基于電磁波測距的井下人員定位方法研究.pdf

1、本文針對井下人員定位系統(tǒng)，深入研究了基于電磁波測距的精確定位方法，并提出了一套基于PTR8000的井下人員定位系統(tǒng)方案。該系統(tǒng)以射頻信號作為位置信息的載體，并通過有線傳輸的方式上傳至井上主機，通過井上主控PC的定位算法來達到井下人員粗定位的目的。 此外，本文對井下電磁波的信道特性及電磁波精確定位方法做了進一步的研究，在此基礎上對電磁波測距的三種方法(TOA、AOA、RSS)在井下應用的可行性分別進行了詳細論證，指出了他們各自的優(yōu)

2、缺點，得出將TOA方法用于井下測距是可行的結論，并最終選用該方法來實現井下人員的精確定位。 TOA測量方法可以在時域或頻域中進行，對時域測量來說直接測量法對時基電路要求很高，難以滿足精確定位的要求，所以提出了頻域方法。信道的頻域特性可以用一個多頻率分量的時域信號來建模，從而將時延估計轉化為頻率估計，故本文將時域的譜估計理論用于時延估計?；赟VD的“子空間方法”是正弦頻率估計最有效的方法之一，理論上具有無限的分辨率，本文借鑒了該

3、方法的思想，并在此基礎上提出了TOA超分辨率MUSIC算法。在高SNR條件下，MUSIC算法可以得到準確的位置信息。 文中就超分辨率MUSIC算法在低SNR時“定階”難以實現的問題，提出了基于互譜估計的MUSIC算法，利用了白噪聲序列的互相關為0的特性有效抑制了噪聲對子空間劃分的影響。在此基礎上本文進行了大量的仿真實驗，并與IFT、DSSS/XCORR兩種方法作了比較，實驗結果表明該算法是一種高分辨率、高穩(wěn)定性、高抗噪性能的算法