【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水下节点定位，具体涉及一种双重定位系统及方法。
技术介绍
1、海洋油气勘探技术要求高、作业难度大，亟需发展宽带高分辨率地震采集处理技术，提高地震剖面的分辨率和信噪比，以提高目标评价的可靠性，降低钻井风险。为了提高勘探精度，需要采集仪器向更高覆盖密度、更大道数发展。obn（ocean bottom node，海底节点）是一种位于海底，可以独立采集、记录地震信号的多分量地震仪。具备宽方位、高覆盖、施工高效率、多分量记录、复杂地形可实施性强等特点，是当前海洋地震采集的主流方法。
2、在海底节点下水之前，首先对obn进行性能测试、充电、时钟授时和校准，然后利用水下机器人或用钢索将各自独立的节点按照安装顺序串接，沉放到海底，结合震源船进行地震采集工作，接收地震波，最后将obn回收至船的甲板，下载数据并进行处理和解释。海底节点的性能测试、充电、授时和数据下载都要通过主机系统用网线连接多个充电授时仪，每个充电授时仪连接八台海底节点，一套主机控制几百台海底节点。主机系统安装在仪器舱内，充电授时仪和海底节点远离主机系统安装在甲板上。操作人员通过主机系统上的上位机软件同时对数百台海底节点进行测试，测试完成后将海底节点布置于海底，如果海底节点存在故障，需要快速的锁定其位置。目前常用的定位方案是网络定位，如授权公告号为cn100574182c的中国专利技术专利记载的定位方法，但这种方法只有在节点网口正常工作时才能定位，一旦海底节点网口故障或处于休眠状态，无法定位到节点采集站的具体位置，需要在后甲板成百台节点中花大量的时间和人力
技术实现思路
1、为解决公知技术中存在的以上不足，本专利技术旨在提供一种双重定位系统，实现上位机系统对处于工作状态、休眠状态或故障状态的海底节点进行定位，快速确定海底节点的位置，同时提高查找目标节点的效率。
2、本专利技术还有一个目的，是提供一种双重定位方法，该方法需要采用上述双重定位系统来实现，该方法在海底节点处于工作状态、休眠状态以及故障状态下均可以定位海底节点的位置，避免花费大量时间和人力查找目标节点的位置，极大提高了海洋节点施工的效率。
3、为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
4、一种双重定位系统，包括主机系统、a台网络交换机、a台中继模块、b个海底节点，主机系统上安装有上位机软件，其中a≥1，b≥2且b>a；
5、主机系统、a台网络交换机、a台中继模块和b个海底节点构成局域网；a台网络交换机和a台中继模块，使用时根据各自的ip地址一一配对形成a组组合，每组组合由一台网络交换机和一台中继模块组成；
6、所述上位机软件用于输入网络交换机的ip地址和中继模块的ip地址，构建虚拟位置显示界面，所述虚拟位置显示界面包括n个虚拟端口；每台所述网络交换机设有m个网络端口，每台所述中继模块设有n个串口，其中m>n；主机系统通过网口与网络交换机的网络端口通信相连；所述网络交换机的网络端口与中继模块的串口通信相连；
7、所述海底节点内部包括主控微控制单元、辅助微控制单元、网络芯片和串口芯片；所述主控微控制单元用于网络通信，所述辅助微控制单元用于主动读取主控微控制单元中的ip地址，控制海底节点休眠或启动；所述主控微控制单元通过网络芯片与网络交换机的网络端口通信相连，所述辅助微控制单元通过串口芯片与中继模块的串口通信相连；同一个海底节点的主控微控制单元与第a组组合中网络交换机的第m个网络端口相连，辅助微控制单元与第a组组合中中继模块的第m个串口相连，其中a[1，a]，m[1，n]。
8、作为限定，所述双重定位系统还包括a台机柜，所述a组组合一一对应置于a台机柜中。
9、本专利技术还公开了一种双重定位方法，所述双重定位方法包括网络定位和串口定位；
10、进行网络定位或串口定位之前首先进行配置过程，所述配置过程包括依次进行的以下步骤：
11、s1、为安装有上位机软件的主机系统设置主机ip地址，为a台网络交换机分别设置ip地址，为a台中继模块分别设置ip地址，为b个海底节点的主控微控制单元分别设置海底节点ip地址，同时为b个海底节点分别设置海底节点mac地址；
12、s2、于步骤s1主机系统的上位机软件中构建a个虚拟位置显示界面，每个虚拟位置显示界面包括n个虚拟端口；
13、s3、于虚拟位置显示界面中输入a台网络交换机的ip地址和a台中继模块的ip地址，上位机软件搜索局域网内所有ip地址，将属于同一组的网络交换机和中继模块的ip地址进行匹配关联配对，形成a组组合；
14、配置结束后于网络定位和串口定位中任意选择一种定位方式执行，执行成功或执行失败均继续执行另一种定位方式；
15、所述网络定位包括依次进行的以下步骤：
16、m1、所有海底节点通过网络交换机采用用户数据报协议udp向外广播自身对应的ip地址，主机系统监听用户数据报协议获得所有播报的海底节点，并通过tcp/ip与所有海底节点建立连接；
17、m2、主机系统与所有海底节点建立连接后，上位机软件向所有海底节点索要每个海底节点对应的mac地址，同时上位机软件访问与海底节点连接的网络交换机的mac地址表，读取mac地址表上每个端口号对应的mac地址，从而获取每个海底节点的mac地址相匹配的网络交换机网络端口号；
18、m3、根据步骤m1与步骤m2，上位机软件将每个海底节点的ip地址与其相对应的网络交换机端口号进行关联，得到关联后的地址信息，并根据端口号确定虚拟端口的位置，将海底节点放入虚拟位置显示界面对应的虚拟端口内，实现网络定位；若虚拟位置显示界面对应的虚拟端口中显示网络定位标识，则证明网络定位成功；若虚拟位置显示界面对应的虚拟端口中未显示网络定位标识，则证明网络定位失败；
19、所述串口定位包括依次进行的以下步骤：
20、p1、海底节点辅助微控制单元通过串口芯片访问中继模块，并将海底节点的ip地址发送至中继模块；
21、p2、中继模块将中继模块串口号与海底节点ip地址打包上传至上位机软件；
22、p3、上位机软件读取中继模块的串口号，并在局域网内搜索所有ip地址，找到与步骤p2中ip地址一致的海底节点，并放入虚拟位置显示界面与中继模块串口号对应的虚拟端口内，实现串口定位；若虚拟位置显示界面对应的虚拟端口中显示串口定位标识，则证明串口定位成功；若虚拟位置显示界面对应的虚拟端口中未显示串口定位标识，则证明串口定位失败。
23、作为限定，所述海底节点的辅助微控制单元于步骤p1之前主动读取主控微控制单元中海底节点的ip地址。
24、作为第二种限定，所述步骤s2中每个虚拟位置显示界面还包括一个虚拟机柜。
25、作为进一步限定，所述步骤s3中每组组合均对应有一个虚拟机柜。
26、由于采用了上述的技术方案，本发本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种双重定位系统，其特征在于，包括主机系统、A台网络交换机、A台中继模块、B个海底节点，主机系统上安装有上位机软件，其中A≥1，B≥2且B>A；
2.根据权利要求1所述的双重定位系统，其特征在于，所述双重定位系统还包括A台机柜，所述A组组合一一对应置于A台机柜中。
3.一种双重定位方法，采用权利要求1或2所述的双重定位系统来实现，其特征在于，所述双重定位方法包括网络定位和串口定位；
4.根据权利要求3所述的双重定位方法，其特征在于，所述海底节点的辅助微控制单元于步骤P1之前主动读取主控微控制单元中海底节点的IP地址。
5.根据权利要求3或4所述的双重定位方法，采用的双重定位系统还包括A台机柜，所述A组组合一一对应置于A台机柜中，其特征在于，所述步骤S2中每个虚拟位置显示界面还包括一个虚拟机柜。
6.根据权利要求5所述的双重定位方法，其特征在于，所述步骤S3中每组组合均对应有一个虚拟机柜。
【技术特征摘要】
1.一种双重定位系统，其特征在于，包括主机系统、a台网络交换机、a台中继模块、b个海底节点，主机系统上安装有上位机软件，其中a≥1，b≥2且b>a；
2.根据权利要求1所述的双重定位系统，其特征在于，所述双重定位系统还包括a台机柜，所述a组组合一一对应置于a台机柜中。
3.一种双重定位方法，采用权利要求1或2所述的双重定位系统来实现，其特征在于，所述双重定位方法包括网络定位和串口定位；
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【专利技术属性】
技术研发人员：袁辰，魏启，卢涛，王浩，范举，易昌华，
申请(专利权)人：中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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