[發(fā)明專利]一種礦井動目標測距誤差判定及精確定位方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910315701.7
• 申請日: 2019-04-19
• 公開（公告）號: CN109975753B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫繼平
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)（北京）
• 主分類號: G01S5/02
• 分類號: G01S5/02;G01S5/06;H04W64/00;H04B17/318
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1.一種礦井動目標測距誤差判定及精確定位方法，其特征在于：在礦井下巷道中間隔一定距離設(shè)置定位分站，定位分站為通信距離內(nèi)的定位卡提供定位服務(wù)；在定位區(qū)域內(nèi)定位卡與定位分站進行雙向通信，獲得多組信號飛行時間數(shù)據(jù)和信號強度數(shù)據(jù)；根據(jù)信號飛行時間數(shù)據(jù)和信號強度數(shù)據(jù)分別計算得到定位卡與定位分站距離數(shù)據(jù)；根據(jù)兩次測量的信號飛行時間測距、信號強度測距數(shù)據(jù)的差的變化量，判定是否有測距誤差；根據(jù)判定結(jié)果選擇不同的測距算法獲得定位卡與定位分站之間的距離；設(shè)定位卡記為M，定位分站記為A，具體步驟包括：

步驟1.M向A發(fā)出信號S_MA，并開始計時；

步驟2.當A收到S_MA，向M回復(fù)信號S_AM，信號S_AM中包含A收發(fā)信息的計時數(shù)據(jù)T_A1和接收到的S_MA的信號強度；

步驟3.當M收到S_AM，結(jié)束計時，記錄S_AM的信號強度，及發(fā)收信號的計時數(shù)據(jù)T_MA1，并計算得到雙向通信的信號飛行時間數(shù)據(jù)T_MA1-T_A1；

步驟4.M對所有信號強度數(shù)據(jù)和信號飛行時間數(shù)據(jù)進行RSSI測距和TOA測距處理，得到M與A之間的兩個信號強度測距數(shù)據(jù)d_MAR1、d_AMR1，和信號飛行時間測距數(shù)據(jù)d_T1，式中c為信號傳播速度；

步驟5.取d_MAR1、d_AMR1的算術(shù)平均值，得到d_R1，d_R1＝(d_MAR1+d_AMR1)/2；

步驟6.間隔時間t重復(fù)步驟1至步驟5，得到M與A之間的信號飛行時間測距和信號強度測距數(shù)據(jù)d_T2、d_R2；

步驟7.將兩次測量的信號飛行時間測距和信號強度測距數(shù)據(jù)分別進行比較；當滿足|d_T2-d_T1|＞K·t，則判定信號飛行時間測距數(shù)據(jù)存在誤差；當滿足|d_R2-d_R1|＞K·t，則判定信號強度測距數(shù)據(jù)存在誤差；K為閾值，K≥0，K根據(jù)現(xiàn)場測量或人為設(shè)定得到；

步驟8.根據(jù)以下算法獲得M與A的距離d_AM，運算公式為

以上定位可由定位分站發(fā)起，由定位分站完成測距；閾值K根據(jù)被定位目標確定，如定位目標為煤礦井下步行人員K＝1米/秒；如定位目標為煤礦井下膠輪車K＝40千米/小時。