基于電磁波測距的井下人員定位方法研究.pdf

1、本文針對井下人員定位系統(tǒng)，深入研究了基于電磁波測距的精確定位方法，并提出了一套基于PTR8000的井下人員定位系統(tǒng)方案。該系統(tǒng)以射頻信號作為位置信息的載體，并通過有線傳輸?shù)姆绞缴蟼髦辆现鳈C(jī)，通過井上主控PC的定位算法來達(dá)到井下人員粗定位的目的。 此外，本文對井下電磁波的信道特性及電磁波精確定位方法做了進(jìn)一步的研究，在此基礎(chǔ)上對電磁波測距的三種方法(TOA、AOA、RSS)在井下應(yīng)用的可行性分別進(jìn)行了詳細(xì)論證，指出了他們各自的優(yōu)

2、缺點(diǎn)，得出將TOA方法用于井下測距是可行的結(jié)論，并最終選用該方法來實(shí)現(xiàn)井下人員的精確定位。 TOA測量方法可以在時(shí)域或頻域中進(jìn)行，對時(shí)域測量來說直接測量法對時(shí)基電路要求很高，難以滿足精確定位的要求，所以提出了頻域方法。信道的頻域特性可以用一個(gè)多頻率分量的時(shí)域信號來建模，從而將時(shí)延估計(jì)轉(zhuǎn)化為頻率估計(jì)，故本文將時(shí)域的譜估計(jì)理論用于時(shí)延估計(jì)?；赟VD的“子空間方法”是正弦頻率估計(jì)最有效的方法之一，理論上具有無限的分辨率，本文借鑒了該

3、方法的思想，并在此基礎(chǔ)上提出了TOA超分辨率MUSIC算法。在高SNR條件下，MUSIC算法可以得到準(zhǔn)確的位置信息。 文中就超分辨率MUSIC算法在低SNR時(shí)“定階”難以實(shí)現(xiàn)的問題，提出了基于互譜估計(jì)的MUSIC算法，利用了白噪聲序列的互相關(guān)為0的特性有效抑制了噪聲對子空間劃分的影響。在此基礎(chǔ)上本文進(jìn)行了大量的仿真實(shí)驗(yàn)，并與IFT、DSSS/XCORR兩種方法作了比較，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該算法是一種高分辨率、高穩(wěn)定性、高抗噪性能的算法