CN111948635A - 基于时间同步机制的双向距离测量机制 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于时间同步机制的双向距离测量机制，包括以下步骤：A：该机制首先在两设备之间的介质上建立双向通信机制，第一次测量，双方两设备中需要测量的一方首先发送一个带有测量方发送时刻的时间同步报文，被测量方收到后同步自身的时间到测量方的发送时刻；B：然后被测量方发送一个自身发送时刻的测量报文，测量方收到报文后，用接收时刻减去发送时刻再乘以信息报文在介质中的传播速度的一半就可以得到发送方到自身的距离，存储在本地内存中。本发明具备适用在各种介质中使用，不受地形地貌影响和TOF的可视范围限制的优点，解决了现有的测量方法受到地形地貌的限制，使用范围窄，测量精度低，测量效率低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及距离测量方法技术领域，具体为基于时间同步机制的双向距离测量机制。
背景技术
距离测量是指测量地面上两点连线长度的工作，通常需要测定的是水平距离，即两点连线投影在某水准面上的长度，它是确定地面点的平面位置的要素之一，是测量工作中最基本的任务之一，通常需要测定的是水平距离，即两点连线投影在某水准面上的长度，在三角测量、导线测量、地形测量和工程测量等工作中都需要进行距离测量，距离测量的精度用相对误差(相对精度)表示，即距离测量的误差同该距离长度的比值，用分子为1的公式1/n表示，比值越小，距离测量的精度越高，距离测量常用的方法有量尺量距、视距测量、视差法测距和电磁波测距等，用量尺直接测定两点间距离，分为钢尺量距和因瓦基线尺量距。
目前广泛使用的距离测量机制是TOF，是计算光/红外线/激光的反弹时间，来计算事物与发射源之间距离的一个技术，包括作为其配置的发光单元，其发射来自光源的光源光以测量到对象的距离，以及光接收单元，其检测来自对象的反射光，两者都是被称为TOF传感器，这种测量方式是单向的，可视范围内的，并且不适合于水下、管道内，GPS定位通过自身的位置坐标与测量点的位置坐标计算出两者之间的距离差，这也是一种间接测量方式，只适合测量点均在开阔地点，能至少接收到3颗卫星信息的地方使用，另外就是人工使用测量工具测量，如皮尺、经纬仪等测量，这种方式测量范围小，时效低，受到地形地貌影响，当测量点之间移动时候又需要重新测量，不利于人们的使用。
发明内容
本发明的目的在于提供基于时间同步机制的双向距离测量机制，具备适用在各种介质中使用，不受地形地貌影响和TOF的可视范围限制，可方便用于GPS不能使用的场景，如水下，室内，隧道等，能迅速测定两者的相对距离，效率高，并且可根据测量精度、测量范围来确定实现成本的优点，解决了现有的测量方法受到地形地貌的限制，使用范围窄，测量精度低，测量效率低的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于时间同步机制的双向距离测量机制，包括以下步骤：
A：该机制首先在两设备之间的介质上建立双向通信机制，第一次测量，双方两设备中需要测量的一方首先发送一个带有测量方发送时刻的时间同步报文，被测量方收到后同步自身的时间到测量方的发送时刻；
B：然后被测量方发送一个自身发送时刻的测量报文，测量方收到报文后，用接收时刻减去发送时刻再乘以信息报文在介质中的传播速度的一半就可以得到发送方到自身的距离，存储在本地内存中；
C：在之后的测量过程中，如果双方设备没有发生相对距离改变的情况，测量方发送一个带有测量方发送时刻的时间和两者距离的报文，被测量方收到后看接收到的时刻是否等于报文中的发送时刻加上距离的延迟，如果相等，则发送一个确认报文即可，包括自身的发送时刻和距离报文；
D：如果不等，说明距离已经发生变化，同步自身的时间到测量方的发送时刻，然后发送一个自身发送时刻的测量报文，测量方用接收时刻减去发送时刻再乘以信息报文在介质中的传播速度的一半就可以得到发送方到自身的距离，存储在本地内存中；
E：这种距离测量机制是建立在双方的时钟精确同步机制上的，只要一个数据报文就可以测定发送方到自身的距离，可方便用于GPS、TOF、人工测量等不能使用的场景，如水下，室内，隧道等。
优选的，所述这种距离的测量方式双方设备处于平等地位，任何需要知道距离的一方均可发起测量，只需要发送和接收到一个报文即可测量出两者的距离，同时两者的时钟也进行了同步。
优选的，所述这种测量的两个阶段，第一次测量时候两个设备的时间和距离均是未知的情况，测量方发送一个带有测量方发送时刻的时间同步报文，被测量方收到后同步自身的时间到测量方的发送时刻，然后发送一个自身发送时刻的测量报文，测量方收到报文后，用接收时刻减去发送时刻再乘以信息报文在介质中的传播速度的一半就可以得到发送方到自身的距离。
优选的，所述时刻测量报文上可以记录发送的时间、两设备之间的距离和信息报文在介质中的传播速度。
优选的，所述该机制适用在各种介质中使用，不受地形地貌影响和TOF的可视范围限制，可方便用于GPS不能使用的场景，能迅速测定两者的相对距离。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明具备适用在各种介质中使用，不受地形地貌影响和TOF的可视范围限制，可方便用于GPS不能使用的场景，如水下，室内，隧道等，能迅速测定两者的相对距离，效率高，并且可根据测量精度、测量范围来确定实现成本的优点，解决了现有的测量方法受到地形地貌的限制，使用范围窄，测量精度低，测量效率低的问题。
附图说明
图1为本发明原理流程简易图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，实施例一：
基于时间同步机制的双向距离测量机制，包括以下步骤：
A：该机制首先在两设备之间的介质上建立双向通信机制，第一次测量，双方两设备中需要测量的一方首先发送一个带有测量方发送时刻的时间同步报文，被测量方收到后同步自身的时间到测量方的发送时刻；
B：然后被测量方发送一个自身发送时刻的测量报文，测量方收到报文后，用接收时刻减去发送时刻再乘以信息报文在介质中的传播速度的一半就可以得到发送方到自身的距离，存储在本地内存中；
C：在之后的测量过程中，如果双方设备没有发生相对距离改变的情况，测量方发送一个带有测量方发送时刻的时间和两者距离的报文，被测量方收到后看接收到的时刻是否等于报文中的发送时刻加上距离的延迟，如果相等，则发送一个确认报文即可，包括自身的发送时刻和距离报文；
D：如果不等，说明距离已经发生变化，同步自身的时间到测量方的发送时刻，然后发送一个自身发送时刻的测量报文，测量方用接收时刻减去发送时刻再乘以信息报文在介质中的传播速度的一半就可以得到发送方到自身的距离，存储在本地内存中；
E：这种距离测量机制是建立在双方的时钟精确同步机制上的，只要一个数据报文就可以测定发送方到自身的距离，可方便用于GPS、TOF、人工测量等不能使用的场景，如水下，室内，隧道等。
这种距离的测量方式双方设备处于平等地位，任何需要知道距离的一方均可发起测量，只需要发送和接收到一个报文即可测量出两者的距离，同时两者的时钟也进行了同步。
这种测量的两个阶段，第一次测量时候两个设备的时间和距离均是未知的情况，测量方发送一个带有测量方发送时刻的时间同步报文，被测量方收到后同步自身的时间到测量方的发送时刻，然后发送一个自身发送时刻的测量报文，测量方收到报文后，用接收时刻减去发送时刻再乘以信息报文在介质中的传播速度的一半就可以得到发送方到自身的距离。
时刻测量报文上可以记录发送的时间、两设备之间的距离和信息报文在介质中的传播速度。
该机制适用在各种介质中使用，不受地形地貌影响和TOF的可视范围限制，可方便用于GPS不能使用的场景，能迅速测定两者的相对距离。
实施例二：
基于时间同步机制的双向距离测量机制，包括以下步骤：
A：该机制首先在两设备之间的介质上建立双向通信机制，第一次测量，双方两设备中需要测量的一方首先发送一个带有测量方发送时刻的时间同步报文，被测量方收到后同步自身的时间到测量方的发送时刻；
B：然后被测量方发送一个自身发送时刻的测量报文，测量方收到报文后，用接收时刻减去发送时刻再乘以信息报文在介质中的传播速度的一半就可以得到发送方到自身的距离，存储在本地内存中；
C：在之后的测量过程中，如果双方设备没有发生相对距离改变的情况，测量方发送一个带有测量方发送时刻的时间和两者距离的报文，被测量方收到后看接收到的时刻是否等于报文中的发送时刻加上距离的延迟，如果相等，则发送一个确认报文即可，包括自身的发送时刻和距离报文；
D：如果不等，说明距离已经发生变化，同步自身的时间到测量方的发送时刻，然后发送一个自身发送时刻的测量报文，测量方用接收时刻减去发送时刻再乘以信息报文在介质中的传播速度的一半就可以得到发送方到自身的距离，存储在本地内存中。
这种距离的测量方式双方设备处于平等地位，任何需要知道距离的一方均可发起测量，只需要发送和接收到一个报文即可测量出两者的距离，同时两者的时钟也进行了同步。
这种测量的两个阶段，第一次测量时候两个设备的时间和距离均是未知的情况，测量方发送一个带有测量方发送时刻的时间同步报文，被测量方收到后同步自身的时间到测量方的发送时刻，然后发送一个自身发送时刻的测量报文，测量方收到报文后，用接收时刻减去发送时刻再乘以信息报文在介质中的传播速度的一半就可以得到发送方到自身的距离。
时刻测量报文上可以记录发送的时间、两设备之间的距离和信息报文在介质中的传播速度。
该机制适用在各种介质中使用，不受地形地貌影响和TOF的可视范围限制，可方便用于GPS不能使用的场景，能迅速测定两者的相对距离。
综上所述：该基于时间同步机制的双向距离测量机制，解决了现有的测量方法受到地形地貌的限制，使用范围窄，测量精度低，测量效率低的问题。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.基于时间同步机制的双向距离测量机制，其特征在于包括以下步骤：
A：该机制首先在两设备之间的介质上建立双向通信机制，第一次测量，双方两设备中需要测量的一方首先发送一个带有测量方发送时刻的时间同步报文，被测量方收到后同步自身的时间到测量方的发送时刻；
B：然后被测量方发送一个自身发送时刻的测量报文，测量方收到报文后，用接收时刻减去发送时刻再乘以信息报文在介质中的传播速度的一半就可以得到发送方到自身的距离，存储在本地内存中；
C：在之后的测量过程中，如果双方设备没有发生相对距离改变的情况，测量方发送一个带有测量方发送时刻的时间和两者距离的报文，被测量方收到后看接收到的时刻是否等于报文中的发送时刻加上距离的延迟，如果相等，则发送一个确认报文即可，包括自身的发送时刻和距离报文；
D：如果不等，说明距离已经发生变化，同步自身的时间到测量方的发送时刻，然后发送一个自身发送时刻的测量报文，测量方用接收时刻减去发送时刻再乘以信息报文在介质中的传播速度的一半就可以得到发送方到自身的距离，存储在本地内存中；
E：这种距离测量机制是建立在双方的时钟精确同步机制上的，只要一个数据报文就可以测定发送方到自身的距离，可方便用于GPS、TOF、人工测量等不能使用的场景，如水下，室内，隧道等。
2.根据权利要求1所述的基于时间同步机制的双向距离测量机制，其特征在于：所述这种距离的测量方式双方设备处于平等地位，任何需要知道距离的一方均可发起测量，只需要发送和接收到一个报文即可测量出两者的距离，同时两者的时钟也进行了同步。
3.根据权利要求1所述的基于时间同步机制的双向距离测量机制，其特征在于：所述这种测量的两个阶段，第一次测量时候两个设备的时间和距离均是未知的情况，测量方发送一个带有测量方发送时刻的时间同步报文，被测量方收到后同步自身的时间到测量方的发送时刻，然后发送一个自身发送时刻的测量报文，测量方收到报文后，用接收时刻减去发送时刻再乘以信息报文在介质中的传播速度的一半就可以得到发送方到自身的距离。
4.根据权利要求1所述的基于时间同步机制的双向距离测量机制，其特征在于：所述时刻测量报文上可以记录发送的时间、两设备之间的距离和信息报文在介质中的传播速度。
5.根据权利要求1所述的基于时间同步机制的双向距离测量机制，其特征在于：所述该机制适用在各种介质中使用，不受地形地貌影响和TOF的可视范围限制，可方便用于GPS不能使用的场景，能迅速测定两者的相对距离。
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