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  • 1 # 慕什塔戈

      謝邀!透過“飛行時間”進行人員測距與定位,這種方法在軍事上被稱作飛行時間測距法,其含義是運用飛行時間3D成像技術,透過向被測量目標連續發射光脈衝訊號,爾後,用感測器接收從被測量目標返回的光脈衝,在對探測到的光脈衝訊號飛行往返時間進行計算的基礎上,得出關於被測量目標距離與位置的座標資料資訊。

    圖示:飛行時間測距原理圖

      傳統測距技術分為雙向測距技術和單向測距技術,飛行時間測距法,實質上屬於一種雙向測距技術,主要利用光脈衝訊號在兩個非同步收發機(或被反射面)之間往返的飛行時間來測量節點間的距離。在訊號電平比較好的調製狀態下,或在非視距視線環境下,採用依據接收訊號強弱指示來進行測算的測距方法得出的估算結果比較理想;在視距視線環境下,採用飛行時間測距法進行距離位置估算,能夠有效彌補前一種方法產生的計算偏差。

    圖示:俄羅斯格洛納斯全球衛星導航系統

      飛行時間測距法在計算原理上,受到兩個關鍵制約:一是傳送裝置和接收裝置必須始終同步;二是接收裝置提供訊號傳輸時間的長短。為了實現時鐘同步,飛行時間測距法採用時鐘偏移量來解決時鐘不同步的問題。目前,俄軍在格洛納斯(GLONASS)導航系統中採用的訊號處理方案,就是飛行時間測距法的典型運用。

    圖示:俄軍格洛納斯導航衛星

      由於飛行時間測距法是依靠測量本地和遠端節點間的訊號傳輸時間來進行距離和位置資訊測算的,其計算結果會受到兩個節點的時鐘頻率誤差的影響。為了減少這個影響,通常需要進行反向測量,即由遠端節點發送飛行時間測量報文,本地節點回復應答,然後把正向測量和反向測量的結果進行加權平均,從而消除由時鐘頻率產生的誤差影響。

  • 2 # 天工測控

    飛行時間法(Time of flight,TOF)是一種雙向測距技術,它透過測量UWB訊號在基站與標籤之間往返的飛行時間來計算距離。根據數學關係,一點到已知點的距離為常數,那麼這點一定在以已知點為圓心,以該常數為半徑的圓上。有兩個已知點,就有兩個交點。以三個已知點和距離作三個圓,他們交於同一個點,該點就是標籤的位置。

    移動標籤首先向定位基站傳送測距請求,基站收到測距請求進行處理,經過一小段時間處理後向移動標籤回覆確認資訊,分別記錄UWB 訊號傳送和接收的時間間隔,UWB測距主要依託於TOF測距方法,屬於雙向測距技術,UWB模組測距是透過UWB訊號在兩個模組之間來回傳播所用的時間乘以光速的方式實現的,具體計算公式如下圖所示:

    UWB測距計算公式

    距離=TOF*C(光速)

    根據到各個基站的測距資訊,以各個基站為中心畫圓,就可以得到一個交點,交點就是標籤的位置。

    但TOF測距方法的時間取決於時鐘精度,時鐘偏移會帶來誤差。為了減少時鐘偏移量造成的測距誤差,通常採用正反兩個方向的測量方法,即遠端基站傳送測距資訊,標籤接收測距資訊並回復,然後再由標籤發起測距資訊,遠端基站回覆,透過求取飛行時間平均值,減少兩者之間的時間偏移,從而提高測距精度。 但是正因如此就造成了TOF功耗大大提高,續航時間行對較短。就像一臺長時間保持高強度作業的電腦,工作時間長,耗損大,相對的壽命也會縮短。

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