TDOA基站 之 时间同步

TDOA 和 TWR相比，标签可以用最少的信息来定位，但是对于基站要求很高，需要“时间同步”。

这也是TDOA算法的核心部分，很多套件对此讳莫如深，希望能沟通过本文使读者能对TODA同步有一定初步了解。

 

TDOA实现目的相同，但是实现方法每家各不相同，这里介绍一种简单的时间同步原理。

定位系统中有标签Tag，基站ANA 和ANB，为了时间同步，引入同步节点RN，所有时间都会同步到同步节点上

下图为例说明同步方法，纵轴是时间。为了简化，认为RN与ANA 和ANB距离相等。

 

时间同步主要流程：

同步节点RN周期性以广播的方法发送同步信号，上图中是R1 R2，使用delayed tx发送，发送信息标记了发送时间

基站接收同步信号并记录接收时间

标签周期性发送定位信号，基站接收定位信号，记录接收时间。

 

分析如上各个时间戳：

同步节点发送两次同步信号，在基站ANA接收到以后，获得两个发送时间差 R2-R1，以及两个对应的接收时间差A2-A1. 这两个都是时钟数量，对应的绝对时间相同，而时钟数量不同，这个不同是因为每个模块时钟差异造成的。

基站ANA会收到标签发送来的定位信号，时间再AT，相对于A1的时间差是AT-A1

基站收到的定位数据时间戳是在基站ANA上，那么可以映射到同步节点间RN上，利用比例关系

t/（AT-A1） = （ R2-R1）/（A2-A1）

--》 t_{ANA = （AT-A1）*（ R2-R1）/（A2-A1）}

 t_{ANA 就是把AT映射到RN后的时间}

同理，可以将BT映射过去 （BT-B1）*（ R2-R1）/（B2-B1）

 

得到的两个映射时间都是基于RN节点，相对于R1 的delay时间，两者可以进行比较了。假如标签离基站ANA较远，可以计算时间差

t_delay = （AT-A1）*（ R2-R1）/（A2-A1） -  （BT-B1）*（ R2-R1）/（B2-B1）

distance = t_delay*C 

其中（AT-A1）*（ R2-R1）/（A2-A1） -  （BT-B1）*（ R2-R1）/（B2-B1） 这些量都是可以通过发送的两个信号的到的具体值

所以distance  是一个可以计算的数字。

 

结合ANA 和 ANB 坐标和 distance，可以建立一个双曲线方法，标签落在这个双曲线上。

 

再加入一个ANC，用类似方法，

ANA和 ANC或者ANB 和 ANC 再构建一个双曲线

联立两个双曲线，解得坐标就是标签的坐标，定位完成。

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