井下移動目標(biāo)無線定位技術(shù)研究.pdf

1、由于很多無線通信技術(shù)(如WCDMA、WIFI、ZIGBEE、藍(lán)牙等)受到井下巷道和工作面復(fù)雜多變環(huán)境的影響,通信性能較差,導(dǎo)致井下移動目標(biāo)無線定位效果并不理想。為了解決井下多徑和非視距效應(yīng)造成的無線網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定可靠性較差問題,本文將智能天線原理和WIFI通信網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合,以智能天線接收機(jī)作為井下WIFI基站,可有效抑制巷道多徑和非視距效應(yīng)對信號傳播的影響,提高DOA和TOA估計(jì)精度。同時(shí),從理論上分析相關(guān)的DOA和TOA估計(jì)技術(shù),并有針對性的

2、探討和構(gòu)建了井下無線定位相關(guān)理論模型和相關(guān)井下無線定位算法,其具體研究內(nèi)容如下:
　　1.針對不同的巷道和工作面,分析信號傳播路徑衰減及其反射形式,建立覆蓋整個(gè)井下的無線網(wǎng)絡(luò)基站分布模型,并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了基于DOA和TOA的聯(lián)合定位模型。
　　2.針對井下有限異質(zhì)可變空間導(dǎo)致產(chǎn)生的相干信源干擾,重點(diǎn)分析基于解相干的DOA估計(jì)技術(shù),分別采用前向平滑、前后向平滑和 Toeplitz算法進(jìn)行解相干處理,獲得高精度的DOA估計(jì)信息

3、,并通過仿真分析表明:在井下相干信源干擾的DOA估計(jì)中,Toeplitz算法相比其他解相干技術(shù)具有更好的估計(jì)性能。
　　3.由于受到井下多徑、非視距和網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步的影響,導(dǎo)致到達(dá)時(shí)間延遲估計(jì)偏差較大,提出了一種最大似然 TOA估計(jì)的迭代算法,通過將小數(shù)延時(shí)不斷迭代來縮小估計(jì)誤差,并做出仿真表明:采用50步長搜索,且進(jìn)行一次迭代就可得到較高精度的TOA估計(jì)信息。
　　4.為了消除DOA和TOA測距誤差,根據(jù)基本單站定位原理,分