[發(fā)明專利]一種實(shí)現(xiàn)井下礦人員及設(shè)備連續(xù)高精度定位的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410408181.1
• 申請(qǐng)日: 2014-08-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105376848A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石國(guó)峰;劉陽(yáng);樵永鋒;何文超;李振環(huán);張利;楊興海
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 丹東東方測(cè)控技術(shù)股份有限公司
• 主分類號(hào): H04W56/00
• 分類號(hào): H04W56/00;H04W64/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無(wú)線電通信、定位和安全生產(chǎn)領(lǐng)域，主要針對(duì)井下礦山人員及設(shè)備的安全作業(yè)而提出得一種連續(xù)高精度定位方法，實(shí)現(xiàn)井下人員及設(shè)備連續(xù)高精度定位，從而提高井下安全作業(yè)水平。

背景技術(shù)

井下礦山人員及設(shè)備的安全，一直是礦山安全生產(chǎn)中最為關(guān)心的問(wèn)題。在歷年的安全事故發(fā)生后，井下人員及設(shè)備的救援是事故發(fā)生后的頭等大事，而井下人員及設(shè)備的定位又是救援工作中的重中之重。

目前，井下定位硬件載體主要有ZigBee、WIFI、RFID、藍(lán)牙、UWB、超聲波等技術(shù)。定位方法多采用RSSI測(cè)距、TOA測(cè)距和TDOA測(cè)距等，RSSI測(cè)距主要受環(huán)境因素影響較大，且定位精度較低，被視為一種粗糙定位技術(shù)；TOA測(cè)距主要存在對(duì)節(jié)點(diǎn)間精確的時(shí)間同步，且成本較高；TDOA測(cè)距易受環(huán)境因素影響，計(jì)算量和開(kāi)銷都很大，與TOA相比，即使不需要精確的節(jié)點(diǎn)對(duì)時(shí)，但是仍需要精度較高的定時(shí)器。上述所提到的測(cè)距方式在定位精度、成本及穩(wěn)定性方面都存在著缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)目前井下礦山人員及設(shè)備定位方式精度低而高精度定位成本又高的現(xiàn)狀，本發(fā)明提出一種低成本連續(xù)高精度定位的方法。首先井下無(wú)線定位基站(2)遵守IEEE1588協(xié)議，具有統(tǒng)一的時(shí)間基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)無(wú)線定位基站(2)與定位標(biāo)識(shí)卡(3)間的時(shí)鐘同步；其次采用程序化倍頻方式，減小由于時(shí)鐘晶振而引起的時(shí)間偏頻差，采用TDOA定位算法計(jì)算出定位標(biāo)識(shí)卡(3)與兩個(gè)無(wú)線定位基站(2)的距離，在上位機(jī)（8）的解算程序中以無(wú)線定位基站(2)為圓心，分別以標(biāo)識(shí)卡到兩個(gè)無(wú)線定位基站的距離為半徑作圓,兩圓交于兩點(diǎn)，交點(diǎn)坐標(biāo)通過(guò)解二元一次方程組可得，同時(shí)結(jié)合礦山CAD，獲得唯一解，從而實(shí)現(xiàn)井下人員及設(shè)備的精確定位。在定位過(guò)程中標(biāo)識(shí)卡(3)與無(wú)線定位基站(2)間的通信采用數(shù)據(jù)防沖突算法，使得單一無(wú)線定位基站(2)在以1秒為單位的時(shí)間內(nèi)可實(shí)現(xiàn)與200張定位標(biāo)識(shí)卡(3)的測(cè)距與通信工作。

附圖說(shuō)明

圖1人員及設(shè)備定位方法示意圖；

圖2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖中：1為巷道，2為無(wú)線定位基站，3為定位標(biāo)識(shí)卡，4為定位標(biāo)識(shí)卡與無(wú)線定位基站距離，5為光纖環(huán)網(wǎng)交換機(jī)，6為總交換機(jī)，7為地平面，8為上位機(jī)，9為以太網(wǎng)。

具體實(shí)施方式

在井下巷道（1）的一側(cè)安置無(wú)線定位基站(2)，兩個(gè)無(wú)線定位基站(2)之間距離為100米，無(wú)線定位基站(2)遵守IEEE1588協(xié)議，使其中一個(gè)工作在主機(jī)模式，其他工作在從機(jī)模式，使無(wú)線定位基站(2)具有統(tǒng)一的時(shí)鐘基準(zhǔn)。