近年來(lái)，隨著國(guó)家對(duì)能源、環(huán)保、交通、建筑、水利等行業(yè)的大力發(fā)展，國(guó)家對(duì)礦山安全生產(chǎn)的重視程度也在不斷提高。對(duì)于一些需要大型機(jī)械化、自動(dòng)化作業(yè)，或者開(kāi)采深度比較大的礦山，有了安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能做到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)巷道的狀態(tài)。但是對(duì)于一些小礦山或者一些較小的礦點(diǎn)來(lái)說(shuō)，井下環(huán)境復(fù)雜多變，信號(hào)接收與傳輸存在一定困難甚至無(wú)法實(shí)現(xiàn)。基于“物聯(lián)+定位”技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)煤礦井下作業(yè)人員實(shí)時(shí)定位，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井人員和物資位置信息動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與監(jiān)控，能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)異常情況及時(shí)發(fā)現(xiàn)預(yù)防。這對(duì)于保證煤礦安全生產(chǎn)是非常有必要的。但對(duì)于礦井內(nèi)人員如何準(zhǔn)確定位卻并不是很清楚。
一、什么是 uwb定位技術(shù)
UWB定位技術(shù)又稱(chēng)無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信(UWA),是一種超寬帶無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，屬于無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信技術(shù)的一種。UWB是一種低頻段無(wú)線(xiàn)電通信系統(tǒng)，發(fā)射功率極低，僅有很小的功率損耗。因此它有很高的靈敏度和極低的誤碼率，可以滿(mǎn)足各種定位的需求。UWB技術(shù)具有高精度、低功耗、抗環(huán)境干擾、超低成本等特點(diǎn)。在礦井下可以有效的保證人員定位的精準(zhǔn)度，利用 UWB技術(shù)能有效地解決人員定位難題。
二、定位原理
對(duì)一個(gè)或多個(gè) UWB基站發(fā)射出去的信號(hào)，進(jìn)行信號(hào)分析，可計(jì)算出基站在相鄰基站信號(hào)強(qiáng)度和所經(jīng)過(guò)的區(qū)域之間的時(shí)間差（也就是測(cè)得目標(biāo)在一段時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡）。該時(shí)間差的計(jì)算是基于已知某一站點(diǎn)當(dāng)前位置的時(shí)間間隔公式計(jì)算出目標(biāo)在站點(diǎn)的位置和移動(dòng)速度，從而得到目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡和當(dāng)前距離。
其中坐標(biāo)系有兩種方式：一種是基于坐標(biāo)系下已知的實(shí)際坐標(biāo)系下的坐標(biāo)系；
另一種是基于歷史坐標(biāo)系下的固定坐標(biāo)系中的某一個(gè)坐標(biāo)系。對(duì)于確定地點(diǎn)而言，利用測(cè)量坐標(biāo)系將每個(gè)位置的時(shí)間間隔相加求得定位坐標(biāo)系，并利用誤差分析原理求得 UWB定位器的平均運(yùn)動(dòng)速度和所經(jīng)過(guò)的距離。根據(jù)測(cè)量坐標(biāo)系中每一個(gè)移動(dòng)速度的大小以及速度差來(lái)求得精確定位結(jié)果。