基于光同步信号的测距和定位方法及其装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106353728A(43)申请公布日2017.01.25(21)申请号201610709211.1(22)申请日2016.08.23(71)申请人四川中电昆辰科技有限公司地址611731四川省成都市高新区(西区)合作路89号4栋29层2917号(72)发明人朱晓章胡永杰张晨曦李飞雪(51)Int.Cl.G01S5/16(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图5页(54)发明名称基于光同步信号的测距和定位方法及其装置(57)摘要定位主站MBS发射点名信号CS和光同步信号SYNi。待定位装置MS接收点名信号CS，并发射定位信号S。定位主站MBS接收定位信号S并记录其到达自身的时间信息。定位从站SBSi接收光同步信号SYNi和定位信号S，并记录两者到达自身的时间信息。根据上述时间信息以及定位主站MBS和定位从站SBSi间的距离，解算待定位装置MS到定位主站MBS和定位从站SBSi的距离。本发明采用光信号作为同步信号，相比于超宽带信号，光信号的接收机成本较低；相比于音频信号，光信号波长短、频率高，经脉冲调制后上升沿陡峭，因而具有较高的同步精度；相比于其他窄带射频信号，光信号波长较短，当多路信号叠加时，对多径产生的影响不敏感，不需要进行复杂的相位解调。CN106353728ACN106353728A权利要求书1/2页1.一种测距装置，包括：第一装置，发射点名信号和同步信号，其中，点名信号和同步信号具有已知的时间关系，同步信号为光信号；第二装置，接收点名信号，并在点名信号的触发下发射定位信号；以及第三装置，接收同步信号和定位信号，其中，第三装置与第一装置间的距离已知；其中，第一装置还接收定位信号；测距装置通过第一装置发射点名信号和同步信号以及接收定位信号，第三装置接收同步信号和定位信号的时间信息，以及第三装置与第一装置间的距离，解算第二装置到第一装置和第三装置的距离。2.如权利要求1所述的测距装置，其中，定位信号为超宽带信号。3.如权利要求1所述的测距装置，其中，第一装置包括：同步信号发射模块，产生并发射同步信号，其中，同步信号发射模块为激光发射器、红外发射器或闪光灯信号发射器中的一种或其任意组合；点名信号发射模块，耦接至天线以产生并发射点名信号；定位信号接收模块，耦接至天线以接收定位信号；以及天线，接收来自点名信号发射模块的点名信号并传播至空间，接收定位信号以提供至定位信号接收模块。其中，第一装置记录发射同步信号和点名信号，以及接收定位信号的时间信息。4.如权利要求1所述的测距装置，其中，第二装置包括：天线，接收点名信号以提供至点名信号接收模块，并从定位信号产生模块接收定位信号并传播至空间；点名信号接收模块，耦接至天线以接收点名信号，并产生定位信号发射指令以提供至定位信号产生模块；以及定位信号产生模块，接收定位信号发射指令，以在其触发下产生定位信号，并提供至天线。5.如权利要求4所述的测距装置，其中，第二装置还包括延时模块，以使第二装置在接收到点名信号后延时一个已知时间再发射定位信号。6.如权利要求1所述的测距装置，其中，第三装置包括：同步信号接收模块，接收同步信号；天线，接收定位信号以提供至定位信号接收模块；以及定位信号接收模块，耦接至天线以接收定位信号；其中，第三装置记录接收同步信号和定位信号的时间信息。7.如权利要求6所述的测距装置，其中，同步信号接收模块包括：光学透镜，接收同步信号；和光敏器件，耦接至光学透镜以接收经光学透镜处理后的同步信号。8.一种测距方法，包括：产生并发射点名信号和同步信号，所述点名信号与同步信号具有已知的时间关系；在所述点名信号的触发下产生并发射定位信号；以及记录点名信号和同步信号的发射时间信息，记录定位信号被点名信号和同步信号发射装置接收的时间信息，记录同步信号和定位信号到达同一装置的时间信息，并根据点名信2CN106353728A权利要求书2/2页号和同步信号的发射时间信息，定位信号被点名信号和同步信号发射装置接收的时间信息，同步信号和定位信号到达同一装置的时间信息解算定位信号发射装置到点名信号和同步信号发射装置以及同步信号和定位信号接收装置的距离。9.一种定位装置，包括：第一装置，发射点名信号和同步信号，其中，点名信号和同步信号具有已知的时间关系，同步信号为光信号，且第一装置的物理位置已知；第二装置，接收点名信号，并在点名信号的触发下发射定位信号；第三装置，接收同步信号和定位信号，其中，第三装置的物理位置已知；以及第四装置，接收同步信号和定位信号，其中，第四装置的物理位置已知；其中，第一装置还接收定位信号；定位装置通过第一装置发射点名信号和同步信号以及接收定位信号，第三装置和第四装置接收同步信号和定位信号的时间信息，