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    導航系統實現時間同步的方式

    • 時間:2021-09-16
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    時間是導航過程中非常重要的參數,很多外部設備在與導航系統協同工作時,也經常需要與導航系統保持時間上的一致性才能正常的實現相關功能,如果時間同步出了問題,最終的點云也會產生相應的扭曲與偏離。同時,對導航系統的內部來說時間同步也不可或缺,包括衛星導航接收機、慣性測量單元等多種不同傳感器采集的物理量存在很強的時間相關性,會同步發生變化,如果沒有進行時間同步,那么在后續的數據融合時就會產生誤差,影響最終的導航結果。今天我們就來了解一下導航系統中是怎樣實現時間同步的吧。

    常用的同步方式

    常用的同步方式有串口協議、NTP服務器網絡協議同步及脈沖同步的方式,但不同的方式可以實現的同步精度也有所區別,通常來說串口協議、NTP網絡協議可以實現毫秒級的同步精度,但對于很多對同步精度有更高要求的導航系統來說,最常用的方法就是脈沖同步了,這也是我們今天介紹的重點。

    脈沖同步,顧名思義就是使用脈沖,確切的說是使用脈沖的上升沿或者下降沿作為同步的時刻標識。根據脈沖的輸入輸出方向,脈沖同步又可以分為主動同步和被動同步兩種,其中主動同步是指組合導航系統或某傳感器按自身既定的時序工作,同步脈沖作為系統的一個輸出信號,在內部時間的統一協調下對某事件節點的導航信息進行采集并主動對外發送同步脈沖,與此同時內部繼續進行數據處理、解算并將剛才脈沖對應時刻的導航信息進行輸出。這種主動同步在導航系統內通常被稱作PPS(Pulses Per Second)或TOV(Time of Validity)。被動同步與主動同步不同,導航系統或傳感器的工作時序是外部觸發式的,對系統來說同步脈沖是一個輸入信號,每次收到同步脈沖再進行相應的數據采集、處理、解算并輸出(非強迫癥可以跳過的括號:其實這樣說不太嚴格,很多系統仍然是按內部時序不斷的執行數據采集、處理、解算的機制,只不過在收到外部的觸發脈沖時才進行數據發送的動作)。

    一般來說,主動同步的方式更多的適用于需要持續不斷進行同步的應用,比如開頭提到的LiDAR應用,以及電網時間同步等應用。而被動同步的方式則更多應用于需要獲取某個瞬時時刻的使用場景,比較典型的應用就是航空攝影測量,相片拍攝的時間是不固定的,而最終需要獲取每張航攝相片準確的地理信息,為此就需要將相機的快門脈沖作為同步信號輸入給導航系統,準確的記下每一張照片對應快門時刻的時間和地理信息。

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