井下定位技術(shù)的研究.pdf

1、隨著煤礦事故頻繁發(fā)生，煤礦安全的要求越來(lái)越高，而實(shí)現(xiàn)煤礦安全的關(guān)鍵技術(shù)一井下定位技術(shù)尚未成熟，有待于進(jìn)一步研究。因此井下定位技術(shù)的研究也逐漸成為熱點(diǎn)。 本課題主要包含兩大內(nèi)容：煤礦井下人員系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和井下人員精確定位方法的研究。 本文是基于CC1010的井下定位系統(tǒng)的定位方案。該系統(tǒng)通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，然后由井下光纖(OFBS)將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)地傳送到地面端的監(jiān)控服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)地面控制中心對(duì)MS的

2、粗定位。地面端的監(jiān)控服務(wù)器接收到檢測(cè)數(shù)據(jù)后，利用精確定位算法，通過(guò)定位顯示軟件將人員的位置在顯示屏幕上顯示出來(lái)。 本文首先對(duì)傳統(tǒng)井下定位方案進(jìn)行了概述，并將這些方案在井下的適用性進(jìn)行了充分的論證。同時(shí)討論了影響定位精度的若干因素和定位準(zhǔn)確率的評(píng)價(jià)指標(biāo)。文中提出了本系統(tǒng)定位方案的實(shí)施條件、礦井定位模型、技術(shù)原理、性能、理論依據(jù)及定位流程等。并且選擇了TOA與RSSI兩種方法作為我們井下定位的方案。從理論上分析研究了基于TOA的定位

3、方案，提出了利用傳輸延時(shí)測(cè)量距離原理及關(guān)于時(shí)間測(cè)量的誤差模型，詳述了基于TOA的定位原理及采用的誤差消除技術(shù)，討論了TOA定位技術(shù)及LSE定位算法的應(yīng)用，分析了測(cè)距誤差對(duì)定位誤差的影響?？紤]到需要可靠的時(shí)間同步機(jī)制和復(fù)雜的硬件支持，所以系統(tǒng)最終選擇基于RSSI的定位方案?；赗SSI的定位解決方案，利用基站BS接入點(diǎn)AP感測(cè)的來(lái)自移動(dòng)站MS的信號(hào)功率來(lái)定位MS。文中基于功率路徑損耗模型，結(jié)合井下工作面的鏈狀環(huán)境，合理擺放用CC1010實(shí)

4、現(xiàn)的BS和MS，用CC1010的RSSI實(shí)際測(cè)得BS接收的來(lái)自MS的功率，建立適用于井下的功率路徑損耗模型，討論如何利用信號(hào)傳播統(tǒng)計(jì)模型評(píng)定這種基于信號(hào)強(qiáng)度的方法對(duì)MS的定位誤差，并對(duì)計(jì)算機(jī)的仿真結(jié)果進(jìn)行了討論。在此基礎(chǔ)上，在實(shí)驗(yàn)室走廊搭建了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行定位實(shí)現(xiàn)，測(cè)試結(jié)果。 最后本文還設(shè)計(jì)了一套針對(duì)煤礦井下監(jiān)控系統(tǒng)的地面服務(wù)器端軟件，系統(tǒng)軟件能夠在計(jì)算機(jī)屏幕上模擬井下人員定位情況，通過(guò)并且針對(duì)工作中出現(xiàn)的問(wèn)題以及將來(lái)系統(tǒng)進(jìn)一步的