一种多组GPS模块同步在线量化方法及装置

allin2025-12-18  27


本发明涉及石油地球物理勘探,尤其是指一种多组gps模块同步在线量化方法及装置。


背景技术:

1、近年来,随着地震仪器采集技术的发展以及石油勘探需求的不断变化,无线节点采集技术被引用,无线节点地震仪器迅速发展。全球定位系统(global positioningsystem,简称gps)模块作为无线节点地震仪器的核心部件,为其提供了精准的参考时钟与精确的定位信息。

2、在现场节点地震仪器gps模块检修过程中,目前的检测方法主要依赖节点仪器的反应来判断gps模块是否正常运行,其方式单一、人工化高、检测效率慢,无法满足现场地震勘探的需求。同时,由于检测性能无法量化,操作人员无法准确定位到根本问题所在,易造成对检测结果的误判,影响对gps模块的性能评价。


技术实现思路

1、为此,本发明所要解决的技术问题在于现有技术中的gps模块检测在现场检测时存在检测效率低、检测标准单一和检测性能无法量化的问题,提供一种多组gps模块同步在线量化方法及装置,提高了gps模块的检测效率,可自定义检测阈值标准,一次保存多组gps模块的性能量化参数,在线定量表征gps模块性能。

2、第一方面,为解决上述技术问题,本发明提供了一种多组gps模块同步在线量化方法,该gps模块配置于节点地震仪器,包括:

3、步骤s1,基于fpga对多组所述gps模块的数据并行采集和同步处理,包括:

4、步骤s101,对多组所述gps模块的数据并行采集,得到多道数据流;对所述多道数据流进行帧头检测,并根据设置的数据长度对所述多道数据流分别进行字段分割;基于功能指令进行多种任务操作,当所述功能指令为检验时,进行步骤s102;当所述功能指令为自检时,所述fpga进行自检;

5、所述步骤s102,对字段分割后的所述多道数据流进行同步控制;

6、步骤s103,对同步控制后的所述多道数据流进行复用缓存;在上位机发起读取命令后,对复用缓存后的所述多道数据流进行读取,再进行步骤s104;

7、所述步骤s104,基于读取出的所述多道数据流组建数据包,并将所述数据包上传至所述上位机;

8、步骤s2,基于所述上位机对接收到的所述数据包进行解析、自定义评估和显示,且将评估结果下传至所述fpga。

9、在本发明的一个实施例中,所述fpga进行自检时采用固定字段与可变字段结合的方式,按照规定的数据格式生成模拟数据流;对所述模拟数据流进行所述步骤s104。

10、在本发明的一个实施例中,对经所述步骤s102同步控制的所述多道数据流进行同步数据检验。

11、在本发明的一个实施例中,所述复用缓存采取复用空间的方式,每两道同步控制后的所述数据流复用一个ram。

12、在本发明的一个实施例中,所述gps模块的数据包含可视卫星数和水平分量精度因子;所述可视卫星数越大、所述水平分量精度因子越小,所述gps模块的性能越好;根据所述可视卫星数和所述水平分量精度因子自定义设置双阈值条件来判断所述gps模块的性能。

13、在本发明的一个实施例中,所述上位机基于数据解析算法对接收到的所述数据包进行解析、自定义评估和显示;所述数据解析算法包括采用线程间共享内存设计,且使用线程锁进行变量操作控制。

14、在本发明的一个实施例中,所述上位机包括手机端和电脑端;其中,所述fpga与所述手机端之间以蓝牙通信为传输方式,所述fpga与所述电脑端之间以usb为传输方式。

15、在本发明的一个实施例中,还包括基于所述评估结果控制硬件指示灯。

16、第二方面,为解决上述技术问题,本发明还提供了一种多组gps模块同步在线量化装置,该gps模块配置于节点地震仪器,该装置包括数据采集硬件模组和数据量化监测软件模组;

17、所述数据采集硬件模组,其基于fpga对多组所述gps模块的数据并行采集和同步处理;所述数据采集硬件模组包括:

18、接收模块,其基于串口通信协议对多组所述gps模块的数据并行采集,得到多道数据流;

19、数据帧检测模块,其对所述多道数据流进行帧头检测,并根据设置的数据长度对所述多道数据流分别进行字段分割;

20、控制模块,其基于功能指令进行多种任务操作;当所述功能指令为检验时,所述控制模块将字段分割后的所述多道数据流送入数据包暂存控制模块;当所述功能指令为自检时,启用自检模块,所述fpga进行自检;

21、所述数据包暂存控制模块,其对字段分割后的所述多道数据流进行同步控制;

22、数据缓存模块,其对同步控制后的所述多道数据流进行复用缓存;在上位机发起读取命令后,所述数据缓存模块的读出控制逻辑对复用缓存后的所述多道数据流进行读取;

23、数据包组包上传模块,其基于读取出的所述多道数据流组建数据包,并将所述数据包上传至所述上位机;

24、所述数据量化监测软件模组,其基于所述上位机对接收到的所述数据包进行解析、自定义评估和显示,且将评估结果下传至所述fpga。

25、在本发明的一个实施例中,所述自检模块采用固定字段与可变字段结合的方式,按照规定的数据格式生成模拟数据流;所述模拟数据流经所述数据包组包上传模块数据重组后上传至所述上位机。

26、本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下有益效果:

27、本发明提供了一种多组gps模块同步在线量化方法及装置,基于fpga对多组gps模块的数据并行采集和同步处理,(1)提高了gps模块的检测效率,可自定义检测阈值标准,一次保存多组gps模块的性能量化参数,在线定量表征gps模块性能;(2)可以进行数据追溯,为批量节点地震仪器的gps模块选型装配、故障定位及维修提供数据支撑。



技术特征:

1.一种多组gps模块同步在线量化方法,该gps模块配置于节点地震仪器,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种多组gps模块同步在线量化方法,其特征在于,所述fpga进行自检时采用固定字段与可变字段结合的方式,按照规定的数据格式生成模拟数据流;对所述模拟数据流进行所述步骤s104。

3.根据权利要求1所述的一种多组gps模块同步在线量化方法,其特征在于,对经所述步骤s102同步控制的所述多道数据流进行同步数据检验。

4.根据权利要求1所述的一种多组gps模块同步在线量化方法,其特征在于,所述复用缓存采取复用空间的方式,每两道同步控制后的所述数据流复用一个ram。

5.根据权利要求1所述的一种多组gps模块同步在线量化方法,其特征在于,所述gps模块的数据包含可视卫星数和水平分量精度因子;所述可视卫星数越大、所述水平分量精度因子越小,所述gps模块的性能越好;根据所述可视卫星数和所述水平分量精度因子自定义设置双阈值条件来判断所述gps模块的性能。

6.根据权利要求1所述的一种多组gps模块同步在线量化方法,其特征在于,所述上位机基于数据解析算法对接收到的所述数据包进行解析、自定义评估和显示;所述数据解析算法包括采用线程间共享内存设计,且使用线程锁进行变量操作控制。

7.根据权利要求1或6所述的一种多组gps模块同步在线量化方法,其特征在于,所述上位机包括手机端和电脑端;其中,所述fpga与所述手机端之间以蓝牙通信为传输方式,所述fpga与所述电脑端之间以usb为传输方式。

8.根据权利要求1所述的一种多组gps模块同步在线量化方法,其特征在于,还包括基于所述评估结果控制硬件指示灯。

9.一种多组gps模块同步在线量化装置,该gps模块配置于节点地震仪器,其特征在于,该装置包括数据采集硬件模组和数据量化监测软件模组;

10.根据权利要求9所述的一种多组gps模块同步在线量化装置,其特征在于,所述自检模块采用固定字段与可变字段结合的方式,按照规定的数据格式生成模拟数据流;所述模拟数据流经所述数据包组包上传模块数据重组后上传至所述上位机。


技术总结
本发明涉及石油地球物理勘探技术领域,提供了一种多组GPS模块同步在线量化方法及装置,该方法包括:基于FPGA对节点地震仪器的多组GPS模块的数据并行采集,得到多道数据流;进行帧头检测,根据设置的数据长度对多道数据流分别进行字段分割;基于功能指令进行多种任务操作,当功能指令为检验时,对字段分割后的多道数据流进行同步控制;进行复用缓存;在上位机发起读取命令后,读取复用缓存后的多道数据流,组建并上传数据包;基于上位机对数据包进行解析、自定义评估和显示,且将评估结果下传至FPGA。本发明提高了GPS模块的检测效率,可自定义检测阈值标准,一次保存多组GPS模块的性能量化参数,在线定量表征GPS模块性能。

技术研发人员:吴爱平,张学伟,薛亮
受保护的技术使用者:苏州城市学院
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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