[发明专利]基于标准时标的IMU与GNSS数据同步方法

说明书

本发明公开了基于标准时标的IMU与GNSS数据同步方法，其包括：T1、实时监测PPS脉冲信号，当PPS脉冲信号到达，处理器启动定时器和计数器，定时器以原始参数为定时参数，当下一个PPS脉冲信号到达，计数器计算两个PPS脉冲信号的间隔值，定时器以该间隔值为新的定时参数，重新启动定时器及计数器；T2、当监测到PPS脉冲信号到达时，读取IMU数据，并以PPS脉冲信号到达的系统时间t标记IMU数据的时间标签以及更新UTC1时刻的GNSS数据的时间标签，系统时间t为系统电源启动起的并具有更新周期的时间值，UTC1为PPS脉冲信号到达时刻的UTC时间的取整加1；本发明的数据同步定时精度更高。

技术领域

本发明涉及数据同步技术领域，尤其涉及一种基于标准时标的IMU与GNSS数据同步方法。

背景技术

随着智能化时代到来，高精度定时技术逐渐从军用设备转到民用设备，这些设备均包含高精度定位模块；高精度定位最常采用的定位方式是卫星导航定位，这种方式依赖于接收卫星信号推算，但不适用于遮挡环境，此时提出了借助惯性元器件进行原始数据推算，持续输出在遮挡环境下的高精度定位结果，而卫星导航与惯性元器件组合推算精度的高度很大程度上取决于GNSS与IMU数据同步定时精度，如何规避定时误差，提高GNSS数据与IMU数据的定时同步精度成了重要的环节，目前在高精度定时同步技术上主要方法有两种，一种是基于FPGA与PPS信号结合的硬件同步方法，另一种是利用UTC时间(世界标准时间)与PPS信号的软件同步。

基于FPGA与PPS结合的硬件同步方法：利用高性能FPGA芯片，再引入PPS脉冲信号的方式实现数据同步；该同步方法需要高性能FPGA芯片，对于硬件成本比较高，不太适合广泛应用；该方法还需要配合其他微处理器进行IMU数据接收，FPGA与微处理器的数据传输、中断响应等都会带来一定的定时同步误差。

利用UTC时间(世界标准时间)与PPS信号的软件同步方法：利用PPS脉冲信号对定时器重置，实现IMU与GNSS数据定时同步。该方法存在因系统定时漂移引起的误差，长期定时漂移误差越大，整体同步精度越低；由于UTC时间更新频率低，采用UTC时间进行时间同步匹配可能会导致UTC时间匹配误差；定时器采用外部中断监测并由外部中断函数触发启动，会引入中断延迟误差。

所以，需要一种更好的IMU与GNSS数据同步方法。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种基于标准时标的IMU与GNSS数据同步方法，该同步方法的数据同步定时精度更高。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种基于标准时标的IMU与GNSS数据同步方法，其包括：

T1、实时监测PPS脉冲信号，当PPS脉冲信号到达，处理器根据机制启动定时器和计数器，定时器以原始参数作为定时参数，当下一个PPS脉冲信号到达，计数器计算两个PPS脉冲信号的间隔值，定时器以该间隔值作为新的定时参数，重新启动定时器以及计数器；

T2、当监测到PPS脉冲信号到达时，读取IMU数据，并以PPS脉冲信号到达的系统时间t标记IMU数据的时间标签以及更新UTC1时刻的GNSS数据的时间标签，所述系统时间t为系统电源启动起的并具有更新周期的时间值，所述UTC1为PPS脉冲信号到达时刻的UTC时间的取整数加1。

进一步地，还包括：T3、把两个PPS脉冲信号到达之间的IMU数据和GNSS数据的时间标签分别平分为N1等分和N2等分，在t的基础上以1/N递增来分别标记平分后的IMU数据和GNSS数据的时间标签，即t1,t1+(1/N),t1+(2/N),t1+(3/N)，……，t2，所述N在对应IMU数据时为N1，N在对应GNSS数据时为N2，所述t1为两个PPS脉冲信号中先到达的PPS脉冲信号的系统时间，所述t2为两个PPS脉冲信号中后到达的PPS脉冲信号的系统时间。