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题名基于差分误差抑制优化方法的井下目标定位
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作者
宋运忠
王仁辉
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机构
河南理工大学电气工程与自动化学院
国网安徽省电力有限公司颍上县供电公司
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出处
《工矿自动化》
北大核心
2020年第9期64-68,共5页
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基金
国家自然科学基金项目(61340041,61374079)
河南省自然科学基金项目(182300410112)。
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文摘
针对基于时间测距即到达时间、单程测距、双程测距、对称双边双程测距(SDS-TWR)等定位方法的定位精度受节点间时钟未同步、计时器频率偏移、设备时延等计时误差因素干扰的问题,提出了一种基于差分误差抑制优化方法的井下目标定位方法。该方法结合SDS-TWR定位方法,利用目标节点既是发射节点又是接收节点的特点,将传输时间及长度关系联立求解,通过矩阵形式,消除计时器频率偏移、设备时延等无关变量,得到未知目标节点的坐标仅与实测时间有关,从而有效消除计时误差对目标节点定位结果的影响,达到精确定位的目的。仿真结果表明,与单程测距、双程测距方法相比,差分误差抑制优化方法可有效抑制设备时延和计时器频率偏移等对基于时间测距的定位方法的影响,能对未知节点进行精确定位,定位精度高,测距误差区间仅为[-0.0369 m,0.0377 m],是单程测距误差的0.012%,双程测距误差的0.061%。
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关键词
井下目标定位
到达时间
计时误差
差分误差抑制
单程测距
双程测距
对称双边双程测距
TOA
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Keywords
underground target positioning
arrival time
timing error
differential error suppression
one-way ranging
two-way ranging
symmetrical double-sided two-way ranging
TOA
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分类号
TD655
[矿业工程—矿山机电]
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题名煤矿井下目标定位的研究现状与展望
被引量：19
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作者
叶伟
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机构
安徽理工大学空间信息与测绘工程学院
深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室
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出处
《中国矿业》
2021年第1期82-89,105,共9页
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基金
国家自然科学基金项目资助(编号:42372369)
安徽省对外科技合作项目资助(编号:201904b11020015)
2018年淮南市科技计划项目资助(编号:2018A05)。
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文摘
本文总结了近年来提出的iBeacon井下定位技术、卡尔曼滤波UWB井下动态定位技术、WMSNs视频矿灯定位技术、TWR和SDS-TWR定位方法、异步测时煤矿井下人员定位技术、多传感器信息融合煤矿井下人员定位方法、GRPM煤矿井下人员定位技术、基于改进UWB算法的井下定位以及捷联惯性导航定位技术等井下目标定位技术与方法,并从受巷道及其支护和巷道中导体及障碍物影响大小、是否需要基站/移动终端和参考站之间时钟同步、是否需要参考站之间时钟同步、受基站/移动终端和参考站时钟频率偏移影响大小、基站/移动终端成本、参考站成本和定位精度等方面综合评定各种定位技术的优势和局限性。研发新型组合型井下精密定位系统,使得传输信号不受井下巷道环境影响、无需时钟同步、定位设备复杂度小、基站和参考站建设成本低、定位精度高、定位导航可视化,是实现井下实时位置服务、为井下目标管理提供精准控制以及煤矿智能化开采走向成熟阶段的重要环节。
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关键词
矿井环境
井下目标定位
人员定位
煤矿
基站
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Keywords
environment in underground coal mines
targets positioning in underground coal mine
personnel positioning
coal mine
base station
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分类号
TD65
[矿业工程—矿山机电]
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题名一种基于UWB的三边定位改进算法
被引量：20
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作者
游小荣
裴浩
霍振龙
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机构
常州纺织服装职业技术学院机电学院
中煤科工集团常州研究院有限公司
天地(常州)自动化股份有限公司
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出处
《工矿自动化》
北大核心
2019年第11期19-23,共5页
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基金
江苏省高等学校大学生创新创业训练计划项目(201912807033Y)
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文摘
针对现有基于UWB的井下定位算法存在算法复杂且求解值不是全局最优的问题,提出了一种基于UWB测距的三边定位改进算法。该算法基于DW1000芯片和三边定位算法,采用双边双向测距方法测距,以求解二元二次方程最优解为目标,设定优化目标函数,将坐标二维化处理,降低了算法的复杂度;筛除测量过程中产生的无效数据,确定有效搜索区域并在该区域内进行全局遍历,找到最优定位坐标,解决了求解值不是全局最优的问题。同时,为了进一步提高定位精度,采取了适当增加参考节点数量的措施。实验结果表明,该算法平均误差小于加权三边定位算法、泰勒算法,定位精度提升明显;该算法还具有较强的实用性,通过增加参考节点数量可有效提高测量精度。
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关键词
矿井人员定位
UWB
三边定位
双边双向测距
井下目标定位精度
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Keywords
mine personnel positioning
UWB
trilateral positioning
bilateral two-way ranging
underground target positioning accuracy
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分类号
TD655
[矿业工程—矿山机电]
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题名煤矿井下超宽带信号路径损耗测量与分析
被引量：8
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作者
窦学丽
牛永刚
殷鹏
李京生
栾良良
蓝祥
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机构
北京永安信通科技有限公司
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出处
《工矿自动化》
北大核心
2020年第10期99-103,共5页
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基金
国家重点研发计划资助项目(2017YFC0804300,2017YFC0804303)。
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文摘
针对目前高精度超宽带(UWB)信号井下路径损耗特征研究多采用理论建模与仿真实验手段,对井下UWB信号的实际测量研究较少的问题,选取在矿井中巷道尺寸、巷道墙壁材质、管道设施等环境条件比较普遍的架空乘人装置(猴车)运行巷道及环境恶劣、煤尘浓度高、地面积水严重的掘进工作面2个典型场景对UWB信号进行路径损耗测量与分析。结果表明:①2种巷道环境内的UWB信号路径损耗指数均小于2,巷道的波导效应导致了UWB信号比自由空间有更好的传播特性;巷道内UWB定位系统的定位基站部署间隔可比地面自由空间传播场景的定位基站部署间隔更大。②同一矿井内,巷道环境不同,路径损耗特征也不一样;掘进工作面路径损耗指数、阴影衰落方差均与猴车运行巷道的路径损耗指数、阴影衰落方差有较大差异。③从掘进工作面巷道内单个测试点位对比看,非视线传输NLOS环境比视线传输LOS环境的路径损耗大,NLOS环境的巷道内需要部署更密集的定位基站。所得结果可用于指导矿井UWB精确定位系统部署方案设计。
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关键词
井下动目标精确定位
超宽带
UWB
路径损耗
平均路径损耗
阴影衰落
定位基站
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Keywords
accurate positioning of underground moving target
ultra wide band
UWB
path loss
average path loss
shadow fading
location base station
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分类号
TD676
[矿业工程—矿山机电]
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