[发明专利]一种时间同步装置、标签、定位系统及方法

说明书

本发明涉及通信领域，公开了一种时间同步装置：包括两个以上、且至少两两相接的时间同步组；每一所述时间同步组包括三个分设于顶点的、可接收信号的基站；两个相接的所述时间同步组至少共用同一个基站；至少两个所述时间同步组具有独立的时间同步进程，并具有不同的时间同步信息。另外，本发明还公开了与之相关的标签、定位系统以及定位方法。本发明的一些技术效果在于：通过将基站进行区域划分，使基站可区域化地独立执行的时间同步方式，可有利于实现对标签在每个区域内的高精度、快速定位；无需所有基站之间进行统一的时间同步，避免了逐级同步，没有误差累积，为大场景、多基站条件下的高精度定位需求合理地提供了基础设施支持。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种时间同步装置、标签、定位系统及方法。

背景技术

现有技术中，通过无线的方式实时确定物体位置的主流技术之一是TDOA(即TimeDifference of Arrival，可译作“到达时间差”)定位法：通过测量信号到达监测站(或基站)的时间，可以确定信号源(或标签)的距离，利用信号源到多个监测站的距离，就能确定信号源的位置。

关于TDOA技术在定位中的的具体应用，公开号为“CN103561387A”、名称为“一种基于TDoA的室内定位方法及系统”的专利文献，公开号为“CN107454671A”、名称为“一种基于TDOA定位的距离差处理方法及装置”的专利文献，公开号为“CN107389068A”、名称为“基于TDOA的二分查找定位方法”的专利文献等均有所提及。

需要指出的是，TDOA定位法实现的关键技术就是基站间的时间同步，如果要求实现厘米级定位，时间同步精度一般需要达到纳秒级。对于一些大场景，特别是有障碍物的情况下，如何保证多基站时间同步就成为TDOA技术实时定位的关键。

对此，目前的主流解决方案是任选一基站作为主基站，主基站发送带有时间戳的广播报文，接收到主基站同步报文的次基站把时间同步到接收的广播报文所带时间戳的时间。对于超过主基站信号覆盖范围的其他基站，需手工设置次主基站，把同步信号像水波纹扩散那样逐级传递下去。对于被障碍物(如柱子)遮挡信号的基站群，根据可以覆盖的范围，手工选择次主基站，然后再向未进行时间同步的基站发射同步信号。最后通过层层信号的传输，统一所有基站的时间基准。

然而，前述的方案，由于同步信号需要在多个基站中进行逐级传播，容易产生误差累积，对于光速传输的信号，纳秒级的误差累积就将会达到30cm，这种误差累积对高精度定位是不可接受的。另外，手工设置基站的传播级数，也产生了繁琐的工作甚至可能会发生遗漏指定基站的情况。

发明内容

为解决上述的至少一个技术问题，本发明提出了一种时间同步装置、标签、定位系统及方法。

一种时间同步装置，包括两个以上、且至少两两相接的时间同步组；每一所述时间同步组包括三个分设于顶点的、可接收信号的基站；两个相接的所述时间同步组至少共用同一个基站；至少两个所述时间同步组具有独立的时间同步进程，并具有不同的时间同步信息。

优选地，所述两个相接的时间同步组，其共用的基站存储有至少两份对应不同的时间同步进程的时间同步信息文件。

优选地，每一所述时间同步组由三个分设于顶点的基站组成。

优选地，设于任一时间同步组顶点的任一个基站，均落入另外两个基站的视距范围。

优选地，在特定的场地，组成时间同步组的第一部分基站以设定的第一距离，在至少一个视角下，环绕地位于所述场地边缘的附近；若所述场地内存在障碍物，组成时间同步组的第二部分基站以设定的第二距离，在至少一个视角下，环绕地位于所述障碍物表面的附近。

一种标签，具有信号反馈装置；所述信号反馈装置用于发射或反射特定信号；所述特定信号能被至少两个时间同步组的所有基站所识别。