导航系统的时间同步方式

时间是导航过程中非常重要的参数，很多外部设备在与导航系统协同工作时，也经常需要与导航系统保持时间上的一致性才能正常的实现相关功能，如果时间同步出了问题，最终的点云也会产生相应的扭曲与偏离。同时，对导航系统的内部来说时间同步也不可或缺，包括卫星导航接收机、惯性测量单元等多种不同传感器采集的物理量存在很强的时间相关性，会同步发生变化，如果没有进行时间同步，那么在后续的数据融合时就会产生误差，影响最终的导航结果。今天我们就来了解一下导航系统中是怎样实现时间同步的吧。

常用的同步方式

常用的同步方式有串口协议、NTP网络协议同步及脉冲同步的方式，但不同的方式可以实现的同步精度也有所区别，通常来说串口协议、NTP网络协议可以实现毫秒级的同步精度，但对于很多对同步精度有更高要求的导航系统来说，最常用的方法就是脉冲同步了，这也是我们今天介绍的重点。

脉冲同步，顾名思义就是使用脉冲，确切的说是使用脉冲的上升沿或者下降沿作为同步的时刻标识。根据脉冲的输入输出方向，脉冲同步又可以分为主动同步和被动同步两种，其中主动同步是指组合导航系统或某传感器按自身既定的时序工作，同步脉冲作为系统的一个输出信号，在内部时间的统一协调下对某事件节点的导航信息进行采集并主动对外发送同步脉冲，与此同时内部继续进行数据处理、解算并将刚才脉冲对应时刻的导航信息进行输出。这种主动同步在导航系统内通常被称作PPS（Pulses Per Second）或TOV（Time of Validity）。被动同步与主动同步不同，导航系统或传感器的工作时序是外部触发式的，对系统来说同步脉冲是一个输入信号，每次收到同步脉冲再进行相应的数据采集、处理、解算并输出（非强迫症可以跳过的括号：其实这样说不太严格，很多系统仍然是按内部时序不断的执行数据采集、处理、解算的机制，只不过在收到外部的触发脉冲时才进行数据发送的动作）。这种被动同步的小名还有External Trigger，或Event Mark，或者Mark。

一般来说，主动同步的方式更多的适用于需要持续不断进行同步的应用，比如开头提到的LiDAR应用，以及电网时间同步等应用。而被动同步的方式则更多应用于需要获取某个瞬时时刻的使用场景，比较典型的应用就是航空摄影测量，相片拍摄的时间是不固定的，而最终需要获取每张航摄相片准确的地理信息，为此就需要将相机的快门脉冲作为同步信号输入给导航系统，准确的记下每一张照片对应快门时刻的时间和地理信息。