[发明专利]一种实现井下矿人员及设备连续高精度定位的方法

权利要求书

1.一种连续高精度定位的方法，其特征在于利用IEEE1588协议完成无线定位基站(2)与定位标识卡(3)间的时钟同步；采用程序化倍频方式，减小由于时钟晶振而引起的偏频差，采用TDOA定位算法计算出定位标识卡(3)与两个无线定位基站(2)的距离信息，无线定位基站(2)通过光纤环网交换机(5)将定位标识卡(3)ID及距离信息发送至上位机(8),上位机(8)的解算程序以无线定位基站(2)为圆心，分别以标识卡到两个无线定位基站的距离半径作圆,两圆的交点通过解二元一次方程组可得，同时结合矿山CAD，获得唯一解，此解即为井下人员及设备的具体位置，从而实现井下人员及设备的连续高精度定位；在定位过程中标识卡与无线定位基站间的通信采用数据防冲突算法，使得单一无线定位基站(2)在以1秒为单位的时间内可实现与200张定位标识卡(3)的测距与通信工作。

2.根据权利1所述的井下人员及设备连续高精度定位，其特征在于井下无线定位基站(2)具备IEEE1588协议，通过网络时钟同步，保证井下所有无线定位基站（2）时钟统一，当定位标识卡(3)进入巷道(1)后，接收无线定位基站(2)广播的时钟同步信息；定位标识卡(3)在接收到同步信息后，清空其内部RTC寄存器，定时器重新计时，当定时时间等于定位标识卡(3)ID与测距周期的乘积时，定位标识卡(3)开始发测距信息，测距方式采用TDOA算法；无线定位基站(2)将测距结果及标识卡(3)ID通过光纤环网交换机(5)发送至上位机(8)解算；采用程序化倍频方式减小由于时钟晶振自身原因而引起的无线定位基站（2）、定位标识卡（3）时钟偏频差，倍频使系统工作频率达到百兆时，定位识别卡(3)与无线定位基站(2)距离误差可以达到纳秒级，从而实现井下人员及设备精确定位。

3.根据权利1所述的数据防冲突方法，其特征在于定位标识卡(3)测距周期为5毫秒，以1秒为单位计算，以5毫秒为间隔采用分时通讯方式，同一无线定位基站(2)在1秒内最多可完成200张定位标识卡(3)的通信和测距，在同一无线定位基站(2)覆盖范围内的所有定位标识卡(3)完成时间同步后，清空其内部RTC寄存器的值，定时器开始重新计时；当定时器计数值等于定位标识卡(3)的ID与测距周期乘积时，则该定位标识卡(3)向无线定位基站(2)发送测距请求，当定位标识卡(3)的ID值大于200时，需对200取余数，定位标识卡(3)发送测距请求信息的顺序则按余数与测距周期的乘积依次由小到大进行；在同一定位基站(2)功效范围内，如果存在多个定位标识卡(3)的ID值对200取余的值相同时，余数相同的定位标识卡(3)不会收到无线定位基站（2）回复的确认信息，则这些定位标识卡（3）会随机选取一个值，以此值与测距周期的乘积，依次由小到大再次与无线定位基站进行测距，直至收到确认信息，收到无线定位基站（2）的确认信息后该值一直保持。