[发明专利]一种UWB高精度定位系统的时间同步方法

说明书

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。本发明的有益效果是：可以很好解决时间同步问题并可对误差大的数据自动修正。

技术领域

本发明涉及一种UWB高精度定位系统的时间同步方法。

背景技术

UWB(Ultra Wideband)是一种无载波通信技术，利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。有人称它为无线电领域的一次革命性进展，认为它将成为未来短距离无线通信的主流技术。总的来说，UWB在早期被用来应用在近距离高速数据传输，近年来国外开始利用其亚纳秒级超窄脉冲来做近距离精确室内定位。UWB高精度定位系统的时间同步的优良是决定定位精度、定位目标的容量及系统稳定性的重要条件。

现有技术的标签定位系统中，由于每个基站Anchor有自己的时钟源，存在频率差，这些频率差不固定，且随各处温度变化。为了实现基站时间同步，采用有线的到达时间差TDOA的时间同步方法，即系统中每个基站anchor之间的距离已知，采用频率产生器产生时钟频率，通过有线发送到系统中的anchor，作为anchor的时钟源，从而实现基站的时间同步，该方法中，由于采用有线传输频率，增加硬件设备成本。

另外，还有现有技术中采用无线时间同步方法，系统中每个定位基站anchor之间的距离已知，用来计算信号飞行时间。该同步方法为：在系统的所有定位基站anchor中定义一个主定位基站master anchor，其余为从定位基站slave anchor，Master anchor周期性的发送同步信号，比如150ms，500ms等；master anchor记录发出的时间，slave anchor收到的master anchor发出的同步信息后记录收到的时间，slave anchor收到的时间减去master anchor发出的时间，再减去信号的飞行时间即这两者之间的时间偏差，这样就可以实现时间同步了，这个时间偏差由上位机记录。然而，这种方法中，master anchor周期性的发送数据，相对来说减少了anchor接收时间，进而降低了接收的卡容量。

发明内容

本发明提出了一种可以很好解决时间同步问题并可对误差大的数据自动修正的UWB高精度定位系统的时间同步方法。

本发明采用的技术方案是：

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。

进一步，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。

进一步，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)；