एसडीएस- TWR टेप माप और तुल्यकालन के बिना दूरी माप

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आरटीएलएस सिस्टम में पोजिशनिंग को मार्क के तीन या अधिक एंकरों से दूरी को मापने के द्वारा किया जाता है, इसके बाद मार्क के निर्देशांक की गणना की जाती है। और SDS-TWR विधि (सममित दो तरफा द्वि-दिशात्मक दूरी माप) आपको महंगे सिंक्रनाइज़ेशन का सहारा लिए बिना आवश्यक सटीकता प्रदान करने की अनुमति देता है।
विधि आईएसओ / आईईसी 24730-5 और आईईईई 802.15.4-2011 द्वारा विनियमित है।
आरटीएलएस प्रणाली में, निशान और एंकर के बीच की दूरी को मापा जाता है - दो वायरलेस डिवाइस जो एक दूसरे के साथ सिंक्रनाइज़ नहीं होते हैं। मापन पैकेट के आदान-प्रदान की प्रक्रिया में किया जाता है: अनुरोध - प्रतिक्रिया।


माप के दौरान पैकेट विनिमय का क्रम चित्र में दिखाया गया है:



आवश्यक सटीकता सुनिश्चित करने के लिए, दो सममित माप चक्र किए जाते हैं। पहला एक लेबल द्वारा शुरू किया जाता है, दूसरा एक एंकर द्वारा।
पहले चक्र में, लेबल लंगर के लिए एक अनुरोध पैकेट भेजता है, उसी समय का पता लगाते हुए। पैकेज एंकर के लिए उड़ान भरने के समय के निशान से लंगर की दूरी को जीने के लिए रेडियो सिग्नल के लिए आवश्यक समय अंतराल के बाद लंगर तक पहुंचता है। वास्तव में, यह वह समय है जिसे दूरी को निर्धारित करने के लिए मापा जाना चाहिए। एक एंकर उस पल का पता लगाता है जब एक पैकेट आता है और, उसकी आंतरिक घड़ी के अनुसार, इस पल से एक मानक लंबाई - प्रतिक्रिया समय (मानक से पांच मिलीसेकंड तक) तक गिना जाता है और लेबल को एक पुष्टिकरण पैकेट भेजता है। उड़ान के समय के बीतने के बाद, पुष्टिकरण निशान तक पहुंच जाता है, और अपनी घड़ी द्वारा निशान उस समय से चक्र का समय निर्धारित करता है जब तक पुष्टि प्राप्त होने तक अनुरोध नहीं भेजा जाता है। चक्र का समय उड़ान के समय और लंगर के प्रतिक्रिया समय से दोगुना होता है।

ऐसा लगता है कि यह निशान और लंगर के बीच की दूरी को निर्धारित करने के लिए पर्याप्त है: चक्र समय से प्रतिक्रिया समय को घटाएं और इसे आधे में विभाजित करें। यह सच है, लेकिन इस तरह की माप की सटीकता कम होगी। तथ्य यह है कि परिणाम में मार्क की घड़ी (क्वार्ट्ज) की त्रुटि और प्लस एंकर की घड़ी (क्वार्ट्ज) की त्रुटि शामिल होगी। आईएसओ / आईईसी 24730-5 घड़ी की अनुमेय त्रुटि को 80 पीपीएम (भागों प्रति मिलियन) तक सीमित करता है। यह गणना करना आसान है कि 5 एमएस के प्रतिक्रिया समय के लिए, माप की त्रुटि 200 एनएस होगी। (अधिक गणना यहां है: http://www.rtlsnet.ru/technology/view/2 )। यदि हम रेडियो सिग्नल के प्रसार की गति से इस त्रुटि को गुणा करते हैं - लगभग 300 मिलियन मीटर प्रति सेकंड या 0.3 m / ns, तो हमें 60 मीटर की एक त्रुटि मिलती है। प्रतिक्रिया समय को कम करने या क्वार्ट्ज की सटीकता में सुधार करने का सुझाव देना तर्कसंगत प्रतीत होगा। पहले मामले में, आपको पैकेट की लंबाई कम करनी होगी और, तदनुसार, इसका पेलोड। दूसरे में, डिवाइस की कीमत में वृद्धि करना अनुचित है, जैसा कि बढ़ती सटीकता के साथ क्वार्ट्ज की कीमत तेजी से बढ़ती है।

जिस तरह से दूसरे, पहले माप चक्र के सममित का उपयोग करना है।
अब लंगर, एक निश्चित देरी के समय के इंतजार के बाद, लेबल को अपने अनुरोध पैकेट को भेजता है। और पैकेट पेलोड में एक ही समय में, यह लेबल को पहले चक्र का प्रतिक्रिया समय बताता है। इस चक्र में, टैग पहले से ही अपनी घड़ी द्वारा प्रतिक्रिया समय की गणना करता है, और लंगर अपने स्वयं के द्वारा दूसरे चक्र के समय को मापता है और फिर टैग को परिणाम भेजता है।
पैकेट एक्सचेंज पूरा होने के बाद, लेबल के निपटान में चार मान होते हैं: लेबल द्वारा मापा गया प्रतिक्रिया समय और चक्र और एंकर द्वारा मापा गया प्रतिक्रिया समय और चक्र। दूरी की गणना करने के लिए लेबल इन मानों को सर्वर पर भेजता है।
सर्वर टैग चक्र समय और एंकर चक्र समय को सारांशित करता है, टैग प्रतिक्रिया समय और एंकर प्रतिक्रिया समय को घटाता है, और परिणाम को चार से विभाजित करता है।
ऐसा लगता है कि सब कुछ पहले मामले में जैसा है। हालाँकि, अब एक दिशा में माप त्रुटि को अधिकतर विपरीत दिशा में माप त्रुटि द्वारा मुआवजा दिया जाता है और केवल निशान और एंकर के प्रतिक्रिया समय में अंतर को प्रभावित करता है। (यहां विवरण: http://www.rtlsnet.ru/technology/view/2 ) और चूंकि आईएसओ / आईईसी 24730-5 के अनुसार यह अंतर एक माइक्रोसेकंड से अधिक नहीं होना चाहिए, अधिकतम माप त्रुटि 40 पीएस के बराबर हो जाती है। या दूरी के संदर्भ में - 12 मिमी।
यह विधि की त्रुटि है।

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