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越高，而實現(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。 本課題主要包含兩大內(nèi)容：煤礦井下人員系統(tǒng)的開發(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)通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，然后由井下光纖(OFBS)將檢測到的數(shù)據(jù)實時地傳送到地面端的監(jiān)控服務(wù)器，實現(xiàn)地面控制中心對MS的

2、粗定位。地面端的監(jiān)控服務(wù)器接收到檢測數(shù)據(jù)后，利用精確定位算法，通過定位顯示軟件將人員的位置在顯示屏幕上顯示出來。 本文首先對傳統(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。同時討論了影響定位精度的若干因素和定位準(zhǔn)確率的評價指標(biāo)。文中提出了本系統(tǒng)定位方案的實施條件、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測量距離原理及關(guān)于時間測量的誤差模型，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，分析了測距誤差對定位誤差的影響?？紤]到需要可靠的時間同步機制和復(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AP感測的來自移動站MS的信號功率來定位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

4、現(xiàn)的BS和MS，用CC1010的RSSI實際測得BS接收的來自MS的功率，建立適用于井下的功率路徑損耗模型，討論如何利用信號傳播統(tǒng)計模型評定這種基于信號強度的方法對MS的定位誤差，并對計算機的仿真結(jié)果進(jìn)行了討論。在此基礎(chǔ)上，在實驗室走廊搭建了實驗系統(tǒng)進(jìn)行定位實現(xiàn)，測試結(jié)果。 最后本文還設(shè)計了一套針對煤礦井下監(jiān)控系統(tǒng)的地面服務(wù)器端軟件，系統(tǒng)軟件能夠在計算機屏幕上模擬井下人員定位情況，通過并且針對工作中出現(xiàn)的問題以及將來系統(tǒng)進(jìn)一步的