[发明专利]一种适用于精确定位系统的高精度时间同步的方法

说明书

技术领域

本发明涉及精确定位技术，特别是指一种适用于精确定位系统的高精度时间同步的方法。

背景技术

TDOA定位（Time Difference of Arrival 到达时间差）是一种利用时间差进行定位的方法。通过测量定位标签发出的信号到达定位基站的时间，可以确定到达信号源的距离。TDOA定位系统（如图1所示）利用信号源到各个定位基站的距离，就能确定信号的位置。通过比较信号到达各个定位基站的时间差，就能作出以定位基站为焦点，距离差为长轴的双曲线，双曲线的交点就是信号源的位置。

为了实现TDOA系统的精确定位的功能，就要求在定位基站之间实现高精度的时间同步。

发明内容

本发明提出一种适用于精确定位系统的高精度时间同步的方法，解决了现有技术中TDOA的精确度不够高的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种适用于精确定位系统的高精度时间同步的方法，包括如下步骤，

步骤1，并置基站A和基站B至少两个定位基站，量化无线信号在基站A和基站B之间的传输时间为△T1，

步骤2，基站A在T1时刻发送时间同步帧S1至基站B，记录发送时间为T1，同时基站A发送时间同步消息帧M1至时间同步引擎，

步骤3，基站B接收时间同步帧S1并记录接收时间为T2，同时基站B发送时间同步消息帧M2至时间同步引擎，

步骤4，时间同步引擎根据无线信号在基站A和基站B之间的传输时间△T1、T1和T2确定基站B与基站A的时间差情况，通过△T = T2-T1-△T1算出时间差值，并同步基站A与基站B的时间，

其周期性地重复步骤2至步骤4。

进一步，量化基站A和基站B的距离D，则步骤1中的时间同步差的值为△T1=D/C，其中C为光速。

其中，S1包括时间同步帧的序列号和基站A的ID。

其中，M1包括时间同步帧S1的序列号、基站A的ID和时间同步帧S1的发送时间T1。

其中，M2包括时间同步帧S1的序列号，基站A的ID，基站B的ID和接收时间同步帧S1的时间T2。

与现有技术相比，本发明提供的一种适用于精确定位系统的高精度时间同步的方法，通过基站A发射的时间同步帧S1以及基站B接收的时间同步帧S1,建立基站A和基站B的相对时间关系。通过基站A发射时间同步消息M1至时间同步引擎，实现时间同步引擎和基站A的数据关系联系。通过基站B发射时间同步消息M2至时间同步引擎，实现时间同步引擎和基站B的数据关系联系，时间同步引擎通过对基站A发送的时间同步消息M1以及基站B发送的时间同步消息M2的分析和计算，完成基站A和基站B的时间同步。其具体实现简单、可行性强，不会产生或极少地产生费用。由于基站A和基站B的本地时间系统会存在一定的时间抖动和偏移，所以需要周期性地进行时间同步。高精度的时间同步方法可以将时间同步精度提升至0.02微秒，将大大提高精确定位系统的定位精度，具有重要意义。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为背景技术中的TDOA定位系统示意图。

图2为本发明提供的时间同步示意图。

图3为本发明提供的基站拓扑示意图。

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作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2~3所示，一种适用于精确定位系统的高精度时间同步的方法，包括如下步骤，

步骤1，并置基站A和基站B至少两个定位基站，量化无线信号在基站A和基站B之间的传输时间为△T1，

步骤2，基站A在T1时刻发送时间同步帧S1至基站B，记录发送时间为T1，同时基站A发送时间同步消息帧M1至时间同步引擎，

步骤3，基站B接收时间同步帧S1并记录接收时间为T2，同时基站B发送时间同步消息帧M2至时间同步引擎，