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 采煤机无线定位 杨文萃，葛世荣** （中国矿业大学机电学院，江苏 徐州 221116） 摘要：采煤机的定位方式有很多种，代表性的有基于编码器的里程定位方式、红外位置检测 装置、红外广角发射和接收定位、惯性导航定位，由于煤矿环境恶劣，工作面现场粉尘水雾 的干扰，各种定位的使用受到限制。无线雷达定位是目前最有潜力和前景的一种定位方式， 无线电磁波的频率段很宽，针对具体的工作面现场使用特定的频段达到对粉尘水雾较好的穿 透力。以液压支架的支柱为参考物，设计了一套新颖的雷达定位系统。 关键词：采煤机定位；无线雷达；液压支柱参考 Wireless location of shearer Yang Wencui, Ge Shirong (Electrical and mechanical college China university of mining and technology, JiangSu XuZhou 221116) Abstract: There are so many localizational methods, respectively way of encoder/infraded locational detecting/infrared launching to receiving localization/Inertial Navigation, evil environment give rise to the restriction of above methods, wireless radar localization is a promising way. dust and water on fullmechanized mining face doesnt influence much if the special frequency band that could cut through them is selected. a new radar localizational system relay on hydraulic prop as reference. Keywords: shearer localization; wireless radar; reference-hydraulic prop 0 引言 无线定位技术是通过对接收到的无线电波的一些参数进行测量，根据特定的算法以判 断出被测物体的位置，测量参数一般包括传输时间、幅度、相位和到达角等。而定位精度取 决于测量的方法。蜂窝移动通信系统中的定位技术主要有：基于终端的定位技术和基于网络 的定位技术。 方向测量交汇技术和 TDOA 技术，对辐射源目标的无源定位，是由一个测量值得到一 个定位曲面（线），多个曲面（线）相交得到目标的位置，多次测量滤波得到目标的轨迹， 这是几何定位的基本方法。两台接收机之间的到达时间差确定了空间的一个双曲面，多个双 曲面相交可以确定目标的位置。另一个方法圆锥轴线定位（LOCA), 平台位于一个二次锥面 上，目标位于该锥面的焦点上，该锥面可能是双曲面、抛物面、椭球面。 还有方位测量三 角交汇技术和利用相位变化率的技术，主要还是方向测量交汇技术和 TDOA 技术。对辐射 源目标的无源定位，是由一个测量值得到一个定位曲面（线），多个曲面（线）相交得到目 标的位置，多次测量滤波得到目标的轨迹，这是几何定位的基本方法。两个接收节点之间的 到达时间差确定了空间的一个双曲面，多个双曲面相交可以确定目标的位置[1]。 1 无线定位的原理 测量节点到客户端的信号传递时间延迟，要求发送和接收端时间准确同步。 使用从节点到客户端的接收信号能量的变化。理想自由空间传递衰减模型。能量变化： 37?? 20 log( fGHZ )?? 20 log(d ) 作者简介：杨文萃，（1987-），女，硕士研究生，研究方向井下采煤机的定位，机电一体化。 通信联系人：葛世荣，教授，研究方向：机器人技术、矿山机械及其自动化、生物摩擦学. E-mail: geshir@cumt.edu.cn -1-  2 雷达扫描定位 雷达定位广泛使用在探地、扫描跟踪等航天制导电子对抗领域，其实现依靠电磁波或激 光等信号对周围物体进行扫描跟踪实现系统自身的定位和空间区域的绘图[2]。 雷达测角，两天线平行放置，相隔距离 d，根据天线接收到的射源发出的雷达信号的时 间差 d sin(? ) 测角[3]。 图 1 雷达测角图 雷达扫描的源点定位法（triangulate): 雷达定位大多依靠到达角的测量。只有单束雷达才能关联扫描角度和扫描时间。平面内 的发射器位置可以通过主瓣扫描由三个独立接收器的时间确定。两个接收器存在时发射器的 定位：到达