一种基于IM-DD的测距方法和系统

摘要

      本发明公开了一种基于IM‑DD的测距方法和系统，涉及光通信及测距领域。

     该方法包括：待测距的两终端均采用秒脉冲对本地的发送时钟和接收时钟进行频率测量，获取发送时钟和接收时钟的秒脉冲到达时间；各终端根据测距帧发送时钟数，并基于发送时钟的秒脉冲到达时间，计算测距帧发送时间，随数据流通过IM‑DD数据传输通道发送至对方终端；各终端根据测距帧接收时钟数，并基于接收时钟的秒脉冲到达时间和IM‑DD数据传输通道传输的数据流，计算测距帧到达时间；两终端均根据本终端计算的测距帧到达时间和对方终端发送的测距帧发送时间，计算各自的伪距值，根据两个终端计算的伪距值计算测距值。

     本发明能够同时兼顾测距精度及系统成本。

主视图

权利要求书

1 .一种基于IM‑DD的测距方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

待测距的两终端均采用秒脉冲对本地的发送时钟和接收时钟进行频率测量，获取发送 时钟和接收时钟的秒脉冲到达时间；

各终端根据测距帧发送时钟数，并基于发送时钟的秒脉冲到达时间，计算测距帧发送 时间，随数据流通过IM‑DD数据传输通道发送至对方终端；

各终端根据测距帧接收时钟数，并基于接收时钟的秒脉冲到达时间和IM‑DD数据传输 通道传输的数据流，计算测距帧到达时间；

两终端均根据本终端计算的测距帧到达时间和对方终端发送的测距帧发送时间，计算 各自的伪距值，根据两个终端计算的伪距值计算测距值。

2 .如权利要求1所述的一种基于IM‑DD的测距方法，其特征在于，所述待测距的两终端 均采用秒脉冲对本地的发送时钟和接收时钟进行频率测量，获取发送时钟和接收时钟的秒 脉冲到达时间，包括：

分别使用发送时钟和接收时钟对组成的延迟链的多级抽头进行并行采样，确定每级延 迟链的延迟时间Ttap； 对数量为NTAPS的多级延迟链的多级抽头进行并行采样得到采样值Dtap[0:NTAPS ‑1]；

确定逻辑值跳变的位置npulse；

根据公式：Tpps ＝npulse×Ttap计算发送时钟的秒脉冲到达时间Tpps_s和接收时钟的秒脉冲 到达时间Tpps_r，其中，Tpps为时钟的秒脉冲到达时间。

3 .如权利要求2所述的一种基于IM‑DD的测距方法，其特征在于：当秒脉冲上升沿有效 则查找0到1的跳变，或者当秒脉冲下降沿有效则查找1到0的跳变，以确定逻辑值跳变的位 置npulse。

4 .如权利要求2所述的一种基于IM‑DD的测距方法，其特征在于，所述各终端根据测距 帧发送时钟数，并基于发送时钟的秒脉冲到达时间，计算测距帧发送时间，包括：

根据公式：Ts＝(nsend×Fs )/(Fs_norm ) 2 ‑T pps_s计算测距帧发送时间Ts，其中，nsend为测距帧 发送时钟数，Fs为发送时钟的时钟频率测量值，Fs_norm为发送时钟的标称频率值。

5 .如权利要求4所述的一种基于IM‑DD的测距方法，其特征在于：在发送时钟的秒脉冲 到达标志有效时，启动测距帧发送计数器，并在测距帧发送标志有效时停止测距帧发送计 数器，以得到测距帧发送时钟数nsend。

6 .如权利要求4所述的一种基于IM‑DD的测距方法，其特征在于，所述各终端根据测距 帧接收时钟数，并基于接收时钟的秒脉冲到达时间和IM‑DD数据传输通道传输的数据流，计 算测距帧到达时间，包括：

根据公式：

Tr＝[(nrecv +Nr /NBITS)×Fr ]/(Fr_norm ) 2 ‑T pps_r≈(nrecv×Fr )/(Fr_norm ) 2 +Nr /NBITS/Fr_norm ‑ T pps_r

计算测距帧到达时间Tr，其中，nrecv为测距帧接收时钟数，Fr为接收时钟的时钟频率测 量值，Fr_norm为接收时钟的标称频率值，Nr为并行同步比特滑动值，NBITS为并行数据宽度。

7 .如权利要求6所述的一种基于IM‑DD的测距方法，其特征在于，在接收时钟的秒脉冲 到达标志有效时，启动测距帧接收计数器，并在测距帧接收标志有效时停止测距帧接收计 数器，以得到测距帧接收时钟数。

8 .如权利要求6所述的一种基于IM‑DD的测距方法，其特征在于，所述两终端均根据本 终端计算的测距帧到达时间和对方终端发送的测距帧发送时间，计算各自的伪距值，根据 两个终端计算的伪距值计算出测距值，包括：

两终端中的第一终端根据公式：Td1＝Tr1‑Ts2计算第一伪距值Td1，其中Tr1为第一终端计 算的测距帧到达时间，Ts2为第二终端计算的测距帧发送时间；

两终端中的第二终端根据公式：Td2＝Tr2‑Ts1计算第二伪距值Td2，其中Tr2为第二终端计 算的测距帧到达时间，Ts1为第一终端计算的测距帧发送时间；

根据公式：Tdist＝(Td1+Td2)/2计算测距值Tdist。

9 .如权利要求8所述的一种基于IM‑DD的测距方法，其特征在于，所述测距方法还包括： 获取两个终端内部的传输和处理延时Tditerm；

根据公式：Tdist_correct＝Tdist‑Tditerm对测距值Tdist进行修正得到测距修正值Tdist_correct。

10 .一种基于IM‑DD的测距系统，其特征在于，包括至少两个终端，每个所述终端均用 于：

采用秒脉冲对本地的发送时钟和接收时钟进行频率测量，获取发送时钟和接收时钟的 秒脉冲到达时间；

根据测距帧发送时钟数，并基于发送时钟的秒脉冲到达时间，计算测距帧发送时间，并 随数据流发送至对方终端； 根据测距帧接收时钟数，并基于接收时钟的秒脉冲到达时间，计算测距帧到达时间；

根据本终端计算的测距帧到达时间和对方终端发送的测距帧发送时间，计算各自的伪 距值，根据两个终端计算的伪距值计算测距值。