一种地线通信方法及系统与流程

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种地线通信方法及系统。

背景技术：

在地下空间作业中，无线信号的稳定和可靠性收到环境的限制。而有线通信电缆在地质灾害中容易毁坏，使得地下作业地质事故的应急联络一直未得到有效解决。同时在工业监控通信中，控制信号线往往意外接地而影响信号的传输。在对导线有破坏的火灾，坍塌、水害中应急联络显得重要。

技术实现要素：

鉴于目前地下通信存在的上述不足，本发明提供一种地线通信方法及系统，有很强的抗毁性，能够保持良好的通信信号，具有高度可靠性和抗干扰性。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种地线通信方法，所述地线通信方法包括如下步骤：

对当前地线信道空载时的磁电特性环境参数进行检测；

调节信号发射输出端的静态磁电特性环境参数使之与当前地线信道空载时的磁电特性环境参数相匹配；

根据当前地线信道磁电特性环境参数输出与当前地线信道磁电特性环境参数相适应的基本校正信号；

根据接收端信号的衰减度及传输信噪比调整信号形式与地线导体的信号传输结构。

依照本发明的一个方面，所述对当前地线信道空载时的磁电特性环境进行检测步骤具体为：对当前地线信道空载时的磁电特性环境参数进行采集；将采集的磁电特性环境参数转换成数字信号；对转换后的磁电特性环境数字信号进行分析得出当前地线信道空载时的磁电特性环境类型及信道通信带宽。

依照本发明的一个方面，所述调节信号发射输出端的静态磁电特性环境参数与当前地线信道空载时的磁电特性环境参数相匹配步骤具体为：将采集的当前地线信道空载时的磁电特性环境参数与当前信号发射输出端的静态磁电特性环境参数进行比对；若当前信号发射输出 端的静态磁电特性环境参数与采集的当前地线信道空载时的磁电特性环境参数不相同，则调节当前信号发射输出端的静态磁电特性环境参数与当前地线信道空载时的磁电特性环境参数相匹配。

依照本发明的一个方面，所述根据当前地线信道磁电特性环境参数输出与当前地线信道磁电特性环境参数相适应的基本校正信号步骤具体为：设计出与当前地线信道磁电特性环境参数相匹配的地线导体的信号传输结构；根据当前地线信道磁电特性环境参数产生适于当前地线信道环境的信号形式；在地线导体上以适于当前地线信道磁电特性环境参数的信号形式输出最大带宽信号量的基本校正信号。

依照本发明的一个方面，所述根据接收端信号的衰减度、传输信噪比及时调整信号形式与地线导体的信号传输结构与步骤具体为：在接收端实时对每段基本校正信号的衰减度进行记录并对信号中的寄生电磁干扰信号进行分析；与达到通信要求的信号标准衰减度值与传输信噪比进行对比，将衰减度与传输信噪比差值反馈给基本校正信号发射端；根据信号接收端反馈的衰减度与传输信噪比差值调整信号形式与地线导体的信号传输结构。

一种地线通信系统，所述地线通信系统包括：

检测模块，用于对当前地线信道空载时的磁电特性环境参数进行检测；

调节匹配模块，用于调节信号发射输出端的静态磁电特性环境参数使之与当前地线信道空载时的磁电特性环境参数相匹配；

校正模块，用于根据当前地线信道磁电特性环境参数输出与当前地线信道磁电特性环境参数相适应的基本校正信号；

信号调整模块，用于根据接收端信号的衰减度及传输信噪比调整信号形式与地线导体的信号传输结构。

依照本发明的一个方面，所述地线通信系统还包括：采集模块，用于对当前地线信道空载时的磁电特性环境参数进行采集。

依照本发明的一个方面，所述地线通信系统还包括：转换模块，用于将采集的磁电特性环境参数转换成数字信号。

依照本发明的一个方面，所述地线通信系统还包括：分析模块，用于对转换后的磁电特性环境数字信号进行分析得出当前地线信道空载时的磁电特性环境类型及信道通信带宽。

依照本发明的一个方面，所述地线通信系统还包括：信号形式生成模块，用于根据当前地线信道磁电特性环境参数产生适于当前地线信道环境的信号形式。

本发明实施的优点：通过设计与地线信道空载时的磁电特性环境参数相适应的地线接地导体的信号传输结构和对信号传输距离影响较小的信号形式，使得地线通信信号衰减少，具有良好的通信信号，同时利用地线接地导体与大地之间的无寄生电磁干扰的特性来提高信号传输信噪比，增强信号抗电磁干扰性能，地线通信利用接地的导体传输信号通信，地线可为地埋钢管或钢轨，使得地线通信具有很强的抗毁性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所述的一种地线通信方法的方法流程图；

图2为本发明所述的一种地线通信系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。

如图1所示，一种地线通信方法，所述地线通信方法包括如下步骤：

步骤S1：对当前地线信道空载时的磁电特性环境参数进行检测；

所述步骤S1：对当前地线信道空载时的磁电特性环境进行检测步骤具体为：对当前地线信道空载时的磁电特性环境参数进行采集；将采集的磁电特性环境参数转换成数字信号；对转换后的磁电特性环境数字信号进行分析得出当前地线信道空载时的磁电特性环境类型及信道通信带宽。

如洪水淹没前地线信道空载时的磁电特征与洪水淹没后的磁电特 征差异很大，那么信号发射输出端的静态磁电特征参数需要在灾变后进行适应性调整并与当前信道环境参数相匹配，以达到信号低衰减度传输的目的。

步骤S2：调节信号发射输出端的静态磁电特性环境参数使之与当前地线信道空载时的磁电特性环境参数相匹配；

所述步骤S2：调节信号发射输出端的静态磁电特性环境参数与当前地线信道空载时的磁电特性环境参数相匹配步骤具体为：将采集的当前地线信道空载时的磁电特性环境参数与当前信号发射输出端的静态磁电特性环境参数进行比对；若当前信号发射输出端的静态磁电特性环境参数与采集的当前地线信道空载时的磁电特性环境参数不相同，则调节当前信号发射输出端的静态磁电特性环境参数与当前地线信道空载时的磁电特性环境参数相匹配。

步骤S3：根据当前地线信道磁电特性环境参数输出与当前地线信道磁电特性环境参数相适应的基本校正信号；

所述步骤S3：根据当前地线信道磁电特性环境参数输出与当前地线信道磁电特性环境参数相适应的基本校正信号步骤具体为：设计出与当前地线信道磁电特性环境参数相匹配的地线导体的信号传输结构；根据当前地线信道磁电特性环境参数产生适于当前地线信道环境的信号形式；在地线导体上以适于当前地线信道磁电特性环境参数的信号形式输出最大带宽信号量的基本校正信号。

依据地线信道所处的磁电特性环境参数输出一种适合当前信道环境的基本校正信号(基波)，这种信号是对一定信号环境的匹配，所以是最佳的是范围变化不大的正弦波信号。

这样接收端也就在一定的磁电特性环境参数范围内接收，不但有利于高灵敏度的保证，在一定磁电特性环境参数范围内进行信号发送还有利于提高信号的抗干扰性。

步骤S4：根据接收端信号的衰减度及传输信噪比调整信号形式与地线导体的信号传输结构。

所述步骤S4：根据接收端信号的衰减度、传输信噪比及时调整信号形式与地线导体的信号传输结构与步骤具体为：在接收端实时对每段基本校正信号的衰减度进行记录并对信号中的寄生电磁干扰信号进行分析；与达到通信要求的信号标准衰减度值与传输信噪比进行对比，将衰 减度与传输信噪比差值反馈给基本校正信号发射端；根据信号接收端反馈的衰减度与传输信噪比差值调整信号形式与地线导体的信号传输结构。

通过设计与地线信道空载时的磁电特性环境参数相适应的地线接地导体的信号传输结构和对信号传输距离影响较小的信号形式，使得地线通信信号衰减少，具有良好的通信信号，同时利用地线接地导体与大地之间的无寄生电磁干扰的特性来提高信号传输信噪比，增强信号抗电磁干扰性能，地线通信利用接地的导体传输信号通信，地线可为地埋钢管或钢轨，使得地线通信具有很强的抗毁性。

一种地线通信系统的实施例：

一种地线通信系统，所述地线通信系统包括：

检测模块1，用于对当前地线信道空载时的磁电特性环境参数进行检测；

调节匹配模块2，用于调节信号发射输出端的静态磁电特性环境参数使之与当前地线信道空载时的磁电特性环境参数相匹配；

校正模块3，用于根据当前地线信道磁电特性环境参数输出与当前地线信道磁电特性环境参数相适应的基本校正信号；

信号调整模块4，用于根据接收端信号的衰减度及传输信噪比调整信号形式与地线导体的信号传输结构。

在本发明一可选的实施例中，地线通信系统还包括：采集模块5，用于对当前地线信道空载时的磁电特性环境参数进行采集。

在本发明一可选的实施例中，地线通信系统还包括：转换模块6，用于将采集的磁电特性环境参数转换成数字信号。

在本发明一可选的实施例中，地线通信系统还包括：分析模块7，用于对转换后的磁电特性环境数字信号进行分析得出当前地线信道空载时的磁电特性环境类型及信道通信带宽。

在本发明一可选的实施例中，地线通信系统还包括：信号形式生成模块8，用于根据当前地线信道磁电特性环境参数产生适于当前地线信道环境的信号形式。

地线通信系统是以接地的非绝缘导体为信道的有线通信。这种通信的信道可以是一根地埋钢管或钢轨，这使得通信系统具有很强的抗毁性，由于其对接地电特性影响较少，所以使得地线通信系统具有穿越地 质而保持好的通信信号的性能。在石油随钻系统、火灾指挥、隧道应急联络、电力故障测控等领域通信具有广泛的应用，地线通信具有无线和有线不能达到的抗毁性和信号穿透性。

在地下空间作业中，无线信号的稳定和可靠性收到环境的限制。而有线通信电缆在地质灾害中容易毁坏，使得地下作业地质事故的应急联络一直未得到有效解决。同时在工业监控通信中，控制信号线往往意外接地而影响信号的传输。在对导线有破坏的火灾，坍塌、水害中应急联络显得重要。

具有无绝缘特征的有线通信系统比单纯无线通信有更好的适用性，有线通信的可靠性和抗干扰在应急通信中保障作用，无绝缘地埋导体的抗毁性将能使得这种有线通信满足应急联络的需要。

地线通信利用接地的导体传输信号，而且他又必须以大地作为一个偶极子，这样才能使地线通信适合于现实中的无电器规则的管网线材网。可实现无衰减或少衰减的信号传输，同时设计出接地导体的信号传输结构和信道环境对信号的传输距离影响较小的信号形式，同时利用接地导体与大地之间的无寄生电磁干扰提高传输信噪比。

例如地线通信在地下工程救灾通信中应用是以地下工程和隧道的地质灾害中被埋被淹的钢轨、钢管等为信道进行信息传输的救灾通信系统，它不受水害淹没、火灾爆炸、坍塌掩埋对通信系统的影响。

本发明实施的优点：通过设计与地线信道空载时的磁电特性环境参数相适应的地线接地导体的信号传输结构和对信号传输距离影响较小的信号形式，使得地线通信信号衰减少，具有良好的通信信号，同时利用地线接地导体与大地之间的无寄生电磁干扰的特性来提高信号传输信噪比，增强信号抗电磁干扰性能，地线通信利用接地的导体传输信号通信，地线可为地埋钢管或钢轨，使得地线通信具有很强的抗毁性。。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本发明公开的技术范围内，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。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。