钟基准源时，时钟钟差校正进入模拟校正状态，模拟校正状态下使用钟差学习功能求得的温度-钟差键值对表Δt(c)对节点式海底地震仪的钟差累积现象进行模拟；每第N(N>1)次定时器匹配中断时，获取当前工作温度值c，计算模拟累积钟差。

[0054] 4)状态4，异常处理。在节点式海底地震仪运行出现异常时，实时时钟钟差校正方法跳入异常处理部分，保存节点式海底地震仪现有工作状态，重启节点式海底地震仪。

[0055] 更具体地，本发明的一种勘探仪器用的实时时钟钟差校正方法的实现过程包括以下步骤：

[0056] 第一步：学习生成温度-单位钟差表Δt(c)。

[0057] 在检测到有稳定的秒脉冲时钟基准源时此功能开启。获取节点式海底地震仪当前工作温度C；每经过N(N>1)次秒脉冲，计算一次钟差，并计算一次本次与上一次计算得到值的差值，这里称为钟差漂移(单位：自身时钟的周期)。

[0058]

[0059]

[0060] 式(1)中， 代表温度C下第i次的钟差值。 是温度C下第i次定时器捕捉值。ClkFreq为定时器1秒时定时器的累加值。即当在工作温度c下，第i次GPS时钟模块发出PPS信号后，定时器捕捉此时的TC寄存器值设为 比较 与 值进行比较： 小于等于 时， 记录为温度c下第i次钟差 大于 时，把ClkFreq- 记
为

[0061] 式(2)中， 代表温度c下第i次的钟差漂移。即挡在工作温度c下，将i此钟差漂移等于第i次的钟差值与第i-1次钟差值得差。

[0062] 计算得到本次钟差漂移值经过中值滤波，阈值比较等处理后得到温度-单位钟差键值对。随着节点式海底地震仪工作环境变化，勘探仪器用的实时时钟钟差校正方法会得到一组动态的温度-钟差键值对表Δt(c)。钟差学习功能的作用就是动态维护这组表值。

[0063] 第二步：在GPS时钟下的钟差校正

[0064] 如权利要求1所述的自学习钟差校正方法，在节点式海底地震仪在GPS时钟时，节点式海底地震仪根据GPS时间和秒脉冲对节点式海底地震仪自身时钟进行校正。捕捉每次秒脉冲时的计时器TC值，根据公式(1)计算得到钟差t，当钟差的绝对值|t|大于节点式海底地震仪采样间隔ΔT时，定时器归零复位，节点式海底地震仪时钟根据钟差t的符号进行秒位加减操作。

[0065] 第三步：无GPS时钟下的钟差校正

[0066] 如权利要求2,使用钟差学习功能求得的温度-钟差键值对表Δt(c)对节点式海底地震仪的钟差累积现象进行模拟。每当第N(N>1)次定时器匹配中断时，获取当前工作温度值c，计算模拟累积钟差

[0067]

[0068] 式(3)操作在每次ARM芯片秒定时器中断发生时执行。 代表第i次模拟校正时的累计值。节点式海底地震仪刚启动时即第i＝1次时 累计值为0，之后第i次会从由公式(1)和公式(2)学习得到的单位钟差表Δt(c)中取得当前工作温度c下的钟差漂移值，累加第i-1次上。

[0069] 当累计值的绝对值 大于采样间隔ΔT时，对累计值公式(4)运算：

[0070]

[0071] 因此，在所述勘探仪器用的实时时钟钟差校正方法中，自动校正的守时精度为±ΔT，数据的钟差仅仅在一个采样周期的范围内浮动；在模拟校正状态时守时精度为其中ΔT为节点式海底地震仪采样间隔， 为模拟钟差引入的累积误差。

[0072] 本发明的勘探仪器用的实时时钟钟差校正方法，该方法具备以下特征：

[0073] 1)钟差校正方法分为钟差学习和时钟钟差校正两部分功能；钟差校正方法使用状态机实现，主要有自动校正和模拟校正两种状态组成。钟差校正方法可以根据节点式海底地震仪GPS是否能提供时钟基准源而切换工作状态。

[0074] 2)钟差校正方法所依托的节点式海底地震仪具有数据采集、获取工作温度和GPS时间的功能。

[0075] 3)钟差校正中自动校正的守时精度为±ΔT,而在模拟校正状态时守时精度为其中ΔT为节点式海底地震仪采样间隔， 为模拟钟差引入的累积误差。

[0076] 本发明勘探仪器用的实时时钟钟差校正方法解决了普通晶体振荡器频点随外界因素变化较大而导致的时钟校正困难的问题，并具有轻量级、易于移植的特点，完全解决了因为晶体振荡器振动频点的漂移导致的节点式海底地震仪时钟误差的累计现象。进一步地，所述钟差学习功能会随着节点式海底地震仪的工作而不断的对节点式海底地震仪晶振工作状态进行评估，解决了晶体振荡器频点会随外界温度、时间发生变化导致的时钟实时校正困难的问题。基于时钟钟差校正功能分为有稳定时钟基准源的自动校正状态和没有时钟源时的模拟状态，节点式海底地震仪的守时精度可以一直稳定在正负采样间隔内，而不会受到节点式海底地震仪工作时间的影响。进一步地，本发明勘探仪器用的实时时钟钟差校正方法适用于有低成本、低功耗、高守时精度的要求的仪器设计开发中。

[0077] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本领域普通的技术人员可以理解，在不背离所附权利要求定义的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节中做出修改。