[發(fā)明專利]用于井下環(huán)境的定位系統(tǒng)的時(shí)間同步方法和時(shí)間同步裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110099662.9
• 申請(qǐng)日: 2021-01-25
• 公開（公告）號(hào): CN112924930A
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 竇學(xué)麗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京永安信通科技有限公司
• 主分類號(hào): G01S5/12
• 分類號(hào): G01S5/12;H04W64/00
• 代理公司: 北京彩和律師事務(wù)所 11688
• 代理人: 劉磊;閆桑田

公開了一種用于井下環(huán)境的定位系統(tǒng)的時(shí)間同步方法，其中，所述定位系統(tǒng)通過二維部署模式部署用于定位的定位基站，并基于二維到達(dá)時(shí)間差定位法(TDOA)對(duì)所述定位對(duì)象進(jìn)行定位，以獲得具有較高精度的定位結(jié)果。所述時(shí)間同步方法能夠自動(dòng)地更新所述定位系統(tǒng)的時(shí)間同步源，以確保所述定位系統(tǒng)中各定位基站的時(shí)間同步，以提高所述定位系統(tǒng)的魯棒性和定位準(zhǔn)確度。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及定位領(lǐng)域，更具體地涉及一種用于井下環(huán)境的定位系統(tǒng)的時(shí)間同步方法和時(shí)間同步裝置。

背景技術(shù)

如今，定位技術(shù)已被廣泛地被應(yīng)用于各行各業(yè)的導(dǎo)航，定位，授時(shí)，檢測(cè)和救援等工作中。常見的定位技術(shù)包括兩大類：室外定位技術(shù)和室內(nèi)定位技術(shù)。室外定位技術(shù)主要包括以GPS為代表的衛(wèi)星定位技術(shù)。室內(nèi)定位技術(shù)有多種類型，主要包括超聲波定位、紅外線定位、無線射頻定位、藍(lán)牙定位、蜂窩定位和視覺定位等。

不同的定位技術(shù)具有不同的定位能力(尤其表現(xiàn)在定位精度上)，同時(shí)技術(shù)難度和方案成本也不盡相同。因此，在選擇定位方案時(shí)，需充分考量應(yīng)用場(chǎng)景的特點(diǎn)。

例如，在煤礦生產(chǎn)的井下環(huán)境的應(yīng)用場(chǎng)景中，需對(duì)用于挖掘煤層的掘進(jìn)機(jī)或者采煤機(jī)之類的井下設(shè)備進(jìn)行定位。然而，煤礦生成的井下環(huán)境復(fù)雜，其空間狹小，巷道寬度只有5到6米，一般掘進(jìn)機(jī)會(huì)在煤層中先開辟出一條巷道，然后由采煤機(jī)進(jìn)行煤層的開采。現(xiàn)有的定位手段在用于井下環(huán)境的井下設(shè)備進(jìn)行定位時(shí)，定位精度較差，無法實(shí)現(xiàn)對(duì)井下設(shè)備的精準(zhǔn)跟蹤，導(dǎo)致不能根據(jù)位置跟蹤來做工作進(jìn)度跟蹤和是否接近危險(xiǎn)區(qū)域的跟蹤(例如，斷層等)。

因此，需要一種優(yōu)化的用于井下環(huán)境的定位對(duì)象的定位方案。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，提出了本申請(qǐng)。本申請(qǐng)的實(shí)施例提供了一種用于井下環(huán)境的定位系統(tǒng)的時(shí)間同步方法，其中，所述定位系統(tǒng)通過二維部署模式部署用于定位的定位基站，并基于二維到達(dá)時(shí)間差定位法(TDOA)對(duì)所述定位對(duì)象進(jìn)行定位，以獲得具有較高精度的定位結(jié)果。所述時(shí)間同步方法能夠自動(dòng)地更新所述定位系統(tǒng)的時(shí)間同步源，以確保所述定位系統(tǒng)中各定位基站的時(shí)間同步，以提高所述定位系統(tǒng)的魯棒性和定位準(zhǔn)確度。

根據(jù)本申請(qǐng)的一方面，提供了一種用于井下環(huán)境的定位系統(tǒng)的時(shí)間同步方法，所述定位系統(tǒng)包括第一定位基站、第二定位基站、第三定位基站和第四定位基站，其包括：

初始化，以將所述第一定位基站設(shè)定為第一層級(jí)的根節(jié)點(diǎn)和分別將所述第二定位基站、所述第三定位基站和所述第四定位基站設(shè)定為第二層級(jí)的節(jié)點(diǎn)，其中，所述根節(jié)點(diǎn)被設(shè)定為時(shí)間同步源，用于同步所述第一定位基站、第二定位基站、第三定位基站和第四定位基站的時(shí)間；

所述第一層級(jí)的根節(jié)點(diǎn)和所述第二層級(jí)的節(jié)點(diǎn)分別以預(yù)設(shè)間隔向服務(wù)器發(fā)送心跳數(shù)據(jù)；以及

響應(yīng)于接收到所述服務(wù)器的判斷結(jié)果為沒有在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)接收到所述根節(jié)點(diǎn)的心跳數(shù)據(jù)，將所述第二層級(jí)的某一節(jié)點(diǎn)設(shè)定為所述時(shí)間同步源。

在根據(jù)本申請(qǐng)的用于井下環(huán)境的定位系統(tǒng)的時(shí)間同步方法中，所述第一定位基站、所述第二定位基站和所述第三定位基站被部署于同一平面，以及，所述第四定位基站與所述第一定位基站、所述第二定位基站和所述第三定位基站不在同一平面。

在根據(jù)本申請(qǐng)的用于井下環(huán)境的定位系統(tǒng)的時(shí)間同步方法中，該定位系統(tǒng)的工作過程，包括：

通過所述第一定位基站、所述第二定位基站和所述第三定位基站中任意兩個(gè)定位基站與定位對(duì)象之間的通信獲得第一定位數(shù)據(jù)，其中，所述第一定位數(shù)據(jù)包括所述定位對(duì)象發(fā)送的通信信號(hào)到所述第一定位基站、所述第二定位基站和所述第三定位基站中任意兩個(gè)定位基站的時(shí)間；

通過所述第一定位基站、所述第二定位基站和所述第三定位基站中另外任意兩個(gè)定位基站與所述定位對(duì)象之間的通信獲得第二定位數(shù)據(jù)，其中，所述第二定位數(shù)據(jù)包括所述定位對(duì)象發(fā)送的通信信號(hào)到所述第一定位基站、所述第二定位基站和所述第三定位基站中另外任意兩個(gè)定位基站的時(shí)間；