本发明涉及无线时钟同步，特别是涉及一种基于uwb技术的双天线时钟同步授时方法、系统、设备及介质。
背景技术：
1、随着5g和物联网(iot)技术的快速发展，室内基站的应用日益广泛。这些基站被广泛部署在商场、办公楼、地铁站、机场等室内环境中，以提供高质量的无线通信服务。为了保证多基站间的协调工作、数据传输的准确性以及实时应用的可靠性，对各个基站的准确授时显得尤为重要。
2、在复杂的室内环境中，多基站之间协同工作需要基站间保持精确的授时。授时方案必须具有高度的稳定性和可靠性，能够在多种干扰条件下正常工作。实时定位、同步传输和高质量服务要求基站之间的授时精度达到微秒级甚至亚微秒级，以减少数据延迟和误差。理想的授时方案还应能够适应各种室内环境，包括高层建筑、地下设施等，并能根据具体应用场景进行灵活配置。
3、现有的室内基站授时技术中主要采用全球定位系统(gps)授时、光纤传输授时、短波授时、长波授时和低频时码授时等方案。gps授时是通过接收来自gps卫星的时间信号来同步地面设备的时钟。gps提供的时间信号精度高，可以达到纳秒级。然而，在室内环境中，gps信号受到建筑物遮挡，信号强度显著降低，甚至完全丧失，从而无法保证授时的可靠性和精度。因此，gps授时在室内应用受到限制。光纤传输授时是利用光纤介质的低延迟特性，通过光纤传输高精度的时间信号来实现基站间的授时。这种方法能够提供高精度的授时，通常用于需要严格同步的高端应用中。然而，光纤传输授时需要大量的物理布线，工程量大，成本高，并且在复杂的室内环境中布线和维护难度较大。此外，光纤的铺设和维护会增加系统的复杂性。短波授时采用波长在100米到10米(频率：3mhz～30mhz)的短波无线电进行授时。在中国，国家授时中心的短波电台(呼号为bpm)使用2.5mhz、5mhz、10mhz、15mhz频率，全天连续发播中国短波无线电时号。缺点是短波信号易受电离层和环境噪声干扰，精度和稳定性在复杂环境中有所下降。长波授时采用波长在10公里到1公里(频率：30khz～300khz)的长波无线电进行授时。国家授时中心的长波电台(呼号为bpl)发射频率为100khz，授时信号的地波作用距离为1000-2000公里，天波信号覆盖3000公里，基本覆盖中国内陆及近海海域，授时精度为微秒量级。缺点是长波信号穿透性较差，受地理和建筑物影响较大，室内覆盖效果有限。低频时码授时属于一种特殊的长波授时，适用于区域性的标准时间频率传输。国家授时中心采用载频为68.5khz的连续波时码授时体制技术。精度可以达到30万年误差不超过1秒。但低频时码信号传输距离有限，在远离发射台的地区信号强度较弱，容易受到环境干扰。传统本地时钟守时设计方案常采取的数字锁相环常存在精度低、结构复杂等问题。故现有传统方案很难兼顾授时方案实施的便携性与可靠性。
4、因此，目前存在以下问题：
5、(1)室内环境gps信号弱、精度低，无法直接通过gps授时的问题；
6、(2)光纤传输时钟同步需要大量物理布线，工程量大，成本高的问题。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种基于uwb技术的双天线时钟同步授时方法、系统、设备及介质，能够利用uwb基站完成秒脉冲时间基准的无线传递，以及提高收发时钟的同步精度。
2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
3、一种基于uwb技术的双天线时钟同步授时方法，包括：
4、利用主基站接收gps秒脉冲信号，并向从基站发送uwb同步信号；
5、利用从基站中的双uwb通信芯片进行时钟同步，既接收主基站发送的uwb同步信号，又向室内终端设备转发uwb同步信号，以及利用uwb通信芯片获取收发uwb同步信号时刻的时间戳，计算时间戳之差得到时间差；
6、基于所述时间差确定从基站转发uwb同步信号延迟或滞后的相位信息，并将所述相位信息通过dac转换为电压信息，对温度补偿晶体振荡器进行频率调控，通过频率变换对发送uwb同步信号的相位进行调整，从而形成反馈，控制转发与接收uwb同步信号之间的相位差处于误差设定范围内。
7、可选地，所述利用主基站接收gps秒脉冲信号，并向从基站发送uwb同步信号，具体包括：
8、利用主基站的主控芯片接收gps秒脉冲信号，在主控芯片检测到gps秒脉冲信号上升沿后，控制dw1000芯片启动uwb发送功能并发送周期为1秒的uwb同步信号以供从基站接收；所述dw1000芯片通过配置延迟收发寄存器值，设置延迟发送数值为每次发送时间戳数值加1秒，达到每秒发送一次脉冲信号功能。
9、可选地，所述时间差的获取方法为：
10、对从基站进行复位，在复位后通过dw1000-a芯片主动接收主基站发送来的uwb同步信号；当dw1000-a芯片每次接收到uwb同步信号时，立即获取当前时间，使dw1000-b芯片每隔1秒发送转发uwb同步信号的同时记录当前时间戳并产生中断作为本地时钟同步脉冲；令dw1000-b芯片主动发送周期为1秒的转发uwb同步信号，其延迟发送配置方式与主基站的dw1000芯片配置方式相同；通过主控芯片将两dw1000芯片最新获得的时间戳做差处理，得到时间差。
11、可选地，所述频率调控包括系统反馈粗调和系统反馈细调；
12、所述系统反馈粗调的过程为：
13、当时间戳的差值大于等于1毫秒时，对从基站的dw1000芯片内部延迟收发寄存器进行计数值补偿，补偿计数器值的公式如下：
14、δc＝f(t)·δt-c
15、所述系统反馈细调的过程为：
16、当时间戳的差值小于1毫秒时，对外部晶振频率进行调整，调整的计算公式如下：
17、δt_a＝c·δf(t)
18、其中，f(t)为当前dw1000芯片工作频率，δt为时间差，c为原计数器计数值，δt_a为接收uwb同步信号和转发uwb同步信号的时间差。
19、可选地，所述反馈控制采用pid反馈控制，pid反馈控制的输出表示为：
20、
21、其中，u(t)是控制信号，e(t)是系统的误差，用于表示设定值与实际值之间的差，kp、ki、kd分别是比例、积分和微分系数，t是时刻。
22、本发明还提供了一种基于uwb技术的双天线时钟同步授时系统，包括：
23、信号同步模块，用于利用主基站接收gps秒脉冲信号，并向从基站发送uwb同步信号；
24、时间差获取模块，用于利用从基站中的双uwb通信芯片进行时钟同步，既接收主基站发送的uwb同步信号，又向室内终端设备转发uwb同步信号，以及利用uwb通信芯片获取收发uwb同步信号时刻的时间戳，计算时间戳之差得到时间差；
25、系统调控模块，用于基于所述时间差确定从基站转发uwb同步信号延迟或滞后的相位信息，并将所述相位信息通过dac转换为电压信息，对温度补偿晶体振荡器进行频率调控，通过频率变换对发送uwb同步信号的相位进行调整，从而形成反馈，控制转发与接收uwb同步信号之间的相位差处于误差设定范围内。
26、本发明还提供了一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行根据上述的基于uwb技术的双天线时钟同步授时方法。
27、本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的基于uwb技术的双天线时钟同步授时方法。
28、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
29、本发明公开了一种基于uwb技术的双天线时钟同步授时方法、系统、设备及介质，所述方法包括利用主基站接收gps秒脉冲信号，并向从基站发送uwb同步信号，并利用双uwb通信芯片进行时钟同步，既接收主基站发送的uwb同步信号，又向室内终端设备转发uwb同步信号，以及利用uwb通信芯片获取收发uwb同步信号时刻的时间戳，求俩时间戳的差值；基于时间差确定从基站转发uwb同步信号的相位差，并将相位差通过dac转换为电压信息，对温度补偿晶体振荡器进行频率调控，进而对发送uwb同步信号的相位进行调整。本发明能够利用uwb基站完成秒脉冲时间基准的无线传递，以及提高收发时钟的同步精度。
1.一种基于uwb技术的双天线时钟同步授时方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于uwb技术的双天线时钟同步授时方法，其特征在于，所述利用主基站接收gps秒脉冲信号，并向从基站发送uwb同步信号，具体包括：
3.根据权利要求1所述的基于uwb技术的双天线时钟同步授时方法，其特征在于，所述时间差的获取方法为：
4.根据权利要求1所述的基于uwb技术的双天线时钟同步授时方法，其特征在于，所述频率调控包括系统反馈粗调和系统反馈细调；
5.根据权利要求1所述的基于uwb技术的双天线时钟同步授时方法，其特征在于，所述反馈控制采用pid反馈控制，pid反馈控制的输出表示为：
6.一种基于uwb技术的双天线时钟同步授时系统，其特征在于，包括：
7.一种电子设备，其特征在于，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行根据权利要求1-5中任一项所述的基于uwb技术的双天线时钟同步授时方法。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一项所述的基于uwb技术的双天线时钟同步授时方法。
