[发明专利]一种井下精确定位系统及井下定位方法

说明书

本发明公开了一种井下精确定位系统及井下定位方法，包括井下信号发生端、井上定位终端，所述信号发生端包括磁场发生源、若干磁场接收单元；所述磁场接收单元与所述定位终端进行有线数据通信；磁场发生源设置在井下移动物体上或由工人随身携带，磁场接收单元按照规定的间距布置在井下巷道内；磁场发生源向磁场接收单元发出电磁场和频率信号，频率信号携带唯一标识所述磁场发生源的标识码；磁场接收单元接收电磁场产生感应电动势并计算出磁通量，将磁通量及标识码上传至所述定位终端；定位终端根据各个磁场接收单元的磁通量和标识码计算出磁场发生源的精确位置。本发明能对井下工人或移动机车进行精确定位，误差小、抗干扰性强。

技术领域

本发明涉及井下定位技术。

背景技术

目前我国煤矿井下在开采过程中，井下的机车运输、行走人员直接关系到煤矿生产的效率与效益。由于机车运输任务繁重、工作繁忙极易造成翻车、出轨、对撞、追尾、撞人等事故，当出现事故时对机车、人员快速准确定位是应急救援的关键，国内矿井精确人员定位技术有很大发展，但都存在误差大、抗干扰能力差、成本高的缺陷，给应急救援工作带来了阻碍。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种定位精度高、抗干扰性好的井下精确定位系统以及方法，能够减小定位误差、提高定位精度，且抗干扰能力强。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：一种井下精确定位系统，包括位于井下的信号发生端、位于井上的定位终端，所述信号发生端包括磁场发生源、若干磁场接收单元，所述磁场接收单元与所述定位终端进行有线数据通信；

所述磁场发生源设置在井下移动物体上或由工人随身携带，所述磁场接收单元按照规定的间距布置在井下巷道内；

所述磁场发生源向磁场接收单元发出电磁场和频率信号，所述频率信号携带唯一标识所述磁场发生源的标识码；

所述磁场接收单元接收所述电磁场产生感应电动势并根据所述感应电动势计算出磁通量，将所述磁通量及标识码上传至所述定位终端；

所述定位终端根据各个磁场接收单元的磁通量和标识码计算出磁场发生源的精确位置。

同时，本发明提供了一种采用上述井下精确定位系统进行井下定位的方法，包括以下环节：

A、定位终端建立基础模拟数据库，所述基础模拟数据库包括各个磁场接收单元在井下的实际位置信息、磁场发生源的模拟位置信息；

B、磁场发生源向磁场接收单元发出电磁场和频率信号f，频率信号f携带标识磁场发生源的标识码；

C、磁场接收单元接收电磁场测量出自身感应电动势，根据感应电动势测出磁通量；接收频率信号f将频率信号f转化为标识码；磁场接收单元将所述磁通量、标识码打包成定位数据包通过传输网关有线传送到定位终端；

D、定位终端依次扫描并接收所有磁场接收单元上传的定位数据包，同时读取定位数据包中的标识码；

E、定位终端任取3个定位数据包的磁通量，求取磁通量平均值作为基础阈值；

F、定位终端循环提取每一个定位数据包中的磁通量值，采用检测值算法和方差增量比判断磁通量是否同方向变化，定位终端对磁通量同方向变化的定位数据包进行存储；

G、将同方向变化的定位数据包中的磁通量值与基础阈值进行循环比较，存储磁通量最大值的定位数据包M、磁通量次大值的定位数据包SM；

H、定位终端针对定位数据包M及定位数据包SM采用半径交叉算法，结合基础模拟数据库定位磁场发生源的精确位置。

区别于现有技术的情况，本发明的优点是：