基于非视距鉴别的井下精确定位技术研究

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1、第４４卷第７期煤炭科学技术Ｖｏｌ．４４Ｎｏ．７２０１６年７月ＣｏａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＪｕｌｙ２０１６基于非视距鉴别的井下精确定位技术研究１，２，３温良（１?煤炭科学技术研究院有限公司，北京１０００１３；２?煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室，北京１０００１３；３?北京市煤矿安全工程技术研究中心，北京１０００１３）摘要：针对煤矿井下动目标精确定位系统定位精度低且受非视距条件限制严重的问题，研究信号飞行时间ＴＯＦ和信号接收强度指示ＲＳＳＩ定位算法的特点及其技术局限性，提出利用已知的锚节点之间的距离，通过ＴＯＦ和ＲＳＳＩ方法分别得到２组盲节

2、点到２个锚节点的距离比公式的方法，并根据时间差和接收信号强度差分别进行测距运算，以提高定位精度；研究ＴＯＦ算法和ＲＳＳＩ算法对非视距条件的敏感性，发现ＲＳＳＩ算法对非视距条件的敏感性明显高于ＴＯＦ方法，并以此作为鉴别非视距条件的依据，通过仿真和试验方法表明，该方法可以得到小于５ｍ的精确定位误差。关键词：精确定位；煤矿井下；ＴＯＦ定位算法；ＲＳＳＩ算法；非视距鉴别中图分类号：ＴＤ６５５文献标志码：Ａ文章编号：０２５３－２３３６（２０１６）０７－０１０９－０７Ｓｔｕｄｙｏｎａｃｃｕｒａｔｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｍｉｎｅｂａ

3、ｓｅｄｏｎｎｏｎｌｉｎｅｏｆｓｉｇｈｔｄｉｓｔｉｎｇｕｉｓｈｍｅｎｔ１，２，３ＷｅｎＬｉａｎｇ（１?ＣｈｉｎａＣｏａｌＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏｍｐａｎｙＬｉｍｉｔｅｄ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００１３，Ｃｈｉｎａ；２?ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＣｏａｌＭｉｎｉｎｇａｎｄＣｌｅａｎＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００１３，Ｃｈｉｎａ；３?ＢｅｉｊｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＭｉｎｅＳａｆｅｔｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００１３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈ

4、ｅｌｏｗｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅｍｏｖｉｎｇｏｂｊｅｃｔｓｉｎｔｈｅｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｍｉｎｅａｎｄｓｅｒｉｏｕｓｌｉｍｉｔｅｄｐｒｏｂｌｅｍｂｙｔｈｅｎｏｎｌｉｎｅｏｆｓｉｇｈｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｐａｐｅｒｈａｄａｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｆｅａｔｕｒｅｓａｎｄｔｅｃｈｎｉｃａｌｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅＴＯＦａｎｄＲＳＳＩｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ．Ｔｈｅｐａ⁃ｐｅｒｐｒｏｖｉｄｅｄｔｈａｔｔｗｏｇｒｏｕｐｏｆｆｏｒｍｕｌａｏｆｒａｔｉｏｏｆｄｉｓｔａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｂｌｉｎｄｎｏｄｅａｎｄｔｗｏａ

5、ｎｃｈｏｒｎｏｄｅｓｃｏｕｌｄｂｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｕｓｉｎｇＴＯＦａｎｄＲＳＳＩｍｅｔｈｏｄｓ，ｗｉｔｈｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｅｒｔａｉｎｄｉｓｔａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｂｏｌｔｉｎｇｎｏｄｅｓ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｔｉｍｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅａｎｄｒｅｃｅｉｖｅｄｓｉｇｎａｌｓｔｒｅｎｇｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ，ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｄｉｓｔａｎｃｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｃｏｕｌｄｂｅｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｌｙｃｏｎｄｕｃｔｅｄｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎ

6、ｇａｃｃｕｒａｃｙ．ＴｈｅｐａｐｅｒｈａｄｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｏｆｔｈｅＴＯＦａｎｄＲＳＳＩａｌｇｏｒｉｔｈｍｓｔｏｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅｎｏｎｌｉｎｅｏｆｓｉｇｈｔａｎｄｏｂ⁃ｔａｉｎｅｄｔｈａｔｔｈｅｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｏｆＲＳＳＩａｌｇｏｒｉｔｈｍｔｏｎｏｎｌｉｎｅｏｆｓｉｇｈｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｗａｓｏｂｖｉｏｕｓｌｙｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆＴＯＦｍｅｔｈｏｄ，ｗｈｉｃｈｃｏｕｌｄｂｅｔｈｅｂａｓｉｓｆｏｒｄｉｓｔｉｎｇｕｉｓｈｉｎｇｔｈｅｎｏｎｌｉｎｅｏｆｓｉｇｈｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄ

7、ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｈａｖｅｂｅｅｎｃｏｎｄｕｃｔｅｄａｎｄｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅａｃｃｕ⁃ｒａｔｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇｅｒｒｏｒｃｏｕｌｄｂｅｌｅｓｓｔｈａｎｆｉｖｅｍｅｔｅｒｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｃｃｕｒａｔｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ；ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｍｉｎｅ；ＴＯＦｌｏｃａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍ；ＲＳＳＩａｌｇｏｒｉｔｈｍ；ｎｏｎｌｉｎｅｏｆｓｉｇｈｔｄｉｓｔｉｎｇｕｉｓｈｍｅｎｔ确定位系统可以获得盲节点到锚节点的距离，其０引言相对于不具备测距功能的区域定位系统，效率更煤矿动目标位置监测系统能够实时感知井下高，实用性更强。

8、但由于井下