[發明專利]基于時間同步機制的雙向距離測量機制

在審

• 申請號: 202010599950.6
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111948635A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 趙壁如;趙健;劉宗坤;陳志麟;趙萱坤;方曉松;白光普;王濤;費春霞;陳嘯然;安自朝;陳素文;胡杰;張繼晨;白晨曦
• 申請（專利權）人: 成都星辰瀑布通信技術有限公司
• 主分類號: G01S13/08
• 分類號: G01S13/08;G01S13/86;G01S19/39;H04J3/06
• 代理公司: 青島致嘉知識產權代理事務所(普通合伙) 37236
• 代理人: 張曉艷

本發明公開了基于時間同步機制的雙向距離測量機制，包括以下步驟：A：該機制首先在兩設備之間的介質上建立雙向通信機制，第一次測量，雙方兩設備中需要測量的一方首先發送一個帶有測量方發送時刻的時間同步報文，被測量方收到后同步自身的時間到測量方的發送時刻；B：然后被測量方發送一個自身發送時刻的測量報文，測量方收到報文后，用接收時刻減去發送時刻再乘以信息報文在介質中的傳播速度的一半就可以得到發送方到自身的距離，存儲在本地內存中。本發明具備適用在各種介質中使用，不受地形地貌影響和TOF的可視范圍限制的優點，解決了現有的測量方法受到地形地貌的限制，使用范圍窄，測量精度低，測量效率低的問題。

技術領域

本發明涉及距離測量方法技術領域，具體為基于時間同步機制的雙向距離測量機制。

背景技術

距離測量是指測量地面上兩點連線長度的工作，通常需要測定的是水平距離，即兩點連線投影在某水準面上的長度，它是確定地面點的平面位置的要素之一，是測量工作中最基本的任務之一，通常需要測定的是水平距離，即兩點連線投影在某水準面上的長度，在三角測量、導線測量、地形測量和工程測量等工作中都需要進行距離測量，距離測量的精度用相對誤差(相對精度)表示，即距離測量的誤差同該距離長度的比值，用分子為1的公式1/n表示，比值越小，距離測量的精度越高，距離測量常用的方法有量尺量距、視距測量、視差法測距和電磁波測距等，用量尺直接測定兩點間距離，分為鋼尺量距和因瓦基線尺量距。

目前廣泛使用的距離測量機制是TOF，是計算光/紅外線/激光的反彈時間，來計算事物與發射源之間距離的一個技術，包括作為其配置的發光單元，其發射來自光源的光源光以測量到對象的距離，以及光接收單元，其檢測來自對象的反射光，兩者都是被稱為TOF傳感器，這種測量方式是單向的，可視范圍內的，并且不適合于水下、管道內，GPS定位通過自身的位置坐標與測量點的位置坐標計算出兩者之間的距離差，這也是一種間接測量方式，只適合測量點均在開闊地點，能至少接收到3顆衛星信息的地方使用，另外就是人工使用測量工具測量，如皮尺、經緯儀等測量，這種方式測量范圍小，時效低，受到地形地貌影響，當測量點之間移動時候又需要重新測量，不利于人們的使用。

發明內容

本發明的目的在于提供基于時間同步機制的雙向距離測量機制，具備適用在各種介質中使用，不受地形地貌影響和TOF的可視范圍限制，可方便用于GPS不能使用的場景，如水下，室內，隧道等，能迅速測定兩者的相對距離，效率高，并且可根據測量精度、測量范圍來確定實現成本的優點，解決了現有的測量方法受到地形地貌的限制，使用范圍窄，測量精度低，測量效率低的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：基于時間同步機制的雙向距離測量機制，包括以下步驟：

A：該機制首先在兩設備之間的介質上建立雙向通信機制，第一次測量，雙方兩設備中需要測量的一方首先發送一個帶有測量方發送時刻的時間同步報文，被測量方收到后同步自身的時間到測量方的發送時刻；

B：然后被測量方發送一個自身發送時刻的測量報文，測量方收到報文后，用接收時刻減去發送時刻再乘以信息報文在介質中的傳播速度的一半就可以得到發送方到自身的距離，存儲在本地內存中；

C：在之后的測量過程中，如果雙方設備沒有發生相對距離改變的情況，測量方發送一個帶有測量方發送時刻的時間和兩者距離的報文，被測量方收到后看接收到的時刻是否等于報文中的發送時刻加上距離的延遲，如果相等，則發送一個確認報文即可，包括自身的發送時刻和距離報文；

D：如果不等，說明距離已經發生變化，同步自身的時間到測量方的發送時刻，然后發送一個自身發送時刻的測量報文，測量方用接收時刻減去發送時刻再乘以信息報文在介質中的傳播速度的一半就可以得到發送方到自身的距離，存儲在本地內存中；

E：這種距離測量機制是建立在雙方的時鐘精確同步機制上的，只要一個數據報文就可以測定發送方到自身的距離，可方便用于GPS、TOF、人工測量等不能使用的場景，如水下，室內，隧道等。