煤礦井下UWB人員定位研究.pdf

1、根據(jù)2012年6月發(fā)布的《BP世界能源統(tǒng)計年鑒》的數(shù)據(jù)，自1965年以來我國的能源結構一直是以煤炭為主導，近十年以先跌后升的態(tài)勢維持在70％左右的水平，并且在未來相當長的時間內將難以改變這種局面。然而，我國近年來發(fā)生的如攀枝花8·29瓦斯爆炸事故等等一系列的重大事故，警示了煤礦安全生產的重要性。由于井下巷道通信環(huán)境空間狹小，電力線路鋪設密集，各種噪聲干擾輻射嚴重導致井下人員定位技術的相關研究成果不足。所以，高通信品質，低設備成本且定位精

2、度高的井下UWB無線人員定位技術成為現(xiàn)階段相關領域的研究重點。
　　文章主要以超寬帶(UWB)通信技術在礦井巷道這種特殊的受限空間應用為研究背景，在探討了現(xiàn)有的井下人員無線定位技術優(yōu)缺點的基礎上，結合了現(xiàn)今非常有發(fā)展前景的CDMA擴頻技術，首先探討了M元擴頻UWB通信信號的產生，頻譜分布和誤碼特性，并研究了系統(tǒng)采用循環(huán)移位M元偽隨機碼(PseudoNoise，PN)方案，由于該方案是多個PN碼的隨機出現(xiàn)，因而其功率譜較常規(guī)的DS-

3、UWB更加的平滑，且不會出現(xiàn)離散譜，信號的抗干擾能力較DS-UWB信號有顯著提高。接著，本文探討了在井下這種以機械化作業(yè)，機車運動速度不高，并存在嚴重的大尺度衰落和小尺度衰落的環(huán)境下，井下輸電電纜，架線機車和蓄電池機車對UWB通信信號產生的干擾。最后，在結合了上述特征之后，探討了三種適用于井下不同硬件能力，接收機不同信息處理復雜度的應用場景的高精度井下人員定位方案。同時對井下人員定位系統(tǒng)的由多徑衰落，非視距NLOS所引入的誤差進行了討論