[发明专利]一种计时装置、基站、定位系统、校准方法和定位方法

说明书

本申请提供一种计时装置、基站、定位系统、校准方法和定位方法。该计时装置包括通信连接的处理器和超宽带UWB芯片；UWB芯片包括UWB时钟，UWB时钟每隔第一预设时长过零一次；处理器包括定时器，处理器根据定时器按照第二预设时长对UWB时钟过零检测，并记录UWB时钟的过零次数；处理器用于获取UWB芯片的当前时间，并根据当前时间、过零次数以及每一次过零对应的时长获得系统时间。本申请实施例提供的计时装置能够大大提高了计时装置的精度，另外，该时钟装置能为基于时间的定位系统提供原子时钟般精度的皮秒级计时。并且基于该计时装置，本文提出了实现毫米级定位的基站、定位系统、校准方法和定位方法。

技术领域

本申请涉及通信技术领域，具体而言，涉及一种计时装置、基站、定位系统、校准方法和定位方法。

背景技术

近年来，无线定位技术在防丢，机器人导航等领域应用日益广泛。但因系统时钟和时钟同步精度限制，目前无线定位精度普遍在0.3-10米范围内。如何提高时钟和时钟同步精度，成为提高无线定位精度的关键。

目前，时钟同步的方法为通过自身MCU系统时间的无线时钟同步，即主基站周期定时发送自身系统时间帧，从基站接收到时间帧后主动同步到主基站的时钟，最高实现纳秒级时钟同步精度。由于单个基站的个体差异，导致基站收发无线信号的延迟不易，引入了很大的时钟同步误差。导致误差的原因主要是因为基站内部的系统时钟的精度不高。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种计时装置、基站、定位系统、校准方法和定位方法，用以提高时钟的精度。

第一方面，本申请实施例提供一种计时装置，包括处理器和超宽带UWB芯片；所述处理器和所述UWB芯片通信连接；所述UWB芯片包括UWB时钟，所述UWB时钟每隔第一预设时长过零一次；所述处理器包括定时器，所述处理器根据所述定时器按照第二预设时长对所述UWB时钟过零检测，并记录所述UWB时钟的过零次数；所述处理器用于获取所述UWB芯片的当前时间，并根据所述当前时间、所述过零次数以及每一次过零对应的时长获得系统时间；其中，所述第二预设时长小于所述第一预设时长。

本申请实施例通过将处理器与UWB芯片通信连接，处理器对UWB芯片的内部时钟进行过零统计，并根据UWB时钟的当前时间、过零次数来确定系统时间，从而大大提高了计时装置的精度。

进一步地，所述第一系统时间通过以下公式计算获得：

T₀＝(X+times×M)×N

其中，T₀为所述第一系统时间，X为UWB芯片的当前时间，times为过零次数，M为UWB时钟每次归零所需的滴答数，N为每一次过零对应的时长。

进一步地，所述处理器与所述UWB芯片通过总线通信连接。

第二方面，本申请实施例提供一种基站，包括第一方面提供的计时装置。

第三方面，本申请定位系统，包括多个第二方面的基站，其中，多个基站中包括一个主基站和多个从基站；

所述主基站分别与每个从基站通过无线方式实现时钟同步。

本申请实施例中的定位系统中的多个基站均包括有计时装置，并且主基站通过无线的方式可以实现对从基站的时钟同步，该定位系统能够提高定位精度。

进一步地，所述系统还包括时钟源模块；

所述时钟源模块通过同轴电缆与所述主基站和所述从基站连接；所述时钟源模块用于提供多路同一时钟源发出的时钟信息。

本申请实施例通过时钟源模块为多个基站提供同一时钟源，从而大大提高了定位系统中各个基站的时钟同步，进而提高了定位精度。

第四方面，本申请实施例提供一种时间校准方法，包括：