基于相位差测距的井下无源动目标定位技术研究

发布时间：2021-10-24 22:02

　　随着智能化装备和物联网技术的发展,矿山安全生产过程逐渐趋向无人、少人化,井下动目标定位的精确性、实时性和可靠性,对煤矿井下安全生产管理、机器协同工作及智能化无人生产都具有重要意义。而井下巷道定位环境复杂,存在密集多径干扰现象,导致定位精度较差。因此,本文在分析现有抗干扰和定位方法的基础上,建立无源谐波反向散射抗干扰模型,提出了一种基于相位差测距的井下无源动目标定位技术。首先,分析了煤矿井下复杂的定位环境及其导致的密集多径现象,研究了现有的零陷矩阵抗干扰技术的局限性。为了解决井下电磁波频繁反射和散射造成的密集多径和大相位误差问题,提出了一种基于无源谐波反向散射的井下抗多径干扰模型,采用谐波标签生成可利用的谐波信号,通过上、下行链路的频率分集,抑制矿井密集多径干扰,实验仿真与对比表明,无源谐波反向散射标签具有较好的抗干扰能力。其次,针对传统多频连续波相位差测距算法存在的定位精度较低、频率选取受限等缺点,提出连贯发射宽带多频连续波（Coherent Sending broadband Multifrequency Continuous Wave,CSMCW）相位差测距算法。为了最大化相位误差... 

【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 研究现状
    1.3 研究内容
    1.4 论文组织结构
2 常用的井下定位技术与算法
    2.1 引言
    2.2 无线通信技术
    2.3 典型定位算法
    2.4 本章小结
3 井下抗多径干扰技术
    3.1 引言
    3.2 井下巷道环境特征
    3.3 井下多径效应
    3.4 基于零陷矩阵的抗多径干扰技术
    3.5 基于无源谐波反向散射的抗多径干扰技术
    3.6 本章小结
4 基于相位差测距的井下定位技术
    4.1 引言
    4.2 常见的相位差测距算法
    4.3 CSMCW相位差测距算法
    4.4 三维坐标定位方法
    4.5 仿真结果对比与分析
    4.6 本章小结
5 基于CSMCW相位差测距的掘进机位姿识别方法
    5.1 引言
    5.2 掘进机位姿识别系统模型
    5.3 机身姿态角计算
    5.4 位姿识别流程
    5.5 仿真分析
    5.6 本章小结
6 总结与展望
    6.1 论文总结
    6.2 创新点
    6.3 工作展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于多频连续波相位差测距的掘进机位姿识别方法[J]. 张晓光,杨悦,孙彦景,李松,田志坚,丁恩杰.  煤炭学报. 2020(06)
[2]打造我国主体能源(煤炭)升级版面临的主要问题与对策探讨[J]. 武强,涂坤,曾一凡,刘守强.  煤炭学报. 2019(06)
[3]煤矿应急救援通信技术的现状与趋势[J]. 胡青松,杨维,丁恩杰,李世银,李冰皓.  通信学报. 2019(05)
[4]On Improved DV-Hop Localization Algorithm for Accurate Node Localization in Wireless Sensor Networks[J]. SHEN Shikai,YANG Bin,QIAN Kaiguo,SHE Yumei,WANG Wu.  Chinese Journal of Electronics. 2019(03)
[5]2018年我国煤炭经济运行形势回顾及未来市场展望[J]. 梁敦仕.  煤炭经济研究. 2019(02)
[6]隧道高分辨率无源动目标定位研究及其仿真实验[J]. 张晓光,杨悦,王艳芬,孙彦景.  实验室研究与探索. 2018(10)
[7]我国能源资源现状与发展趋势[J]. 方圆,张万益,曹佳文,朱龙伟.  矿产保护与利用. 2018(04)
[8]基于掘进机位姿测量系统的自主标定方法误差分析[J]. 陈慎金,成龙,王鹏江,李瑞,刘丹,吴淼.  煤炭学报. 2018(09)
[9]基于TOA/DOA参数估计的隧道高分辨率无源移动目标定位[J]. 张晓光,孙彦景,霍羽,王刚,高芳.  煤炭学报. 2018(07)
[10]2017年我国煤炭行业运行情况[J].   煤化工. 2018(02)

硕士论文
[1]基于UWB的煤矿井下人员定位系统研究[D]. 夏萍萍.西安科技大学 2019
[2]基于TOA的煤矿井下人员定位算法研究[D]. 李康乐.西安科技大学 2019
[3]基于超宽带的室内移动目标定位系统设计[D]. 刘洲.哈尔滨理工大学 2018
[4]基于DV-Hop的无线传感器网络定位算法研究[D]. 杨光.哈尔滨理工大学 2017
[5]新源煤矿井下人员定位考勤管理系统的设计与实现[D]. 康琛笠.吉林大学 2016
[6]基于RFID的井下人员定位系统的应用研究[D]. 贾东.西安科技大学 2014
[7]UHF-RFID新型标签的研究与设计[D]. 尹佳宁.南京理工大学 2013
[8]煤矿井下人员实时定位系统的抗干扰性研究[D]. 刘瑞玲.河南理工大学 2009



本文编号：3456064