[實用新型]一種基于偽定位的井下巷道救援系統

有效

• 申請號: 202021364998.0
• 申請日: 2020-07-13
• 公開（公告）號: CN212723370U
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 李文峰;謝佳楠;黃峰
• 申請（專利權）人: 西安科技大學;西安終南信息技術有限公司;西安吾九信息技術有限公司
• 主分類號: G01S19/11
• 分類號: G01S19/11;G01S19/48;G01S19/45
• 代理公司: 西安維賽恩專利代理事務所(普通合伙) 61257
• 代理人: 李明全

本實用新型公開了一種基于偽定位的井下巷道救援系統，包括設置在巷道內的：至少四個GPS偽衛星和多個移動終端，四個GPS偽衛星作為信號源來模擬GPS系統中的衛星，并采用獨立的坐標系和時間標準組成偽衛星網絡，四個GPS偽衛星通過偽衛星網絡向各移動終端發送定位信號，各移動終端包括：接收模塊，用于接收GPS偽衛星的定位信號，處理模塊，其內預設有各巷道出口的定位坐標，用于對GPS偽衛星的定位信號提取和解算進而給移動人員進行定位，并根據該定位坐標與最近出口的定位坐標規劃出路徑，并將該路徑信息通過顯示模塊顯示給移動人員，使得該移動人員快速離開危險巷道；本實用新型利用偽衛星技術的獨立組網定位，能夠幫助井下工作人員迅速找到逃生路線。

技術領域

本實用新型屬于應急通信系統技術領域，尤其涉及一種基于偽定位的井下巷道救援系統。

背景技術

煤礦井下環境惡劣，且地形地質十分復雜，井下環境比地面的環境復雜得多，使得井下作業人員很難如同在地面一樣，判斷自身及周圍的位置，這些因素導致煤礦井下發生事故的概率極高。雖然GNSS提供衛星可視空間的全天候導航服務，但煤礦巷道一般深處地下幾百米到幾十千米，室外定位系統成本高、無法穿透地面，難以滿足井下人們對高精度、實時定位的需求。

礦井瓦斯是在礦床或煤炭形成過程中所伴生的天然氣體產物的總稱，其主要成分是甲烷(CH₄)，其次為二氧化碳和氮氣，有時還含有少量的氫、二氧化硫及其他碳氫化合物。狹義的瓦斯是指煤礦井下普遍存在而且爆炸危險性最大的甲烷。

一般認為，在正常壓力下，瓦斯的引火溫度是650～750℃。不論是明火、電火花、摩擦熱生火花，還是火藥爆破，均可點燃瓦斯與空氣的混合物而引起爆炸。瓦斯爆炸或瓦斯與煤塵聯合爆炸不僅出現高溫，而且爆炸壓力所構成的沖擊破壞力也相當大。煤礦瓦斯爆炸產生的瞬間溫度可達1850～2650℃，壓力可達初始壓力的9倍。當發生瓦斯連續爆炸時，會越爆越猛，出現很高的沖擊壓力。

目前在遇到瓦斯爆炸事故瞬間，礦井人員要迅速戴好自救器，選擇臨時避難硐室躲避。如果礦井人員在短時間內無法安全撤離災區時，應在災區內進行自救和互救，妥善避難，努力維持和改善自身生存條件，等待救護人員的援救。但井下礦井人員會由于不能及時正確判斷事故地點及自己所處的位置并辨別避災路線，從而喪失寶貴的逃生時間，以致危及生命，對一個家庭造成無法挽回的損失。在救援人員進行施救時，由于現有井下定位系統無法接收信號和提供精確的定位服務，也會給救援帶來一定困難，延誤救援的時機。

在現有的瓦斯監控系統中，大多采用有線監控方式，而在井下工況條件十分惡劣的情況下，有線系統經常會產生通訊故障。隨著近幾年無線通訊的發展，有關井下無線監控系統的研究成為熱點。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種基于偽定位的井下巷道救援系統，可以為巷道內的移動人員提供逃生路徑和避難路徑。

本實用新型采用以下技術方案：一種基于偽定位的井下巷道救援系統，包括設置在巷道內的：

至少四個GPS偽衛星和多個移動終端，四個GPS偽衛星作為信號源來模擬 GPS系統中的衛星，并采用獨立的坐標系和時間標準組成偽衛星網絡，四個GPS 偽衛星通過偽衛星網絡向各移動終端發送定位信號，

瓦斯傳感器，用于檢測巷道內的瓦斯濃度，當瓦斯濃度超過閾值時，發送報警信號，

報警模塊，用于接收瓦斯傳感器的報警信號，并進行語音報警，

觸發模塊，用于接收瓦斯傳感器的報警信號，并啟動偽衛星網路，

各移動終端被各井下移動人員所攜帶，各移動終端包括：

接收模塊，用于接收GPS偽衛星的定位信號，