[發明專利]基于回波相干效應的精確定位方法

有效

• 申請號: 201110374526.2
• 申請日: 2011-11-23
• 公開（公告）號: CN102505966A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 魏計林;趙寶峰;張天興
• 申請（專利權）人: 太原海斯特電子有限公司
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

1.一種基于回波相干效應的精確定位方法，其特征在于：該方法是采用如下步驟實現的：

（1）設計一種自相關特性良好的檢測波形，并將檢測波形分別植入井下人員定位系統的識別傳感器和識別卡中；

（2）由識別傳感器周期性地對井下人員攜帶的識別卡發出呼叫信號，識別卡收到呼叫信號后，對識別傳感器發出包含有有用信息和檢測波形的回波信號；

（3）識別傳感器收到的回波信號一方面進入識別傳感器的主控單片機進行處理，由主控單片機提取回波信號中的有用信息；另一方面經識別傳感器的高頻芯片解調后串行輸入到相干接收器，由相干接收器不斷移位地接收回波信號，當回波信號移位到特定的往返時延τ時，回波信號中的檢測波形與相干接收器中植入的檢測波形完全重合，相干接收器有峰值輸出；

（4）根據往返時延τ計算出識別傳感器與識別卡之間的距離L，由此實現井下人員的精確定位。

2.根據權利要求1所述的基于回波相干效應的精確定位方法，其特征在于：所述檢測波形為1bit量化的線性調頻波。

3.根據權利要求1或2所述的基于回波相干效應的精確定位方法，其特征在于：所述步驟（3）中，往返時延τ由兩部分組成：一部分是識別傳感器的呼叫信號到達識別卡加上識別卡的回波信號到達識別傳感器所需的電波傳輸時間；另一部分是為了防止各個識別卡同時應答發生碰撞而有意加入的延時t₀。

4.根據權利要求3所述的基于回波相干效應的精確定位方法，其特征在于：所述延時t₀的具體算法如下：識別傳感器發出的呼叫信號中包含一個整數Q，各個識別卡在0~2^Q-1之間各自取一個隨機數N，并且等待延時t₀后再發出回波信號；各個識別卡每次發出的回波信號中均包含本次應答所取的隨機數N；整數Q由人為設定；所述延時t₀的計算公式如下：t₀=N*T；式中：T為識別卡發出的回波信號的持續時間，為已知常數；所述識別傳感器與識別卡之間的距離L的計算公式如下：L=（τ-t₀）×C÷2；式中：C=3×10⁸米/秒，為電磁波速。

5.一種實施如權利要求1所述的基于回波相干效應的精確定位方法的相干接收器，其特征在于：包括同或運算器；同或運算器的兩個輸入端分別連接移位寄存器和檢測波形寄存器，同或運算器的輸出端連接有硬件加法器，硬件加法器的輸出端連接有峰值檢波器，峰值檢波器的輸出端連接有延時鎖存器，延時鎖存器的輸入端連接有延時計數器，延時計數器的輸入端連接有移位時鐘。