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基于非视距鉴别的井下精确定位技术研究.PDF
第４４卷第７期 煤 炭 科 学 技 术 Ｖｏｌ．４４ Ｎｏ．７ ２０１６年 ７月 Ｃｏａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｊｕｌｙ ２０１６ 基于非视距鉴别的井下精确定位技术研究 温 良１，２，３ （１ 煤炭科学技术研究院有限公司，北京 １０００１３；２ 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室，北京 １０００１３； ３ 北京市煤矿安全工程技术研究中心，北京 １０００１３） 摘 要：针对煤矿井下动目标精确定位系统定位精度低且受非视距条件限制严重的问题，研究信号飞 行时间ＴＯＦ和信号接收强度指示ＲＳＳＩ 定位算法的特点及其技术局限性，提出利用已知的锚节点之 间的距离，通过ＴＯＦ和ＲＳＳＩ方法分别得到２组盲节点到２ 个锚节点的距离比公式的方法，并根据时 间差和接收信号强度差分别进行测距运算，以提高定位精度；研究ＴＯＦ算法和ＲＳＳＩ 算法对非视距条 件的敏感性，发现ＲＳＳＩ算法对非视距条件的敏感性明显高于ＴＯＦ方法，并以此作为鉴别非视距条件 的依据，通过仿真和试验方法表明，该方法可以得到小于５ ｍ 的精确定位误差。 关键词：精确定位；煤矿井下；ＴＯＦ定位算法；ＲＳＳＩ算法；非视距鉴别 － － － 中图分类号：ＴＤ６５５ 文献标志码：Ａ 文章编号：０２５３ ２３３６（２０１６）０７ ０１０９ ０７ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ａｃｃｕｒａｔｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｍｉｎｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｎｏｎ ｌｉｎｅ ｏｆ ｓｉｇｈｔ ｄｉｓｔｉｎｇｕｉｓｈｍｅｎｔ Ｗｅｎ Ｌｉａｎｇ１，２，３ （１Ｃｈｉｎａ ＣｏａｌＲｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００１３，Ｃｈｉｎａ；２ＳｔａｔｅＫｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ ＣｏａｌＭｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｃｌｅａｎ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００１３，Ｃｈｉｎａ；３Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｍｉｎｅ Ｓａｆｅｔｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００１３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｌｏｗ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅｍｏｖｉｎｇｏｂｊｅｃｔｓｉｎｔｈｅｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｍｉｎｅａｎｄｓｅｒｉｏｕｓｌｉｍｉｔｅｄｐｒｏｂｌｅｍｂｙｔｈｅｎｏｎ ｌｉｎｅ ｏｆ ｓｉｇｈｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｈａｄ ａ ｓｔｕｄｙ ｏｎｔｈｅｆｅａｔｕｒｅｓａｎｄｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｓｏｆ ｔｈｅＴＯＦａｎｄ ＲＳＳＩｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ．Ｔｈｅｐａ⁃ ｐｅｒ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｔｈａｔ ｔｗｏ ｇｒｏｕｐ ｏｆ ｆｏｒｍｕｌａ ｏｆ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｂｌｉｎｄ ｎｏｄｅ ａｎｄ ｔｗｏ ａｎｃｈｏｒ ｎｏｄｅｓ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ＴＯＦ ａｎｄ ＲＳＳＩｍｅｔｈｏｄｓ，ｗｉｔｈｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｅｒｔａｉｎｄｉｓｔａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｂｏｌｔｉｎｇｎｏｄｅｓ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｔｉｍｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ａｎｄ ｒｅｃｅｉｖｅｄ ｓｉｇｎａｌ ｓｔｒｅｎｇｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ，ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏ
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