基于信道頻域模型及TDE技術(shù)的井下人員定位算法研究.pdf

1、現(xiàn)今，國(guó)內(nèi)煤礦安全生產(chǎn)的要求越來越高，因此建立可靠實(shí)用的煤礦井下人員跟蹤定位系統(tǒng)對(duì)煤礦的安全生產(chǎn)管理有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。但是我國(guó)的煤炭工業(yè)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，信息化水平起步晚，國(guó)內(nèi)目前所使用的井下人員跟蹤系統(tǒng)，實(shí)際上僅僅是一種考勤記錄系統(tǒng)，而非真正的人員定位跟蹤系統(tǒng)，無法實(shí)時(shí)地報(bào)告井下人員的具體位置。井下人員的精確定位技術(shù)在國(guó)內(nèi)外仍然僅限于理論研究階段，如何提高井下人員的定位精度是當(dāng)前學(xué)者們研究的重點(diǎn)。
　　本文研究了基于井下信道頻域

2、模型及TDE(time delay estimation)技術(shù)的井下人員精確定位方法。首先根據(jù)井下人員的定位原理和對(duì)對(duì)三種定位方法：位置推算法、鄰近法和無線定位法進(jìn)行了分析比較，最終選用基于距離的定位法中的TDE方法來實(shí)現(xiàn)井下人員的精確定位。
　　其次，本文應(yīng)用井下巷道信道頻域模型進(jìn)行算法研究。在信道模型和井下信道特性的基礎(chǔ)上，分析了影響TDE精度的重要因素和幾種TDE方法：直接法(IFT)、直序列擴(kuò)頻相關(guān)法(DSSS/XCORR

3、)和基于信號(hào)空間相關(guān)矩陣特征分解的子空間法。
　　本文將求根最小范數(shù)(Root-Min-Norm)超分辨率算法應(yīng)用到井下定位算法當(dāng)中，并通過仿真實(shí)驗(yàn)得到了該算法在不同多徑環(huán)境、不同信噪比以及不同帶寬條件下的統(tǒng)計(jì)特性，統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明Root-Min-Norm超分辨率TDE算法具有較高分辨率、估計(jì)精度、穩(wěn)定性和抗噪性，缺點(diǎn)是不能處理相關(guān)信號(hào)，對(duì)時(shí)間間隔較小的信號(hào)分辨率不高。因此，針對(duì)信號(hào)相關(guān)性對(duì)算法的影響，本文對(duì)Root-Min-Nor