CN116009004A - 一种基于差拍采样的高精度测距系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于差拍采样的高精度测距系统及方法，包括完全相同的两个终端；其中，所述两个终端均包括：测距帧发送单元用于生成测距帧并发送给另一终端；测距帧接收单元用于接收另一终端所计算出的包含测距帧发送时间的测距帧反馈信号，并获得当前终端计算的测距帧到达另一终端的时间；ADC采样计算模块通过鉴频与鉴相来获取发送时钟与接收时钟之间的频率差与相位差；测距帧发送时间计算模块用于获得测距帧发送时间计算值；测距计算模块根据测距帧反馈信号中的另一终端计算的测距帧到达时间和测距帧发送时间计算值，获得测距计算值和两终端的距离。

Description

一种基于差拍采样的高精度测距系统及方法

技术领域

本发明涉及光通信测距技术领域，尤其涉及一种基于差拍采样的高精度测距系统及方法。

背景技术

随着航天技术和通信技术的不断发展，各国都在纷纷研究空天地一体的空间网络，星链计划的推出也印证了这一趋势。对于空天地一体化网络，其具备有全球覆盖、灵活机动、传输速率快等特点，在未来必然成为新的热门研究方向。空天地一体化网络对于卫星的位置有着精准的要求，只有保证每一颗卫星都处在正确的位置上才能保证空天地一体化网络的高效运作。因此，就需要卫星在进行通信的同时能够不断的确认卫星与卫星之间、卫星与地面之间的位置关系，这就需要一个具备有高精度测距功能的通信系统。

但是，在太空中进行高速通信，必然会受到多普勒效应的影响。常用的解决思想是在接收端估算出受多普勒效应影响所产生的频偏值，再使用均衡或者同步来进行补偿。但是现有测量方法对时钟源有很高的要求，太空中的时钟频率受多普勒效应会产生较大的波动，如能在恢复接收时钟频率时消除多普勒效应的影响，提高测距的精度，是非常有必要的。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种能够降低对于时钟源的要求、降低时频系统的复杂度的基于差拍采样的高精度测距系统及方法。

本发明的技术方案是这样实现的：一方面，本发明提供了一种基于差拍采样的高精度测距系统，包括完全相同的两个终端；其中，所述两个终端均包括

测距帧发送单元(100)，用于生成测距帧并发送给另一终端；所述测距帧发送单元(100)还输出发送时钟；

测距帧接收单元(200)，用于接收另一终端所计算出的包含测距帧发送时间的测距帧反馈信号，并获得当前终端计算的测距帧到达另一终端的时间；所述测距帧接收单元(200)还输出接收时钟；

ADC采样计算模块(117)，用于获取测距帧发送单元(100)输出的发送时钟，以及测距帧接收单元(200)输出的接收时钟，以发送时钟为基准，对接收时钟进行的差拍采样；通过鉴频与鉴相来获取发送时钟与接收时钟之间的频率差与相位差；

测距帧发送时间计算模块(118)，用于从测距帧反馈信号中获取另一终端计算出的测距帧发送时间，以及从ADC采样计算模块(117)得到的发送时钟频率、接收时钟频率，及其频率差和相位差，获得测距帧发送时间计算值；

测距计算模块(119)，根据测距帧反馈信号中的另一终端计算的测距帧到达时间和测距帧发送时间计算值，获得测距计算值。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述测距帧发送单元(100)，包括

本地测距帧发送时间计算模块(111)，用于计算当前终端的当前测距帧的发送时间；

数据帧组帧模块(112)，用于按照数据帧的格式将当前终端所需发送数据、从本地测距帧发送时间计算模块(111)获取的当前测距帧发送时间和当前终端计算的伪距值，进行整合并得到测距帧。

优选的，所述测距帧发送单元(100)还包括高速串行发送接口(113)；所述高速串行发送接口(113)用于将数据帧组帧模块(112)整合的测距帧转换为串行数据流向另一终端输出，并向ADC采样计算模块(117)输出发送时钟。

进一步优选的，所述测距帧接收单元(200)，包括

数据帧解帧模块(115)，用于接收另一终端的输入，进行解帧拆分，获取另一终端所计算的测距帧发送时间以及另一终端计算的伪距值；

测距帧到达时间计算模块(116)，用于计算测距帧从当前终端到达另一终端的时间。

优选的，所述测距帧接收单元(200)还包括高速串行接收接口(114)；所述高速串行接收接口(114)，用于接收另一终端发送的串行数据流形式的测距帧反馈信号，并转换为并行数据发送给数据帧解帧模块(115)；高速串行接收接口(114)还向ADC采样计算模块(117)输出接收时钟。

优选的，所述ADC采样计算模块(117)以发送时钟为基准，对接收时钟进行的差拍采样；通过鉴频与鉴相来获取发送时钟与接收时钟之间的频率差与相位差，是令

其中f_r为接收时钟的频率，f_s为发送时钟的频率，f_Δ为发送时钟与接收频率的频率差，

为发送时钟与接收时钟的相位差。

进一步优选的，所述测距帧发送时间计算模块(118)，获得测距帧发送时间计算值，是令

其中测距帧发送时间计算值为T_{s_precision}；T_s是从测距帧反馈信号中获取另一终端计算出的测距帧发送时间。

更进一步优选的，所述测距计算模块(119)根据测距帧反馈信号中的另一终端计算的测距帧到达时间和测距帧发送时间计算值，获得测距计算值，是利用公式T_d1＝T_r1-T_{s_precision1}与T_d2＝T_r2-T_{s_precision2}，分别计算伪测距值；其中T_d1为当前终端的伪测距值，T_d2为另一终端的伪测距值；T_r1为当前终端计算的测距帧到达另一终端的时间；T_r2为另一终端计算的其发出的测距帧到达当前终端的时间；T_{s_precision1}为当前终端获得的测距帧发送时间计算值；T_{s_precision2}为另一终端获得的测距帧发送时间计算值；然后再根据公式T_dist＝(T_d1+T_d2)/2，获得测距计算值T_dist，用测距计算值乘以光速即得到两个终端间的距离。

另一方面，本发明提供一种基于差拍采样的高精度测距方法，包括如下步骤：

S1：配置上述的两台完全相同的终端，各终端均包括测距帧发送单元(100)、测距帧接收单元(200)、ADC采样计算模块(117)、距帧发送时间计算模块(118)和测距计算模块(119)；

S2：当前终端的测距帧发送单元(100)向另一终端发送测距帧；所述测距帧包含当前终端所需发送数据、从本地测距帧发送时间计算模块(111)获取的当前测距帧发送时间和当前终端计算的伪距值，当另一终端接收到测距帧后，会返回包含测距帧发送时间与测距帧到达时间的测距帧反馈信号，该测距帧反馈信号会被当前终端的测距帧接收单元(200)接收到；同样的，另一终端的测距帧发送单元(100)也会向当前终端发送测距帧，并接收到当前终端返回的测距帧反馈信号；

S3：待测距的两终端，均采用ADC采样计算模块(117)完成当前终端发送时钟对接收时钟的差拍采样，即分别获取测距帧发送单元(100)输出的发送时钟，以及测距帧接收单元(200)输出的接收时钟，获取发送时钟与接收时钟的频率差和相位差，计算出接收时钟频率；

S4：各当前终端的测距帧发送时间计算模块(118)从另一终端发送的测距帧反馈信号中获取另一终端计算出的测距帧发送时间，以及从ADC采样计算模块(117)得到的发送时钟频率、接收时钟频率，及其频率差和相位差，获得各终端的测距帧发送时间计算值；

S5：各终端的测距计算模块(119)根据测距帧反馈信号中的另一终端计算的测距帧到达时间和当前终端的测距帧发送时间计算值计算各自的伪距值，根据各自伪距值计算出测距计算值；

S6：进一步消除影响测距计算值的固有延时部分，得到修正后的测距计算值，用测距计算值乘以光速得到两个终端之间的距离。

优选的，步骤S6所述进一步消除影响测距计算值的固有延时部分，得到修正后的测距计算值，是令测距帧的传输固有延时为T_delay，则两个终端之间的距离D为D＝(T_dist-T_delay)×c，T_dist为测距计算值，c为光速。

本发明提供的一种基于差拍采样的高精度测距系统及方法，相对于现有技术，具有以下有益效果：

(1)本方案采用ADC芯片获取本地发送时钟和接收时钟的频率差和相位差，既提升了测距精度，有能够降低系统对于时钟源的要求，降低了系统的复杂度；

(2)本方案能够恢复出接收时钟频率时就消除多普勒效应的影响，使得最终计算出的测距值更加准确可靠；

(3)进一步消除固有延时部分，能够进一步提高测距的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种基于差拍采样的高精度测距系统的各终端的结构框图；

图2为本发明一种基于差拍采样的高精度测距系统及方法的工作流程图；

图3为本发明一种基于差拍采样的高精度测距系统及方法的ADC采样计算模块进行差拍采样的鉴频与鉴相流程图；

图4为本发明一种基于差拍采样的高精度测距系统及方法的ADC采样计算模块进行差拍采样的数字混配的波形示意图；

图5为本发明一种基于差拍采样的高精度测距系统及方法的ADC采样计算模块对差频信号进行过零判决的输出波形示意图；

图6为本发明一种基于差拍采样的高精度测距系统及方法的ADC采样计算模块进行差拍采样的鉴频与鉴相的相对误差的折线图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。

本发明的技术方案是这样实现的：如图1所示，一方面，本发明提供了一种基于差拍采样的高精度测距系统，包括完全相同的两个终端；其中，所述两个终端均包括测距帧发送单元100、测距帧接收单元200、ADC采样计算模块117、测距帧发送时间计算模块118和测距计算模块119。两个终端之间是有交互的，而且各个终端对当前发送到另一个终端的测距帧的处理内容，以及任一个终端在接收到测距帧后的，生成的测距帧反馈信号的格式也是一致的。图1所示的结构为任意一个终端的结构框图。

测距帧发送单元100，用于生成测距帧并发送给另一终端；所述测距帧发送单元100还输出发送时钟；测距帧可以包含起始段、当前终端的测距帧发送时间以及结束段等信息。由图1可知，测距帧是以串行数据流的方式向另外一个终端发送输，在串行通信中，二进制数据以数字信号的信号形式出现，不论是发送还是接收，均必须有时钟信号对传送的数据进行定位。

如图1所示，测距帧发送单元100，进一步包括本地测距帧发送时间计算模块111、数据帧组帧模块112和高速串行发送接口113；其中，

本地测距帧发送时间计算模块111，用于计算当前终端的当前测距帧的发送时间；

数据帧组帧模块112，用于按照数据帧的格式将当前终端所需发送数据、从本地测距帧发送时间计算模块111获取的当前测距帧发送时间和当前终端计算的伪距值，进行整合并得到测距帧；另外，数据帧组帧模块112还向本地测距帧发送时间计算模块111发送一个测距帧发送标志FLAG_S，当本地测距帧发送时间计算模块111接收到该测距帧发送标志FLAG_S后，在测距帧发送标志FLAG_S的有效存活期内，计算当前终端的当前测距帧的发送时间并发送给数据帧组帧模块112；由数据帧组帧模块112进行封装得到当前终端向另一个终端发出的测距帧。

数据帧组帧模块112以并行数据的方式向外输出测距帧，高速串行发送接口113接收到该测距帧后，将测距帧转换为串行数据流向另一终端输出，并在发送时刻向ADC采样计算模块117输出发送时钟。

测距帧接收单元200用于接收另一终端所计算出的包含测距帧发送时间的测距帧反馈信号，并获得当前终端计算的测距帧到达另一终端的时间；所述测距帧接收单元200还输出接收时钟。

具体的，如图1所示，测距帧接收单元200包括高速串行接收接口114、数据帧解帧模块115和测距帧到达时间计算模块116；其中，

高速串行接收接口114用于接收另一终端发送的串行数据流形式的测距帧反馈信号，并转换为并行数据发送给数据帧解帧模块115；高速串行接收接口114还向ADC采样计算模块117输出接收时钟。

数据帧解帧模块115用于接收另一终端输入的测距帧反馈信号进行解帧拆分，测距帧反馈信号同样也可以按照数据帧的方式封装，故可以从测距帧反馈信号提取另一终端所计算的测距帧发送时间、另一终端计算的伪距值。

测距帧到达时间计算模块116用于计算测距帧从当前终端到达另一终端的时间，即测距帧到达时间。

如图1所示，ADC采样计算模块117，用于获取测距帧发送单元100输出的发送时钟，以及测距帧接收单元200输出的接收时钟，以发送时钟为基准，对接收时钟进行的差拍采样；通过鉴频与鉴相来获取发送时钟与接收时钟之间的频率差与相位差；由于发送时钟是已知的，通过获得接收时钟的频率，可以知道两个频率之间的频率差和相位差。

具体的，是令

其中f_r为接收时钟的频率，f_s为发送时钟的频率，f_Δ为发送时钟与接收频率的频率差，

为发送时钟与接收时钟的相位差。因为当前终端的发送时钟的频率是已知的，故通过ADC采样计算模块117可以测量两个频率之间的频率差和相位差，通过上述公式计算可得到接收时钟的频率。通过高速ADC芯片进行采样获得频率差与相位差，是对发送时钟和解说时钟的各采样信号的过零点时刻和数量分别进行比较，并判断两个采样信号的超前或者滞后关系获得。ADC采样计算模块117主要是通过ADC芯片实现的，ADC芯片选用支持双通道采样的型号即可。数据采样技术分为实时采样和等效采样，实时采样对信号的捕获能力受到ADC最高采样速率的限制，实时采样是在一次触发后完成整个采样的过程，通常要满足奈奎斯特采样定理，采样频率至少是信号最高频率的两倍以上。为解决高频宽带周期信号的数据采集，而采用了等效采样的方法，差拍采样是一种等效采样方法，其ADC采样频率甚至可以低于被测信号的频率，只要每次采样的差拍满足奈奎斯特定理就行。

如图1所示，测距帧发送时间计算模块118，用于从测距帧反馈信号中获取另一终端计算出的测距帧发送时间，以及从ADC采样计算模块117得到的发送时钟频率与接收时钟频率，获得测距帧发送时间计算值。这里的测距帧发送时间计算值相比测距帧到达时间计算模块116得到的测距帧到达时间，具有更高的精度。

测距帧发送时间计算模块118获得测距帧发送时间计算值，是令

其中测距帧发送时间计算值为T_{s_precision}；T_s是从测距帧反馈信号中获取另一终端计算出的测距帧发送时间。此处的接收时钟频率f_r由前述的ADC采样计算模块117来获取，发送时钟的频率f_s为已知，故可以求得测距帧发送时间计算值T_{s_precision}，随后该测距帧发送时间计算值T_{s_precision}被进一步送入测距计算模块119中。

测距计算模块119，根据测距帧反馈信号中的另一终端计算的测距帧到达时间和测距帧发送时间计算值，获得测距计算值。光在不同的介质中的速度有区别，因此，呈现出的测距结果可以用时间表示；如果要换算成距离，则将测距计算值乘以光速，则可以得到两个终端之间的距离。

具体的，是利用公式T_d1＝T_r1-T_{s_precision1}与T_d2＝T_r2-T_{s_precision2}，分别计算伪测距值；其中T_d1为当前终端的伪测距值，T_d2为另一终端的伪测距值；T_r1为当前终端计算的测距帧到达另一终端的时间；T_r2为另一终端计算的其发出的测距帧到达当前终端的时间；T_{s_precision1}为当前终端获得的测距帧发送时间计算值；T_{s_precision2}为另一终端获得的测距帧发送时间计算值；然后再根据公式T_dist＝(T_d1+T_d2)/2，获得测距计算值T_dist，用测距计算值乘以光速即得到两个终端间的距离。

测距计算值T_dist中，不可避免的包含终端内部固有的传输和处理延时，实际使用时，需要扣除这部分终端内部固有的传输和处理延时，对测距计算值T_dist进行修正后，再乘以光速，可以得出两个终端间的精确距离D。

另外，本发明还提供一种基于差拍采样的高精度测距方法，包括如下步骤：

S1：配置上述的两台完全相同的终端，各终端均包括测距帧发送单元100、测距帧接收单元200、ADC采样计算模块117、距帧发送时间计算模块118和测距计算模块119；

S2：当前终端的测距帧发送单元100向另一终端发送测距帧；所述测距帧包含当前终端所需发送数据、从本地测距帧发送时间计算模块111获取的当前测距帧发送时间和当前终端计算的伪距值，当另一终端接收到测距帧后，会返回包含测距帧发送时间与测距帧到达时间的测距帧反馈信号，该测距帧反馈信号会被当前终端的测距帧接收单元200接收到；同样的，另一终端的测距帧发送单元100也会向当前终端发送测距帧，并接收到当前终端返回的测距帧反馈信号；

S3：待测距的两终端，均采用ADC采样计算模块117完成当前终端发送时钟对接收时钟的差拍采样，即分别获取测距帧发送单元100输出的发送时钟，以及测距帧接收单元200输出的接收时钟，获取发送时钟与接收时钟的频率差和相位差，计算出接收时钟频率；

S4：各当前终端的测距帧发送时间计算模块118从另一终端发送的测距帧反馈信号中获取另一终端计算出的测距帧发送时间，以及从ADC采样计算模块117得到的发送时钟频率、接收时钟频率，及其频率差和相位差，获得各终端的测距帧发送时间计算值；

S5：各终端的测距计算模块119根据测距帧反馈信号中的另一终端计算的测距帧到达时间和当前终端的测距帧发送时间计算值计算各自的伪距值，根据各自伪距值计算出测距计算值；

S6：进一步消除影响测距计算值的固有延时部分，令测距帧的传输固有延时为T_delay，则两个终端之间的距离D为D＝(T_dist-T_delay)×c，T_dist为测距计算值，c为光速；经过计算得到修正后的测距计算值，用修正后的测距计算值乘以光速得到两个终端之间的距离。

在实际使用中，由于不同的可相互通信的终端上由于时钟源的个体差异，以及终端之间的相对运动会引起的多普勒频移，因此，测距帧接收单元200恢复出的接收时钟与本地的发送时钟之间存在频率差异，这将会引入测距误差。本方案通过采用差拍采样方法，使用鉴频与鉴相来获取发送时钟与接收时钟之间的频率差与相位差，从而对测距值进行修正。

为了验证本方案的效果，本方案对差拍采样过程进行了仿真。鉴频/鉴相流程如图3所示，仿真产生了一个频率偏差为10^-4，频率值为(1±10^-4)×156.25MHz的接收时钟信号；以本地发送时钟作为基准时钟，产生一个四倍频的625MHz的时钟信号作为ADC采样计算模块的采样时钟，使用ADC芯片对接收时钟进行采样，从而获得采样后的接收时钟信号；利用基准时钟生成两路正交的156.25MHz本地数字载波，将两路正交的本地数字载波分别与采样后接收时钟信号进行数字混频，得到如图4所示的两路混频信号；分别利用低通滤波器，即LRF滤波器对混频信号进行滤波，得到差频信号。通过判别两个正交支路的差频信号的相位关系可得到频偏的正负符号。对差频信号进行过零判决，如图5所示，得到过零脉冲序列，每个过零脉冲代表着每个差频信号周期的起始位置，将每一个过零脉冲的时间值减去前一个过零脉冲的时间值就可以得到每个差频信号的周期，通过统计一定时间内的差频信号周期的数量，周期数量的整数部分即可计算出频差，小数部分即可计算出相差。获得发送时钟与接收时钟的频差与相差后，即可通过公式

计算出准确的接收时钟频率。上述内容即鉴频、鉴相过程及方法。

以上仿真过程获得了频率差、相位差，并统计出了差频信号的周期测量误差，从而得到对应的接收时钟频率的测量误差，该测量误差即测距时带来的测距误差，由图6可知，误差保持在10^-3量级以内，能保证测距的精度。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于差拍采样的高精度测距系统，其特征在于，包括完全相同的两个终端；其中，所述两个终端均包括

测距帧发送单元(100)，用于生成测距帧并发送给另一终端；所述测距帧发送单元(100)还输出发送时钟；

测距帧接收单元(200)，用于接收另一终端所计算出的包含测距帧发送时间的测距帧反馈信号，并获得当前终端计算的测距帧到达另一终端的时间；所述测距帧接收单元(200)还输出接收时钟；

ADC采样计算模块(117)，用于获取测距帧发送单元(100)输出的发送时钟，以及测距帧接收单元(200)输出的接收时钟，以发送时钟为基准，对接收时钟进行的差拍采样；通过鉴频与鉴相来获取发送时钟与接收时钟之间的频率差与相位差；

测距帧发送时间计算模块(118)，用于从测距帧反馈信号中获取另一终端计算出的测距帧发送时间，以及从ADC采样计算模块(117)得到的发送时钟频率、接收时钟频率，及其频率差和相位差，获得测距帧发送时间计算值；

测距计算模块(119)，根据测距帧反馈信号中的另一终端计算的测距帧到达时间和测距帧发送时间计算值，获得测距计算值。

2.根据权利要求1所述的一种基于差拍采样的高精度测距系统，其特征在于，所述测距帧发送单元(100)，包括

本地测距帧发送时间计算模块(111)，用于计算当前终端的当前测距帧的发送时间；

数据帧组帧模块(112)，用于按照数据帧的格式将当前终端所需发送数据、从本地测距帧发送时间计算模块(111)获取的当前测距帧发送时间和当前终端计算的伪距值，进行整合并得到测距帧。

3.根据权利要求2所述的一种基于差拍采样的高精度测距系统，其特征在于，所述测距帧发送单元(100)还包括高速串行发送接口(113)；所述高速串行发送接口(113)用于将数据帧组帧模块(112)整合的测距帧转换为串行数据流向另一终端输出，并向ADC采样计算模块(117)输出发送时钟。

4.根据权利要求3所述的一种基于差拍采样的高精度测距系统，其特征在于，所述测距帧接收单元(200)，包括

数据帧解帧模块(115)，用于接收另一终端的输入，进行解帧拆分，获取另一终端所计算的测距帧发送时间以及另一终端计算的伪距值；

测距帧到达时间计算模块(116)，用于计算测距帧从当前终端到达另一终端的时间。

5.根据权利要求4所述的一种基于差拍采样的高精度测距系统，其特征在于，所述测距帧接收单元(200)还包括高速串行接收接口(114)；所述高速串行接收接口(114)，用于接收另一终端发送的串行数据流形式的测距帧反馈信号，并转换为并行数据发送给数据帧解帧模块(115)；高速串行接收接口(114)还向ADC采样计算模块(117)输出接收时钟。

6.根据权利要求2所述的一种基于差拍采样的高精度测距系统，其特征在于，所述ADC采样计算模块(117)以发送时钟为基准，对接收时钟进行的差拍采样；通过鉴频与鉴相来获取发送时钟与接收时钟之间的频率差与相位差，是令

其中f_r为接收时钟的频率，f_s为发送时钟的频率，f_Δ为发送时钟与接收频率的频率差，

为发送时钟与接收时钟的相位差。

7.根据权利要求6所述的一种基于差拍采样的高精度测距系统，其特征在于，所述测距帧发送时间计算模块(118)，获得测距帧发送时间计算值，是令

其中测距帧发送时间计算值为T_{s_precision}；T_s是从测距帧反馈信号中获取另一终端计算出的测距帧发送时间。

8.根据权利要求7所述的一种基于差拍采样的高精度测距系统，其特征在于，所述测距计算模块(119)根据测距帧反馈信号中的另一终端计算的测距帧到达时间和测距帧发送时间计算值，获得测距计算值，是利用公式T_d1＝T_r1-T_{s_precision1}与T_d2＝T_r2-T_{s_precision2}，分别计算伪测距值；其中T_d1为当前终端的伪测距值，T_d2为另一终端的伪测距值；T_r1为当前终端计算的测距帧到达另一终端的时间；T_r2为另一终端计算的其发出的测距帧到达当前终端的时间；T_{s_precision1}为当前终端获得的测距帧发送时间计算值；T_{s_precision2}为另一终端获得的测距帧发送时间计算值；然后再根据公式T_dist＝(T_d1+T_d2)/2，获得测距计算值T_dist，用测距计算值乘以光速即得到两个终端间的距离。

9.一种基于差拍采样的高精度测距方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：配置如权利要求2-8任一项所述的两台完全相同的终端，各终端均包括测距帧发送单元(100)、测距帧接收单元(200)、ADC采样计算模块(117)、距帧发送时间计算模块(118)和测距计算模块(119)；

S2：当前终端的测距帧发送单元(100)向另一终端发送测距帧；所述测距帧包含当前终端所需发送数据、从本地测距帧发送时间计算模块(111)获取的当前测距帧发送时间和当前终端计算的伪距值，当另一终端接收到测距帧后，会返回包含测距帧发送时间与测距帧到达时间的测距帧反馈信号，该测距帧反馈信号会被当前终端的测距帧接收单元(200)接收到；同样的，另一终端的测距帧发送单元(100)也会向当前终端发送测距帧，并接收到当前终端返回的测距帧反馈信号；

S3：待测距的两终端，均采用ADC采样计算模块(117)完成当前终端发送时钟对接收时钟的差拍采样，即分别获取测距帧发送单元(100)输出的发送时钟，以及测距帧接收单元(200)输出的接收时钟，获取发送时钟与接收时钟的频率差和相位差，计算出接收时钟频率；

S4：各当前终端的测距帧发送时间计算模块(118)从另一终端发送的测距帧反馈信号中获取另一终端计算出的测距帧发送时间，以及从ADC采样计算模块(117)得到的发送时钟频率、接收时钟频率，及其频率差和相位差，获得各终端的测距帧发送时间计算值；

S5：各终端的测距计算模块(119)根据测距帧反馈信号中的另一终端计算的测距帧到达时间和当前终端的测距帧发送时间计算值计算各自的伪距值，根据各自伪距值计算出测距计算值；

S6：进一步消除影响测距计算值的固有延时部分，得到修正后的测距计算值，用测距计算值乘以光速得到两个终端之间的距离。

10.根据权利要求9所述的一种基于差拍采样的高精度测距方法，其特征在于，步骤S6所述进一步消除影响测距计算值的固有延时部分，得到修正后的测距计算值，是令测距帧的传输固有延时为T_delay，则两个终端之间的距离D为D＝(T_dist-T_delay)×c，T_dist为测距计算值，c为光速。

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