基于UWB的矿井精准定位系统研究

何东林 武枝 刘俊科 梁琴琴 赵丽娜

山东正元冶达科技发展有限公司 山东 济南 250000

1 研究背景

1.1 井下精准定位系统是安全生产和高效率调度的必要保障

目前市场上绝大多数矿井人员、设备定位只能提供区域定位功能，定位精度不高，仅能单向实现井下人员考勤管理，矿山能源企业对利用相应的矿井人员跟踪定位监控设备，全天候对煤矿入井人员进行实时自动跟踪定位，随时掌握每个员工在井下活动轨迹、全矿井下人员的位置分布情况等需求迫切。主要表现在如下三个方面。安全问题：矿井下人员众多，流动性大，作业难度大，人员技术水平参差不齐，截割时煤尘大，视线不好，保证矿井安全生产成为重中之重。调度问题：矿井下作业环境恶劣，工作面不断变动，如何加强调度，提高作业效率问题凸显。救援问题：随着技术的发展，加强应急救援工作效率的提升，做到灾后科学救援提出了新的要求。综上，针对复杂多变矿井环境，采用高精度的定位系统是保障人员安全、高效率人员和设备调度、快速科学救援的必备设施。

1.2 超宽带无线通信技术的发展使井下精准定位系统的实现成为可能

针对井下的特殊环境，传统意义的室内定位在井下往往都不适用，具体体现在三个方面：第一，井下无GPS信号；第二，狭长封闭的巷道对各类信号的传输都是一个非常复杂的传输模型，多径效应对定位结果产生的干扰不容忽视；第三，井下特殊的环境（如潮湿、多尘、地磁场变化等）造成了很多种定位方法都不适用。……