一种时间同步装置、标签、定位系统及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及通信领域，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，本发明专利技术还公开了与之相关的标签、定位系统以及定位方法。本发明专利技术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。

A Time Synchronization Device, Label and Location System and Method

The invention relates to the field of communication, and discloses a time synchronization device, which comprises more than two time synchronization groups connected at least two times; each time synchronization group comprises three base stations separated at vertices and receivable signals; two time synchronization groups connected with each other share at least one base station; and at least two time synchronization groups have independent time synchronization processes. And has different time synchronization information. In addition, the invention also discloses a label, a positioning system and a positioning method related thereto. Some technical effects of the present invention are as follows: by dividing the base station into regions, the time synchronization mode that the base station can independently execute regionally can facilitate the high accuracy and fast positioning of tags in each region; without uniform time synchronization among all base stations, the step-by-step synchronization can be avoided without error accumulation, and the time synchronization mode is high under the condition of large scenes and multi-base stations. Precision positioning needs provide reasonable infrastructure support.

【技术实现步骤摘要】
一种时间同步装置、标签、定位系统及方法
本专利技术涉及无线通信
，特别涉及一种时间同步装置、标签、定位系统及方法。
技术介绍
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TimeDifferenceofArrival，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。
技术实现思路
为解决上述的至少一个技术问题，本专利技术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。一种定位系统，具有定位解算模块，所述定位系统包括所述时间同步装置以及所述标签；所述定位解算模块用于获取所述特定信号到达某一时间同步组的所有基站的时间同步信息，并按TDOA定位法解算出所述标签的位置信息。一种定位方法，所述标签落入某一时间同步组的所有基站的信号覆盖范围内并发送特定信号；该时间同步组的每一基站按照相应的时间同步进程，记录特定信号到达的时间，从而产生时间同步信息；定位解算模块获取所述时间同步信息，利用TDOA定位法解算出所述标签的位置信息。优选地，所述标签在不同时间同步组的信号覆盖范围内时，触发对应的时间同步组的基站按照相应的时间同步进程，产生相应的时间同步信息。优选地，对每个所述时间同步组设定触发条件，当触发条件被满足时，其对应的时间同步组被允许参与定位解算，所述触发条件包括：该时间同步组的全部基站接收到的特定信号的强度在设定范围内；若对于一个标签，两个以上的时间同步组均满足触发条件，则选择最早满足的触发条件对应的时间同步组，使其参与定位解算，其他时间同步组在此时不参与该标签的定位解算。本专利技术的一些技术效果在于：提供了一种时间同步装置，在保证信号完整覆盖的前提下，通过将基站进行区域划分，使基站可区域化地独立执行时间同步，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，以及因此带来的误差累积，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。附图说明为更好地理解本专利技术的技术方案，可参考下列的、用于对现有技术或实施例进行辅助说明的附图。这些附图将对现有技术或本专利技术部分实施例中，涉及到的产品或方法有选择地进行展示。这些附图的基本信息如下：图1是一个实施例中，基站与标签的位置示意图，图中的虚线示意基站与基站之间可以组成多个呈三角形的通信组或基站群，即时间同步组；图2是一个实施例中，基站的一种部署示意图，A、B、C、D示意基站之间组成的四个三角形区域。上述附图中，附图标记及其所对应的技术特征如下：1-基站；2-标签；3-场地边界；4-柱子；11-基站一；12-基站二；13-基站三；14-基站四；15-基站五；16-基站六。具体实施方式下文将对本专利技术涉及的技术手段或技术效果作进一步的展开描述，显然，所提供的实施例仅是本专利技术的部分实施方式，而并非全部。基于本专利技术中的实施例以及图文的明示或暗示，本领域技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所能获得的所有其他实施例，都将在本专利技术保护的范围之内。在一个实施例中，本专利技术提供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。所述时间同步装置特别适用于TDOA定位法，但本领域技术人员可以理解的是，它也适用于其他的通讯或定位方法——只要这样的通讯或定位方法有着多个基站需要进行时间同步的需求。所述时间同步组的数量可以是多个，每个时间同步组至少包括三个基站，意味着在另一些实施例中，有的时间同步组可以采用四个或更多的基站。在一些情况下，时间同步组可以仅仅只包含基站；在一些情况下，时间同步组除了包含基站，也可以包含计算器或存储器。“包括三个分设于顶点的基站”指某些情况下，一个时间同步组中可能存在三个以上的基站，但这些基站构成时间同步组的边界时，至少应有三个基站位于这个边界的顶点位置，即组成一个时间同步组的基站，至少可以在位置上构成一个三角形。时间同步组可以人为指定划分，也可以根据一定计算机指令进行自动划分，时间同步组的本质是在于体现基站之间的通讯关系，一般来说，组成时间同步组的若干基站，它们之间可以相互通信，但也不排除这样的可能：时间同步组里某基站作为主基站，其他基站作为从基站，主基站可与所有从基站进行双向通信，从基站间无相互通信的需求。需要注意的是，本文所说的基站并非要完全统一地建设在同一水平高度，本领域技术人员在实施时，可参考现有技术根据实际地形、要求、施工规范等而进行变通和调整。另外，每个基站也不要求必须在软硬件上均保本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种时间同步装置，其特征在于：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。

【技术特征摘要】
1.一种时间同步装置，其特征在于：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。2.根据权利要求1所述的时间同步装置，其特征在于：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。3.根据权利要求1所述的时间同步装置，其特征在于：每一所述时间同步组由三个分设于顶点的基站组成。4.根据权利要求3所述的时间同步装置，其特征在于：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。5.根据权利要求1所述的时间同步装置，其特征在于：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。6.一种标签，其特征在于：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。...

【专利技术属性】
技术研发人员：牟总斌，吕韶清，汪志君，
申请(专利权)人：广东星舆科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44