[發明專利]一種實現井下礦人員及設備連續高精度定位的方法

在審

• 申請號: 201410408181.1
• 申請日: 2014-08-19
• 公開（公告）號: CN105376848A
• 公開（公告）日: 2016-03-02
• 發明（設計）人: 石國峰;劉陽;樵永鋒;何文超;李振環;張利;楊興海
• 申請（專利權）人: 丹東東方測控技術股份有限公司
• 主分類號: H04W56/00
• 分類號: H04W56/00;H04W64/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種連續高精度定位的方法，其特征在于利用IEEE1588協議完成無線定位基站(2)與定位標識卡(3)間的時鐘同步；采用程序化倍頻方式，減小由于時鐘晶振而引起的偏頻差，采用TDOA定位算法計算出定位標識卡(3)與兩個無線定位基站(2)的距離信息，無線定位基站(2)通過光纖環網交換機(5)將定位標識卡(3)ID及距離信息發送至上位機(8),上位機(8)的解算程序以無線定位基站(2)為圓心，分別以標識卡到兩個無線定位基站的距離半徑作圓,兩圓的交點通過解二元一次方程組可得，同時結合礦山CAD，獲得唯一解，此解即為井下人員及設備的具體位置，從而實現井下人員及設備的連續高精度定位；在定位過程中標識卡與無線定位基站間的通信采用數據防沖突算法，使得單一無線定位基站(2)在以1秒為單位的時間內可實現與200張定位標識卡(3)的測距與通信工作。

2.根據權利1所述的井下人員及設備連續高精度定位，其特征在于井下無線定位基站(2)具備IEEE1588協議，通過網絡時鐘同步，保證井下所有無線定位基站（2）時鐘統一，當定位標識卡(3)進入巷道(1)后，接收無線定位基站(2)廣播的時鐘同步信息；定位標識卡(3)在接收到同步信息后，清空其內部RTC寄存器，定時器重新計時，當定時時間等于定位標識卡(3)ID與測距周期的乘積時，定位標識卡(3)開始發測距信息，測距方式采用TDOA算法；無線定位基站(2)將測距結果及標識卡(3)ID通過光纖環網交換機(5)發送至上位機(8)解算；采用程序化倍頻方式減小由于時鐘晶振自身原因而引起的無線定位基站（2）、定位標識卡（3）時鐘偏頻差，倍頻使系統工作頻率達到百兆時，定位識別卡(3)與無線定位基站(2)距離誤差可以達到納秒級，從而實現井下人員及設備精確定位。

3.根據權利1所述的數據防沖突方法，其特征在于定位標識卡(3)測距周期為5毫秒，以1秒為單位計算，以5毫秒為間隔采用分時通訊方式，同一無線定位基站(2)在1秒內最多可完成200張定位標識卡(3)的通信和測距，在同一無線定位基站(2)覆蓋范圍內的所有定位標識卡(3)完成時間同步后，清空其內部RTC寄存器的值，定時器開始重新計時；當定時器計數值等于定位標識卡(3)的ID與測距周期乘積時，則該定位標識卡(3)向無線定位基站(2)發送測距請求，當定位標識卡(3)的ID值大于200時，需對200取余數，定位標識卡(3)發送測距請求信息的順序則按余數與測距周期的乘積依次由小到大進行；在同一定位基站(2)功效范圍內，如果存在多個定位標識卡(3)的ID值對200取余的值相同時，余數相同的定位標識卡(3)不會收到無線定位基站（2）回復的確認信息，則這些定位標識卡（3）會隨機選取一個值，以此值與測距周期的乘積，依次由小到大再次與無線定位基站進行測距，直至收到確認信息，收到無線定位基站（2）的確認信息后該值一直保持。