TDOA基站 之 時間同步

TDOA 和 TWR相比，標簽可以用最少的信息來定位，但是對於基站要求很高，需要“時間同步”。

這也是TDOA算法的核心部分，很多套件對此諱莫如深，希望能溝通過本文使讀者能對TODA同步有一定初步了解。

 

TDOA實現目的相同，但是實現方法每家各不相同，這里介紹一種簡單的時間同步原理。

定位系統中有標簽Tag，基站ANA 和ANB，為了時間同步，引入同步節點RN，所有時間都會同步到同步節點上

下圖為例說明同步方法，縱軸是時間。為了簡化，認為RN與ANA 和ANB距離相等。

 

時間同步主要流程：

同步節點RN周期性以廣播的方法發送同步信號，上圖中是R1 R2，使用delayed tx發送，發送信息標記了發送時間

基站接收同步信號並記錄接收時間

標簽周期性發送定位信號，基站接收定位信號，記錄接收時間。

 

分析如上各個時間戳：

同步節點發送兩次同步信號，在基站ANA接收到以后，獲得兩個發送時間差 R2-R1，以及兩個對應的接收時間差A2-A1. 這兩個都是時鍾數量，對應的絕對時間相同，而時鍾數量不同，這個不同是因為每個模塊時鍾差異造成的。

基站ANA會收到標簽發送來的定位信號，時間再AT，相對於A1的時間差是AT-A1

基站收到的定位數據時間戳是在基站ANA上，那么可以映射到同步節點間RN上，利用比例關系

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后的時間}

同理，可以將BT映射過去 （BT-B1）*（ R2-R1）/（B2-B1）

 

得到的兩個映射時間都是基於RN節點，相對於R1 的delay時間，兩者可以進行比較了。假如標簽離基站ANA較遠，可以計算時間差

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） 這些量都是可以通過發送的兩個信號的到的具體值

所以distance  是一個可以計算的數字。

 

結合ANA 和 ANB 坐標和 distance，可以建立一個雙曲線方法，標簽落在這個雙曲線上。

 

再加入一個ANC，用類似方法，

ANA和 ANC或者ANB 和 ANC 再構建一個雙曲線

聯立兩個雙曲線，解得坐標就是標簽的坐標，定位完成。

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