基于RSSI的煤礦巷道高精度定位算法研究.pdf

1、煤礦井下電磁環(huán)境復(fù)雜，巷道地形結(jié)構(gòu)縱橫交錯，對礦井目標(biāo)物體精確定位帶來諸多挑戰(zhàn)；而精確定位是礦井巷道遭遇自然災(zāi)難時為援救者提供精確位置服務(wù)的技術(shù)支撐。當(dāng)前無線精確定位是大數(shù)據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的主流，而定位算法普遍存在定位精度不高，誤差大，易受環(huán)境干擾，被定位目標(biāo)抖動和漂移等問題是煤礦巷道高精度定位發(fā)展的瓶頸。因此，對煤礦巷道高精度定位算法的研究及其應(yīng)用具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。
　　本文提出了一種基于高斯濾波的分段求解路徑損耗因

2、子α和環(huán)境參量因子εσ的RSSI高精度巷道定位算法（Gaussian-α-RSSI Algorithm），簡稱G-α-RSSI算法。著重在煤礦井下巷道中進(jìn)行了電磁波傳輸機(jī)理的項目實(shí)施和實(shí)驗(yàn)測試研究，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明RSSI的強(qiáng)弱隨著距離的增大與信號衰減成正比。根據(jù)煤礦巷道實(shí)際環(huán)境，巷道長達(dá)幾十公里遠(yuǎn)，對巷道進(jìn)行50米分段定位；在原始RSSI測距定位算法基礎(chǔ)上對設(shè)備接收端接收到的RSSI值進(jìn)行高斯濾波優(yōu)化處理；經(jīng)過大量實(shí)測數(shù)據(jù)，對陰影屏蔽傳播

3、模型（Shadowing）采用加權(quán)最小二乘法和最小二乘法曲線擬合分段求解路徑損耗因子α和環(huán)境參量因子εσ來構(gòu)建煤礦巷道實(shí)際環(huán)境的信號傳輸模型，并計算出錨節(jié)點(diǎn)到未知節(jié)點(diǎn)的距離；在位置精化階段引入距離誤差修正參數(shù)△μ，采用標(biāo)準(zhǔn)最小均方差迭代估計出被定位節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo)。
　　最后，針對錨節(jié)點(diǎn)不同布置方案對G-α-RSSI算法進(jìn)行了高精度測距定位驗(yàn)證，并對算法的測距誤差和定位誤差進(jìn)行詳細(xì)的理論分析；實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文算法相比固定路徑損耗因子