[发明专利]一种UWB高精度定位系统的时间同步方法

权利要求书

1.一种UWB高精度定位系统的时间同步方法，所述UWB高精度定位系统包括主定位基站、多个普通定位基站、以及定位标签心跳，普通定位基站的时间同步方法的具体步骤如下：

普通定位基站接收主定位基站发送的同步帧信号，主定位基站和普通定位基站接收定位标签心跳的标签心跳帧信号；

普通定位基站根据接收到的信号判断是同步帧信号还是标签心跳帧信号，如是同步帧信号，则进入PIC同步计算单元进行计算，如是标签心跳帧信号则进入时钟补偿单元计算；

其中，PIC同步计算单元的同步计算公式为：

其中，y(n)为经算法修正后的普通定位基站同步包时间戳序列，x(n)为某个普通定位基站收到同步包的时间戳序列，t(n)为主定位基站发送同步的时间戳序列，Kp为比例调节系数，Ki为积分调节系数，e(j)为误差；

时钟补偿单元的同步计算公式如下：

其中b(n)为经过算法同步后定位标签心跳包时间戳序列，r(n)为某个普通定位基站收到定位标签心跳包的时间戳序列。

2.根据权利要求1所述的一种UWB高精度定位系统的时间同步方法，其特征在于：PIC同步计算单元首次执行时参数进行初始化，包括：

将普通定位基站接收到的时间戳Rx赋予给x(n)；

将x(n)赋予给y(n)；

将主定位基站发出的时间戳Tx赋予给t(n)；

将e(j)赋予给0。

3.根据权利要求1所述的一种UWB高精度定位系统的时间同步方法，其特征在于：PIC同步计算单元计算后进行同步有效性校验，其具体步骤包括：

定义一计算临时变量delta_temp＝y(n)-t(n)，保存前一次计算值的临时变量last_delta_temp＝delta_temp；

主定位基站和普通定位基站之间的存在的时钟差delta_diff＝delta_temp-last_delta_temp；

在每次的时钟差delta_diff进行时间窗口校准时，将时钟差delta_diff缓存在缓存器中，当缓存器中的个数达到预设个数阈值N时，计算N个delta_diff的算术平均值mean；

将平均值mean与当前次同步计算后的delta_diff的差值绝对值与预设差值阈值比较，如在预设差值阈值范围内，则本次同步有效，并将PIC同步参数更新，如不在预设差值阈值范围内，则本次同步无效丢弃本次同步参数更新，PIC同步参数恢复为上一次正确的同步参数值。

4.根据权利要求3所述的一种UWB高精度定位系统的时间同步方法，其特征在于：delta_diff采用了0.15s间隔内的标准偏差来进行比较，公式如下：delta_diff＝0.15*delta_diff*(t(n)-t(n-1))。

5.根据权利要求3所述的一种UWB高精度定位系统的时间同步方法，其特征在于：缓存器中的delta_diff个数不满足预设个数阈值N时，不进行同步有效性校验。

6.根据权利要求3所述的一种UWB高精度定位系统的时间同步方法，其特征在于：预设个数阈值N为50，预设差值阈值为4ns。