[发明专利]一种基于GIS地图融合的地下工程自主式定位方法

权利要求书

1.一种基于GIS地图融合的地下工程自主式定位方法，其特征在于：包括以下操作：

A：对矿井建立三维GIS地图，并存储于终端设备中；

B：在三维GIS地图上设置误差校准点；

C：在终端设备中设定误差修订准则；

D：入矿前，在矿口工程人员携带终端设备进行地图匹配，使得工程人员实际坐标与GIS地图坐标相同；

E：工程人员携带终端设备进入矿井，当行走时三维GIS地图实时显示工程人员在GIS上的相应坐标，当行走到三维GIS地图上设置的误差校准点时，根据预先设定的修订准则进行坐标校正修订，消除累计误差，实现自主式精准定位。

2.根据权利要求1所述的一种基于GIS地图融合的地下工程自主式定位方法，其特征在于，所述终端设备的数据通过实时在线或离线存储上井后传输至服务器。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于GIS地图融合的地下工程自主式定位方法，其特征在于，所述终端设备包括惯性传感器和记录仪，所述惯性传感器和记录仪之间通过有线或无线进行实时数据传输。

4.根据权利要求3所述的一种基于GIS地图融合的地下工程自主式定位方法，其特征在于，所述惯性传感器读取数据通过数据线实时传入记录仪内的GIS三维地图，按照常规捷联式惯性导航算法或者修正后的惯性导航算法进行路径演算获取定位人员实时位置和运动轨迹。

5.根据权利要求4所述的一种基于GIS地图融合的地下工程自主式定位方法，其特征在于，所述惯性传感器由加速计、陀螺仪和电子罗盘集成。

6.根据权利要求5所述的一种基于GIS地图融合的地下工程自主式定位方法，其特征在于，惯性传感器通过惯性导航算法计算获取的地下工程人员相对坐标，以终端设备里存储的三维GIS地图拐点坐标作为误差校准点，当人员到达巷道拐点后在设定修订准则允许范围内或者根据已知空间坐标的识别点按照误差修正模式进行误差修正，消除惯性导航中的累积误差，达到自主式精确定位的效果。

7.根据权利要求1所述的一种基于GIS地图融合的地下工程自主式定位方法，其特征在于，所述GIS三维地图是根据地下工程实际施工图纸进行1：1绘制，并集成井下所有传感器信息，提取巷道拐点的空间坐标点作为特征点进行存储在终端设备内，消除惯性导航误差，提供精确比对数据。

8.根据权利要求1所述的一种基于GIS地图融合的地下工程自主式定位方法，其特征在于，误差修订准则如下：首先测算出惯性传感器组成的惯性导航系统最大误差范围Dmax（d，t），其中d为行走路程，t为行走时间，设定地下工程内人员在t时间内行走了d米距离经过的节点坐标为A2(x2,y2,z2)，上一节点坐标为A1(x1,y1,z1),惯性导航系统计算出的行走相对坐标为A0(x0,y0,z0)，则需满足以下条件才可允许修正累计误差：(x0+x1-x2)2+(y0+y1-y2)2+(y0+y1-y2)2<Dmax（d，t）2。

9.根据权利要求1所述的一种基于GIS地图融合的地下工程自主式定位方法，其特征在于，误差校准点为巷道拐点和手动识别点；所述手动识别点为安装在矿井巷道顶板且有蓄电功能的信号发射器，或为已知的空间坐标点。

10.根据权利要求1所述的一种基于GIS地图融合的地下工程自主式定位方法，其特征在于，所述坐标校正修订包括累计误差不满足工程要求的时候自动提示进行手动校正，或是当行走到手动识别点或巷道拐点时，工程人员进行手动校准，或是行走到自动识别点时，由终端设备根据接受信号自动进行校准。