CN110703586A - 时间同步方法、数据同步方法、装置、系统、设备和介质 - Google Patents

时间同步方法、数据同步方法、装置、系统、设备和介质 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种时间同步方法、数据同步方法、装置、系统、设备和介质。所述时间同步方法包括：启动数据源设备内部的计时器；所述计时器是按照浮动读数向目标读数按秒进位的方式进行计时的；若卫星接收设备发送至所述数据源设备的秒脉冲信号中断，则根据所述浮动读数更新所述目标读数；获取更新后的目标读数；将所述更新后的目标读数设为第一同步时间基准；所述第一同步时间基准，用于所述数据源设备根据所述第一同步时间基准发送测量数据包。采用本方法能够在卫星接收设备的秒脉冲信号输出异常的情况下，实现将数据源设备的时间基准和卫星接收设备的时间对齐。

Description

时间同步方法、数据同步方法、装置、系统、设备和介质
技术领域
本发明涉及卫星导航技术领域，特别是涉及一种时间同步方法、数据同步方法、装置、系统、设备和介质。
背景技术
在组合导航系统的应用中,各个导航子系统通常都是独立的子系统，没有统一的时间基准；例如，GNSS(Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统)中，卫星接收机使用的是原子钟时间，其它的数据源系统，如IMU(Inertial measurement unit，惯性测量单元)模块，是利用其内部电路中的计时器计时，每次IMU模块开机，都从0开始重新计时；卫星接收机依靠秒点与原子钟时间一致，保证其时间间隔的稳定性，而IMU模块是依靠内部晶振为基准，因此，卫星接收机和IMU模块的时间基准不同，而在导航技术的应用中，需要将各个导航子系统的时间基准和卫星接收机的时间对齐，各导航子系统只有经过同一时间系统同步输出原始数据，才能通过组合导航算法解算以获得精准的姿态和位置。
目前，将导航子系统的时间基准和卫星接收机的时间对齐的方法，主要是基于卫星接收机的时间系统—原子时钟，具体是使用卫星接收机更新的秒脉冲信号(PPS信号，Pulse Per Second)同步各数据源，存在的弊端有：在遮挡环境等卫星数据质量不好的环境下，或者卫星接收机出现异常的情况下，秒脉冲信号输出异常，该异常状态下基于秒脉冲信号同步的各数据源会因为秒脉冲信号不输出而出现异常，从而降低了导航系统的数据精度。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够在卫星接收设备的秒脉冲信号输出异常的情况下，实现将数据源设备的时间基准和卫星接收设备的时间对齐的时间同步方法、数据同步方法、装置、系统、设备和介质。
第一方面，本申请实施例提供了一种时间同步方法，所述时间同步方法包括：
启动数据源设备内部的计时器；所述计时器是按照浮动读数向目标读数按秒进位的方式进行计时的；
若卫星接收设备发送至所述数据源设备的秒脉冲信号中断，则根据所述浮动读数更新所述目标读数；
获取更新后的目标读数；
将所述更新后的目标读数设为第一同步时间基准；所述第一同步时间基准，用于所述数据源设备根据所述第一同步时间基准发送测量数据包。
在其中一个实施例中，所述根据所述浮动读数更新所述目标读数的步骤包括：
若所述浮动读数达到进位值，则利用所述进位值对所述目标读数进行累加，得到更新后的目标读数；
将达到进位值的浮动读数清零。
在其中一个实施例中，还包括步骤：
若所述秒脉冲信号未中断，则根据所述秒脉冲信号更新所述目标读数，将所述浮动读数清零。
在其中一个实施例中，还包括步骤：
获取当前环境温度参数；
根据预设的环境温度参数与补偿值之间的对应关系，获取与所述当前环境温度参数对应的目标补偿值；
根据所述目标补偿值，更新所述目标读数。
在其中一个实施例中，在所述根据预设的环境温度参数与补偿值之间的对应关系，获取与所述当前环境温度参数对应的目标补偿值的步骤之前，还包括步骤：
基于不同的环境温度参数，测试所述浮动读数与所述秒脉冲信号之间的精度误差；
将每个环境温度参数对应的精度误差，设为与所述每个环境温度参数分别对应的补偿值。
在其中一个实施例中，在所述将所述更新后的目标读数设为第一同步时间基准的步骤之后，还包括：
若所述卫星接收设备发送至所述数据源设备的秒脉冲信号恢复，则基于所述秒脉冲信号更新所述更新后的目标读数；
将再次更新后的目标读数设为第二同步时间基准；所述第二同步时间基准，用于所述数据源设备基于所述第二同步时间基准，按照预设的时间间隔发送测量数据包；所述时间间隔与所述数据源设备在所述秒脉冲信号中断到恢复期间，丢失数据包的个数相关联。
在其中一个实施例中，所述将再次更新后的目标读数设为第二同步时间基准的步骤之前，还包括：
确定在所述秒脉冲信号中断到恢复期间，所述数据源设备丢失数据包的个数；
基于所述丢失数据包的个数，设置所述时间间隔。
第二方面，本申请实施例提供一种数据同步方法，所述数据同步方法包括：
采用如上述第一方面所述的时间同步方法，获取同步时间基准；
获取数据源设备根据所述同步时间基准发送的测量数据包；
利用卫星接收设备发送的原始数据包，将所述测量数据包进行输出基准对齐。
第三方面，本申请实施例提供一种时间同步装置，所述时间同步装置包括：
启动模块，用于启动数据源设备内部的计时器；所述计时器是按照浮动读数向目标读数按秒进位的方式进行计时的；
第一更新模块，用于若卫星接收设备发送至所述数据源设备的秒脉冲信号中断，则根据所述浮动读数更新所述目标读数；
第一获取模块，用于获取更新后的目标读数；
第一确定模块，用于将所述更新后的目标读数设为第一同步时间基准；所述第一同步时间基准，用于所述数据源设备根据所述第一同步时间基准发送测量数据包。
第四方面，本申请实施例提供一种数据同步装置，所述数据同步装置包括：
计算模块，用于采用如上述第一方面所述的时间同步方法，获取同步时间基准；
获得模块，用于获取数据源设备根据所述同步时间基准发送的测量数据包；
同步模块，用于利用卫星接收设备发送的原始数据包，将所述测量数据包进行输出基准对齐。
第五方面，本申请实施例提供一种数据同步系统，所述数据同步系统包括：卫星接收设备、数据源设备和控制器；其中，
所述控制器，用于采用如上述第一方面所述的时间同步方法，获取同步时间基准，并控制所述数据源设备根据所述同步时间基准发送测量数据包；
所述控制器，还用于获取所述测量数据包，利用卫星接收设备发送的原始数据包，将所述测量数据包进行输出基准对齐。
第六方面，本申请实施例提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第一方面和第二方面所述的方法的步骤。
第七方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面和第二方面所述的方法的步骤。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
通过启动数据源设备内部的计时器；所述计时器是按照浮动读数向目标读数按秒进位的方式进行计时的；若卫星接收设备发送至所述数据源设备的秒脉冲信号中断，则根据所述浮动读数更新所述目标读数；获取更新后的目标读数；将所述更新后的目标读数设为第一同步时间基准；所述第一同步时间基准，用于所述数据源设备根据所述第一同步时间基准发送测量数据包；由此，在卫星接收设备发送至数据源设备的秒脉冲信号中断的情况下，本申请根据数据源设备内部计时器的浮动读数更新目标读数，将更新后的目标读数作为数据源设备与卫星接收设备的时间基准一致的第一时间基准，避免了传统技术中，在遮挡环境等卫星数据质量不好的环境下，或者卫星接收机出现异常的情况下，秒脉冲信号输出异常，基于秒脉冲信号同步的各数据源会因为秒脉冲信号不输出而出现异常，从而降低导航系统数据精度的问题。本申请达到了在秒脉冲信号中断的情况下，实现数据源设备与卫星接收设备时间同步的效果，确保了各数据源的正常输出，进一步提升了导航系统的数据精度。
附图说明
图1为一个实施例提供的时间同步方法的应用环境图；
图2为一个实施例提供的时间同步方法的流程示意图；
图3为一个实施例提供的时间同步方法的流程示意图；
图4为一个实施例提供的时间同步方法的流程示意图；
图5为一个实施例提供的时间同步方法的流程示意图；
图6为一个实施例提供的时间同步方法的流程示意图；
图7为一个实施例提供的数据同步方法的流程示意图；
图8为一个实施例提供的时间同步装置的结构框图；
图9为一个实施例提供的数据同步装置的结构框图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请提供的时间同步方法，可以应用于如图1所示的计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图1所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存时间同步方法的数据。
随着GNSS(Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统)的快速发展，卫星导航技术被应用于越来越多的领域中。在车载领域，一般使用组合导航技术解算获取到精准的车体姿态与车体位置，以便用于自动导航控制、行车位置跟踪等应用场景中。常见的组合导航技术的实现基于以下数据源：卫星接收机输出的定位原始数据、车体固连的IMU(Inertial measurement unit，惯性测量单元)模块输出的原始数据、车辆的轮速档位信息或者激光雷达、摄像头的视觉信息、地图匹配等数据源，该组合导航技术的实现，需要各数据源设备基于同一时间基准进行同步输出数据，只有经过同一时间基准同步后的原始数据才能通过组合导航算法解算获得精准的姿态和位置。
然而，在组合导航系统的应用中,各个数据源设备通常都是独立的数据子系统，没有统一的时间基准，例如，卫星接收机使用的是原子钟时间，而其它的子系统，如IMU模块，是利用其内部电路中的计时器计时，每次IMU模块开机，计时器都从0开始重新计时；卫星接收机依靠秒点与原子钟时间一致，保证其时间间隔的稳定性，而IMU模块是依靠内部晶振为基准，因此，卫星接收机和IMU模块的时间基准不同。目前，将导航子系统的时间基准和卫星接收机的时间对齐的方法，均是基于卫星接收机的时间系统—原子时钟，具体是使用卫星接收机更新的秒脉冲信号(PPS信号，Pulse Per Second)同步各数据源，存在的弊端有：在遮挡环境等卫星数据质量不好的环境下，或者卫星接收机出现异常的情况下，秒脉冲信号输出异常，该异常状态下基于秒脉冲信号同步的各数据源会因为秒脉冲信号不输出而出现异常，从而降低了导航系统的数据精度。
本申请实施例提供的时间同步方法、数据同步方法、装置、系统、设备和介质，旨在解决传统技术中，在遮挡环境等卫星数据质量不好的环境下，或者卫星接收机出现异常的情况下，秒脉冲信号输出异常，基于秒脉冲信号同步的各数据源会因为秒脉冲信号不输出而出现异常，从而降低了导航系统的数据精度的技术问题。下面将通过实施例并结合附图具体地对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。
需要说明的是，本申请实施例提供的时间同步方法，其执行主体可以是时间同步装置，该时间同步装置可以通过软件、硬件或者软硬件结合的方式实现成为计算机设备的部分或者全部。下述方法实施例中，均以执行主体是计算机设备为例来进行说明。
请参考图2，其示出了本申请实施例提供的一种时间同步方法的流程图，如图2所示，本实施例时间同步方法可以包括以下步骤：
步骤S100，启动数据源设备内部的计时器。
其中，该计时器是按照浮动读数向目标读数按秒进位的方式进行计时的。
以卫星导航技术应用于车载领域为例，组合导航技术基于卫星接收设备输出的定位原始数据、车体固连的IMU模块输出的原始数据、车辆的轮速档位信息或者激光雷达、摄像头的视觉信息、地图匹配等数据源，解算获得精准的姿态和位置，但前提是需要各数据源设备基于同一时间基准输出数据包。
传统的时间同步方法，无法实现秒脉冲信号输出异常的情况下，各个数据源设备与卫星接收设备的时间同步，从而降低了导航系统的数据精度；本申请以下实施例均以数据源设备为IMU模块为例，对本申请时间同步方法的实施方式做详细说明。可以理解的是，在其它实施例中，数据源设备还可以是用于输出车辆的轮速档位信息的设备、用于输出激光雷达、摄像头的视觉信息的设备或用于输出地图匹配信息的设备，等等。
本实施例中，IMU模块上电后，启动IMU模块内部的计时器，计算机设备控制该IMU模块内部的计时器从零开始计时，具体是将该计时器的计时数划分为目标读数部分与浮动读数部分，浮动读数从零开始计时。
步骤S200，若卫星接收设备发送至所述数据源设备的秒脉冲信号中断，则根据所述浮动读数更新所述目标读数。
若检测到卫星接收设备发送至数据源设备的秒脉冲信号中断，则根据浮动读数更新目标读数；具体地，浮动读数向目标读数按秒进位，当浮动读数达到进位值时，且计算机设备未检测到卫星接收设备发送至数据源设备的秒脉冲信号，则判定卫星接收设备发送至数据源设备的秒脉冲信号中断，计算机设备则更新目标读数，并将浮动读数清零，浮动读数重新从零开始计时。
步骤S300，获取更新后的目标读数。
本实施例中，IMU模块内部的计时器是基于晶振计时，计算机设备在判定卫星接收设备发送至数据源设备的秒脉冲信号中断，且浮动读数到达进位值时，则对目标读数更新，并将浮动读数清零，浮动读数重新从零开始计时，得到更新后的目标读数，获取该更新后的目标读数。
步骤S400，将所述更新后的目标读数设为第一同步时间基准。
该第一同步时间基准，用于数据源设备根据第一同步时间基准发送测量数据包。
本实施例将更新后的目标读数作为数据源设备的第一同步时间基准，该第一同步时间基准，用于数据源设备根据该第一同步时间基准发送测量数据包。IMU模块从上电时刻开始，以设定的频率外发IMU原始数据,例如，设定的频率为500Hz，IMU模块则每秒外发500个测量数据包；本实施例若秒脉冲信号中断，数据源设备根据该第一同步时间基准发送测量数据包，且发送的每个测量数据包中，包括数据源设备基于该第一时间基准发送该数据包的时刻。
可以理解的是，由于传统技术中，数据源设备的时间基准是根据接收到的秒脉冲信号实现与卫星接收设备对齐的，若秒脉冲信号中断，则数据源设备的时间基准无法与卫星接收设备对齐，即数据源设备的时间基准相对于卫星接收设备的时间存在偏差，数据源设备外发数据包时，数据包中所包括的发送时刻则也存在误差，从而降低了导航系统的数据精度。本实施例中，将数据源设备内部的计时器划分为目标读数及浮动读数，若秒脉冲信号中断，浮动读数达到进位值，则更新目标读数，使数据源设备的时间基准与卫星接收设备同步，避免了由于秒脉冲信号中断，数据源设备的时间基准无法与卫星接收设备同步的情况。
本实施例通过启动数据源设备内部的计时器；所述计时器是按照浮动读数向目标读数按秒进位的方式进行计时的；若卫星接收设备发送至所述数据源设备的秒脉冲信号中断，则根据所述浮动读数更新所述目标读数；获取更新后的目标读数；将所述更新后的目标读数设为第一同步时间基准；所述第一同步时间基准，用于所述数据源设备根据所述第一同步时间基准发送测量数据包；由此，在卫星接收设备发送至数据源设备的秒脉冲信号中断的情况下，本实施例根据数据源设备内部计时器的浮动读数更新目标读数，将更新后的目标读数作为数据源设备与卫星接收设备的时间基准一致的第一时间基准，避免了传统技术中，在遮挡环境等卫星数据质量不好的环境下，或者卫星接收机出现异常的情况下，秒脉冲信号输出异常，基于秒脉冲信号同步的各数据源会因为秒脉冲信号不输出而出现异常，从而降低导航系统数据精度的问题。本实施例达到了在秒脉冲信号中断的情况下，实现数据源设备与卫星接收设备时间同步的效果，确保了各数据源的正常输出，进一步提升了导航系统的数据精度。
图3为另一个实施例提供的时间同步方法的流程示意图。在上述图2所示实施例的基础上，本实施例时间同步方法，步骤S200具体包括：
步骤S210，若卫星接收设备发送至所述数据源设备的秒脉冲信号中断，且所述浮动读数达到进位值，则利用所述进位值对所述目标读数进行累加，得到更新后的目标读数。
具体地，IMU模块内部的计时器是基于晶振计时的，该计时器的计时精度为微秒，本实施例设浮动读数的单位为微秒，目标读数的单位为秒；当浮动读数达到进位值，即浮动读数达到106微秒时，计算机设备未检测到卫星接收设备发送至数据源设备的秒脉冲信号，则判定该秒脉冲信号中断，计算机设备则利用该进位值对目标读数进行累加，具体是对目标读数累加该进位值，得到累加后的目标读数。
步骤S220，将达到进位值的浮动读数清零。
对该目标读数累加该进位值后，将达到进位值的浮动读数清零，控制计时器以浮动读数为零开始计时。
可以理解的是，若浮动读数再次达到进位值，且计算机设备未检测到卫星接收设备发送至数据源设备的秒脉冲信号，则利用该进位值对更新后的目标读数再次累加该进位值，并将再次达到进位值的浮动读数清零。
本实施例通过启动数据源设备内部的计时器；若卫星接收设备发送至所述数据源设备的秒脉冲信号中断，且所述浮动读数达到进位值，则利用所述进位值对所述目标读数进行累加，得到更新后的目标读数；将达到进位值的浮动读数清零；获取更新后的目标读数；将所述更新后的目标读数设为第一同步时间基准；由此，计算机设备通过IMU模块的内部晶振计时，发现浮动读数达到进位值了，但此时仍未检测到秒脉冲信号，则判定秒脉冲信号发生了异常中断，则对目标读数部分自动更新，即对目标读数部分累加该定位值，浮动读数部分清零重新计数，实现了秒脉冲信号异常中断状态下，IMU模块的时间基准依旧与卫星接收设备的时间基准同步，保证了IMU原始数据的可靠性，提高了导航系统的数据精度。
图4为另一个实施例提供的时间同步方法的流程示意图。在上述图3所示实施例的基础上，还包括步骤：
步骤S500，若所述秒脉冲信号未中断，则根据所述秒脉冲信号更新所述目标读数，将所述浮动读数清零。
卫星接收设备正常更新秒脉冲信号时，在IMU模块收到该秒脉冲信号的时刻，计算机设备则对整秒部分进行累加计数，即对目标读数加一秒，并将浮动读数清零重新计数，IMU模块以更新后的目标读数作为时间基准向外发送测量数据包；在IMU模块收到下一个秒脉冲信号的时刻，计算机设备则对目标读数再次累加一秒，并将浮动读数清零重新计数；由此，基于卫星接收设备更新的秒脉冲信号，实现数据源设备与卫星接收设备的时间同步，本实施例对于秒脉冲信号更新正常的情况，给出了一种实施方式。
图5为另一个实施例提供的时间同步方法的流程示意图。在上述图3所示实施例的基础上，步骤S200之后，本实施例时间同步方法还包括：
步骤S610，获取当前环境温度参数。
在卫星接收设备发送至数据源设备的秒脉冲信号中断的情况下，计算机设备根据计时器的浮动读数更新目标读数，即在秒脉冲信号中断的情况下，目标读数的精度，是由浮动读数的精度决定的。
数据源内部的计时器常常因为其工作的环境温度不同，其计时精度也是不同的；例如，IMU模块内部的计时器是基于晶振计时，晶振计时由于当前的环境温度不同，晶振计时的精度也是存在差异的。
本实施例首先获取数据源设备内部的计时器当前环境温度参数。
步骤S620，根据预设的环境温度参数与补偿值之间的对应关系，获取与所述当前环境温度参数对应的目标补偿值。
在STM32芯片使用中，一般消费级的晶振计时的精度误差在20微秒，该数据是常温下(25℃)对比秒脉冲信号实际测量得到的，秒脉冲信号是由卫星原子钟计时触发的，一般认为该秒脉冲信号为精准无时间误差的信号。也即是常温环境下，该计时器在每秒的计时中，就会存在20微秒的误差。
具体地，继续以IMU模块为例，IMU模块内部的计时器工作在常温环境下，秒脉冲信号中断期间，当浮动读数计数到999980微秒时，计时器则会认为浮动读数达到进位值，计算机设备就会向目标读数累加999980微秒，也就是，常温环境下，晶振计时对比秒脉冲信号的精度误差为每秒差了20微秒，若要将该计时器的精度误差消除，则需要对每秒差的这个20微秒进行补偿。
本实施例计算机设备根据预设的环境温度参数与补偿值之间的对应关系，获取与当前环境温度参数对应的目标补偿值；在本实施例中，对于IMU模块当前的内部计时器，预置有环境温度参数与补偿值之间的对应关系，例如，环境温度参数为25℃时，对应的补偿值则为20微秒，本实施例获取与当前环境温度参数对应的目标补偿值。
步骤S630，根据所述目标补偿值，更新所述目标读数。
进一步地，根据目标补偿值，更新目标读数，例如，计时器工作在环境温度参数为25℃下，通过查找预设的环境温度参数与补偿值之间的对应关系，获得目标补偿值为20微秒，则将该20微秒累加至目标读数中，由此，通过目标补偿值的补偿，将浮动读数每秒存在的20微秒误差进行补偿，提高了秒脉冲信号中断的情况下，数据源设备的时间基准相较于卫星接收设备时间基准的精度，满足精度要求高的应用场景的需求。在本实施例中，根据浮动读数更新目标读数的步骤在步骤S630之前执行；作为一种实施方式，若卫星接收设备发送至数据源设备的秒脉冲信号中断，则根据浮动读数更新目标读数，再根据获取到的与当前环境温度参数对应的目标补偿值，对基于浮动读数更新后的目标读数再次更新，得到更新后的目标读数。需要说明的是，根据浮动读数更新目标读数及根据目标补偿值更新目标读数的步骤，并不存在严格的顺序限制，也可以是同时进行。
在其它实施例中，根据浮动读数更新目标读数的步骤也可以在步骤S630之后执行，具体地，若卫星接收设备发送至数据源设备的秒脉冲信号中断，且浮动读数到进位值，则根据获取到的与当前环境温度参数对应的目标补偿值，更新目标读数，再对基于目标补偿值更新后的目标读数累加该进位值，得到更新后的目标读数。本实施例在此不做具体限制。
进一步地，步骤S620之前，本实施例还包括：
步骤S640，基于不同的环境温度参数，测试所述浮动读数与所述秒脉冲信号之间的精度误差。
本实施例对IMU模块中计时器实际使用的晶振进行标定测试，分别测试不同环境温度下，该晶振对比秒脉冲信号的精度误差，该晶振对比秒脉冲信号的精度误差即为浮动读数与秒脉冲信号之间的精度误差；作为一种实施方式，输出“温度-精度误差”的对比表格，本实施例温度测试范围为IMU模块的工作温度范围：-40℃至85℃，以5℃步进，分别测试不同的环境温度参数下，浮动读数与秒脉冲信号之间的精度误差。
步骤S650，将每个环境温度参数对应的精度误差，设为与所述每个环境温度参数分别对应的补偿值。
将测试得到每个环境温度参数对应的精度误差，作为该环境温度参数下，计时器的浮动读数对应的补偿值；得到该补偿值后，浮动读数达到进位值，对目标读数累加该进位值并补偿该补偿值，由此，在秒脉冲信号中断的情况下，提高了数据源设备的时间基准相较于卫星接收设备时间基准的精度，进一步提高了导航系统的源数据精度，满足精度要求高的应用场景的需求。
图6为另一个实施例提供的时间同步方法的流程示意图。在上述图3所示实施例的基础上，步骤S400之后，本实施例时间同步方法还包括：
步骤S710，若所述卫星接收设备发送至所述数据源设备的秒脉冲信号恢复，则基于所述秒脉冲信号更新所述更新后的目标读数。
若卫星接收设备发送至数据源设备的秒脉冲信号恢复，则在数据源设备接收到卫星接收设备发送的秒脉冲信号的时刻，对计时器当前的目标读数累加1秒，并将浮动读数清零重新开始计时。
步骤S720，将再次更新后的目标读数设为第二同步时间基准，所述第二同步时间基准，用于所述数据源设备基于所述第二同步时间基准，按照预设的时间间隔发送测量数据包。
该时间间隔与数据源设备在秒脉冲信号中断到恢复期间，丢失数据包的个数相关联。
在实际实施过程中，存在秒脉冲信号异常中断5-10分钟的情况，在这5-10分钟内，IMU模块的时间同步精度完全依靠IMU模块内部计时器的晶振来维持的，常温环境(25℃)下该晶振每秒存在20微秒的偏差，在5-10分钟的累积状态下，共累积了6-12毫秒的偏差，表现在秒脉冲信号恢复正常前的最后一秒，浮动读数只计时988-994毫秒即向目标读数进位；组合导航技术中，要求IMU模块提供的数据频率至少为100Hz，一般情况下IMU模块输出原始数据的频率为500-1000Hz，这里以频率为500Hz为例，IMU模块每秒向外发送500个测量数据包，由于最后一秒只有988-994毫秒，导致IMU模块外发的数据损失3-6个原始数据包，这就降低了导航系统的定位精度。
本实施例中，秒脉冲信号恢复正常后，通过改变之后一段时间内数据源设备外发测量数据包的时间间隔，以此对数据源设备在秒脉冲信号中断期间，损失的丢失数据包补偿回来。
进一步地，步骤S720之前，还包括：
步骤S730，确定在所述秒脉冲信号中断到恢复期间，所述数据源设备丢失数据包的个数。
步骤S740，基于所述丢失数据包的个数，设置所述时间间隔。
具体地，以秒脉冲信号中断期间带来的累积误差为10毫秒为例(即目标读数在秒脉冲信号恢复的前一秒中实际只包括990毫秒)，继续以数据源设备的频率为500Hz为例，数据源设备一秒钟外发500个测量数据包，则该10毫秒误差导致数据源设备在该秒内丢失了5个测量数据包，需要将损失的这5个测量数据包补回来。
以IMU模块计时器的可接受误差为1秒对应20微秒误差来计算，即10毫秒的误差需要至少500秒的时间来均衡，将丢失的这5个数据包补偿进秒脉冲信号恢复正常后的500秒期间，则在这500秒期间，数据源设备外发的每个测量数据包之间的时间间隔为500秒/(500×500+5)＝1.99996毫秒，也就是说，为了将这损失的5个数据包补回来，在秒脉冲信号恢复正常后的500秒期间内，数据源设备需要以1.99996毫秒的时间间隔外发测量数据包，由此，500秒共发出250005个数据包；500秒过后，数据源设备则继续以正常的外发频率，即每秒发送500个测量数据包正常外发测量数据，可以理解的是，该1.99996毫秒的时间间隔是根据丢失数据包的个数确定的，由此实现了对丢失数据包的补偿。
本实施例有效解决了在卫星接收设备发送至数据源设备的秒脉冲信号中断期间，由于数据源设备内部计时器的计时误差所带来的测量数据包丢失的问题，提升了秒脉冲信号异常状态下导航系统的数据精度，提升了导航结果的准确性。
参考图7，其示出了本申请实施例提供的一种数据同步方法的流程图，如图7所示，本实施例数据同步方法包括可以包括以下步骤：
步骤S10，采用上述任一实施例所述的时间同步方法，获取同步时间基准。
具体实施方式参加上述图2-6任一项所示实施例，在此不再赘述。
步骤S20，获取数据源设备根据所述同步时间基准发送的测量数据包。
数据源设备以设定的频率外发测量数据包,例如，设定的频率为500Hz，数据源设备则每秒外发500个原始数据包；本实施例中，数据源设备根据采用上述任一实施例的时间同步方法获取的同步时间基准发送测量数据包，且发送的每个测量数据包中，包括数据源设备基于该时间基准发送该测量数据包的时刻。本实施例采用上述任一实施例的时间同步方法获取的同步时间基准，避免了秒脉冲信号异常情况下，数据源设备的时间基准与卫星接收设备的时间基准无法对齐的情况，提升了数据源设备时间基准的可靠性，进而提升了数据源设备根据该同步时间基准发送的测量数据包的数据精度。
步骤S30，利用卫星接收设备发送的原始数据包，将所述测量数据包进行输出基准对齐。
本实施例计算机设备根据卫星接收设备发送的原始数据包，对数据源设备发送的测量数据包进行输出基准对齐，即数据同步，同步后根据各个数据源的数据基于组合导航算法解算获得精准的姿态和位置。本实施例提升了数据源设备时间基准的可靠性，进而提升了数据源设备根据该同步时间基准发送的测量数据包的数据精度，提升了导航系统中导航解算结果的精度及可靠性。
应该理解的是，虽然图2-7的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2-7中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图8所示，提供了一种时间同步装置，包括：
启动模块10，用于启动数据源设备内部的计时器；所述计时器是按照浮动读数向目标读数按秒进位的方式进行计时的；
第一更新模块20，用于若卫星接收设备发送至所述数据源设备的秒脉冲信号中断，则根据所述浮动读数更新所述目标读数；
第一获取模块30，用于获取更新后的目标读数；
第一确定模块40，用于将所述更新后的目标读数设为第一同步时间基准；所述第一同步时间基准，用于所述数据源设备根据所述第一同步时间基准发送测量数据包。
可选地，所述第一更新模块包括：
更新单元，用于若所述浮动读数达到进位值，则利用所述进位值对所述目标读数进行累加，得到更新后的目标读数；
清零单元，用于将达到进位值的浮动读数清零。
可选地，所述装置还包括：
第二更新模块，用于若所述秒脉冲信号未中断，则根据所述秒脉冲信号更新所述目标读数，将所述浮动读数清零。
可选地，所述装置还包括：
第二获取模块，用于获取当前环境温度参数；
第三获取模块，用于根据预设的环境温度参数与补偿值之间的对应关系，获取与所述当前环境温度参数对应的目标补偿值；
第三更新模块，用于根据所述目标补偿值，更新所述目标读数。
可选地，所述装置还包括：
测试模块，用于基于不同的环境温度参数，测试所述浮动读数与所述秒脉冲信号之间的精度误差；
对应模块，用于将每个环境温度参数对应的精度误差，设为与所述每个环境温度参数分别对应的补偿值。
可选地，所述装置还包括：
第四更新模块，用于若所述卫星接收设备发送至所述数据源设备的秒脉冲信号恢复，则基于所述秒脉冲信号更新所述更新后的目标读数；
设定模块，用于将再次更新后的目标读数设为第二同步时间基准；所述第二同步时间基准，用于所述数据源设备基于所述第二同步时间基准，按照预设的时间间隔发送测量数据包；所述时间间隔与所述数据源设备在所述秒脉冲信号中断到恢复期间，丢失数据包的个数相关联。
可选地，所述装置还包括：
第二确定模块，用于确定在所述秒脉冲信号中断到恢复期间，所述数据源设备丢失数据包的个数；
设置模块，用于基于所述丢失数据包的个数，设置所述时间间隔。
本实施例提供的时间同步装置，可以执行上述时间同步方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
关于时间同步装置的具体限定可以参见上文中对于时间同步方法的限定，在此不再赘述。上述时间同步装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，如图9所示，提供了一种数据同步装置，所述数据同步装置包括：
计算模块50，用于采用上述任一实施例所述的时间同步方法，获取同步时间基准；
获得模块60，用于获取数据源设备根据所述同步时间基准发送的测量数据包；
同步模块70，用于利用卫星接收设备发送的原始数据包，将所述测量数据包进行输出基准对齐。
本实施例提供的数据同步装置，可以执行上述数据同步方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
关于数据同步装置的具体限定可以参见上文中对于数据同步方法的限定，在此不再赘述。上述数据同步装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种数据同步系统，所述数据同步系统包括：卫星接收设备、数据源设备和控制器；其中，
所述控制器，用于采用上述任一实施例所述的时间同步方法，获取同步时间基准，并控制所述数据源设备根据所述同步时间基准发送测量数据包；
所述控制器，还用于获取所述测量数据包，利用卫星接收设备发送的原始数据包，将所述测量数据包进行输出基准对齐。
本实施例提供的数据同步系统，可以执行上述数据同步方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。上述卫星接收设备、数据源设备和控制器中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，还提供了一种如图1所示的计算机设备，该计算机设备可以是服务器。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储时间同步数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种时间同步方法。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
启动数据源设备内部的计时器；所述计时器是按照浮动读数向目标读数按秒进位的方式进行计时的；若卫星接收设备发送至所述数据源设备的秒脉冲信号中断，则根据所述浮动读数更新所述目标读数；获取更新后的目标读数；将所述更新后的目标读数设为第一同步时间基准；所述第一同步时间基准，用于所述数据源设备根据所述第一同步时间基准发送测量数据包。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Ramb微秒)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
启动数据源设备内部的计时器；所述计时器是按照浮动读数向目标读数按秒进位的方式进行计时的；若卫星接收设备发送至所述数据源设备的秒脉冲信号中断，则根据所述浮动读数更新所述目标读数；获取更新后的目标读数；将所述更新后的目标读数设为第一同步时间基准；所述第一同步时间基准，用于所述数据源设备根据所述第一同步时间基准发送测量数据包。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (13)

1.一种时间同步方法，其特征在于，所述时间同步方法包括：
启动数据源设备内部的计时器；所述计时器是按照浮动读数向目标读数按秒进位的方式进行计时的；
若卫星接收设备发送至所述数据源设备的秒脉冲信号中断，则根据所述浮动读数更新所述目标读数；
获取更新后的目标读数；
将所述更新后的目标读数设为第一同步时间基准；所述第一同步时间基准，用于所述数据源设备根据所述第一同步时间基准发送测量数据包。
2.根据权利要求1所述的时间同步方法，其特征在于，所述根据所述浮动读数更新所述目标读数的步骤包括：
若所述浮动读数达到进位值，则利用所述进位值对所述目标读数进行累加，得到更新后的目标读数；
将达到进位值的浮动读数清零。
3.根据权利要求1或2所述的时间同步方法，其特征在于，还包括步骤：
若所述秒脉冲信号未中断，则根据所述秒脉冲信号更新所述目标读数，将所述浮动读数清零。
4.根据权利要求1或2所述的时间同步方法，其特征在于，还包括步骤：
获取当前环境温度参数；
根据预设的环境温度参数与补偿值之间的对应关系，获取与所述当前环境温度参数对应的目标补偿值；
根据所述目标补偿值，更新所述目标读数。
5.根据权利要求4所述的时间同步方法，其特征在于，在所述根据预设的环境温度参数与补偿值之间的对应关系，获取与所述当前环境温度参数对应的目标补偿值的步骤之前，还包括步骤：
基于不同的环境温度参数，测试所述浮动读数与所述秒脉冲信号之间的精度误差；
将每个环境温度参数对应的精度误差，设为与所述每个环境温度参数分别对应的补偿值。
6.根据权利要求1或2所述的时间同步方法，其特征在于，在所述将所述更新后的目标读数设为第一同步时间基准的步骤之后，还包括：
若所述卫星接收设备发送至所述数据源设备的秒脉冲信号恢复，则基于所述秒脉冲信号更新所述更新后的目标读数；
将再次更新后的目标读数设为第二同步时间基准；所述第二同步时间基准，用于所述数据源设备基于所述第二同步时间基准，按照预设的时间间隔发送测量数据包；所述时间间隔与所述数据源设备在所述秒脉冲信号中断到恢复期间，丢失数据包的个数相关联。
7.根据权利要求6所述的时间同步方法，其特征在于，所述将再次更新后的目标读数设为第二同步时间基准的步骤之前，还包括：
确定在所述秒脉冲信号中断到恢复期间，所述数据源设备丢失数据包的个数；
基于所述丢失数据包的个数，设置所述时间间隔。
8.一种数据同步方法，其特征在于，所述数据同步方法包括：
采用如权利要求1-7任一项所述的时间同步方法，获取同步时间基准；
获取数据源设备根据所述同步时间基准发送的测量数据包；
利用卫星接收设备发送的原始数据包，将所述测量数据包进行输出基准对齐。
9.一种时间同步装置，其特征在于，所述时间同步装置包括：
启动模块，用于启动数据源设备内部的计时器；所述计时器是按照浮动读数向目标读数按秒进位的方式进行计时的；
第一更新模块，用于若卫星接收设备发送至所述数据源设备的秒脉冲信号中断，则根据所述浮动读数更新所述目标读数；
第一获取模块，用于获取更新后的目标读数；
第一确定模块，用于将所述更新后的目标读数设为第一同步时间基准；所述第一同步时间基准，用于所述数据源设备根据所述第一同步时间基准发送测量数据包。
10.一种数据同步装置，其特征在于，所述数据同步装置包括：
计算模块，用于采用如权利要求1-7任一项所述的时间同步方法，获取同步时间基准；
获得模块，用于获取数据源设备根据所述同步时间基准发送的测量数据包；
同步模块，用于利用卫星接收设备发送的原始数据包，将所述测量数据包进行输出基准对齐。
11.一种数据同步系统，其特征在于，所述数据同步系统包括：卫星接收设备、数据源设备和控制器；其中，
所述控制器，用于采用如权利要求1-7任一项所述的时间同步方法，获取同步时间基准，并控制所述数据源设备根据所述同步时间基准发送测量数据包；
所述控制器，还用于获取所述测量数据包，利用卫星接收设备发送的原始数据包，将所述测量数据包进行输出基准对齐。
12.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至8中任一项所述方法的步骤。
13.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项所述的方法的步骤。
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