基于GPS和高精度實(shí)時(shí)時(shí)鐘的時(shí)間同步方法研究.pdf

1、基于基于GPS和高精度實(shí)時(shí)時(shí)鐘的和高精度實(shí)時(shí)時(shí)鐘的時(shí)間同步方法研究時(shí)間同步方法研究TheResearchofTimeSynchronizationbasedonGPSHighaccuracyRealTimeClock學(xué)科專業(yè)：儀器科學(xué)與技術(shù)研究生：張亞元指導(dǎo)教師：王向軍教授天津大學(xué)精密儀器與光電子工程學(xué)院二零一四年十一月摘要摘要時(shí)間同步在電力系統(tǒng)、工業(yè)控制、測(cè)量測(cè)試等工程領(lǐng)域具有極其重要的意義。時(shí)間同步的方法主要有GPS授時(shí)技術(shù)、同步以

2、太網(wǎng)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議同步技術(shù)等等，不同的方法有各自的優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用環(huán)境。雙目或者多目立體視覺同名特征點(diǎn)的匹配一直是一個(gè)難題，尤其在相機(jī)成像條件、圖片質(zhì)量不佳的情況下，匹配效果更差；如果為每一幀圖像添加絕對(duì)時(shí)間信息，特征點(diǎn)在另一視場(chǎng)特征點(diǎn)有效時(shí)間域內(nèi)的幀上，作為同名匹配的前提條件，可以有效的提高匹配效果和效率。因此，計(jì)算機(jī)時(shí)間同步對(duì)于雙目或多目立體視覺同名特征點(diǎn)的匹配有著非常重要的作用。不同于現(xiàn)有時(shí)間同步方法，本文提出一種基于GPS接收機(jī)

3、和高精度實(shí)時(shí)時(shí)鐘的計(jì)算機(jī)時(shí)間同步方法，不依賴價(jià)格高昂的原子鐘等時(shí)間源和苛刻的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，能夠在低廉的成本和簡(jiǎn)單的設(shè)備條件下為計(jì)算機(jī)完成時(shí)間同步。GPS接收機(jī)在衛(wèi)星條件足夠的情況下，輸出與GPS時(shí)間相差不過幾十納秒的高精度時(shí)間信息，其秒脈沖前沿代表了高精度的整秒時(shí)刻。高精度實(shí)時(shí)時(shí)鐘在獲得GPS時(shí)間后，作為計(jì)算機(jī)的時(shí)間源，對(duì)高精度時(shí)間有很好地保持效果，每小時(shí)的漂移量為7.2毫秒。計(jì)算機(jī)通過串行端口從時(shí)間源獲得時(shí)間信息，串口傳遞時(shí)間信息有一定的

4、時(shí)間延遲，通過模擬精密時(shí)間協(xié)議的方法，可以測(cè)算出這個(gè)時(shí)間延時(shí)，在計(jì)算機(jī)端對(duì)時(shí)間補(bǔ)償，從而計(jì)算機(jī)完成高精度時(shí)間同步。通過計(jì)算機(jī)串口產(chǎn)生秒脈沖的方法，在時(shí)間同步完成之后，將計(jì)算機(jī)的整秒秒脈沖與GPS秒脈沖相比對(duì)，可以評(píng)估本文時(shí)間同步方法的同步精度優(yōu)于500微秒。將基于GPS接收機(jī)和高精度實(shí)時(shí)時(shí)鐘的時(shí)間同步方法應(yīng)用于雙目立體視覺同名特征點(diǎn)匹配過程，在計(jì)算機(jī)控制相機(jī)連續(xù)采集圖像時(shí)，每次采集后計(jì)算機(jī)都從時(shí)間模塊獲取高精度時(shí)間，作為圖片的時(shí)間編號(hào)。