[发明专利]一种井下精确定位系统及井下定位方法

权利要求书

1.一种井下精确定位系统，其特征在于，包括位于井下的信号发生端、位于井上的定位终端(4)，所述信号发生端包括磁场发生源(1)、若干磁场接收单元(2)；所述磁场接收单元(2)与所述定位终端(4)进行有线数据通信，

所述磁场发生源(1)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(2)按照规定的间距布置在井下巷道(3)内；

所述磁场发生源(1)向磁场接收单元(2)发出电磁场(5)和频率信号，所述频率信号携带唯一标识所述磁场发生源(1)的标识码；

所述磁场接收单元(2)接收所述电磁场(5)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(4)；

所述定位终端(4)根据各个磁场接收单元(2)的磁通量和标识码计算出磁场发生源(1)的精确位置；

其中，定位方法包括：

A、定位终端(4)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(2)在井下的实际位置信息、磁场发生源(1)的模拟位置信息；

B、磁场发生源(1)向磁场接收单元(2)发出电磁场(5)和频率信号f，频率信号f携带标识磁场发生源(1)的标识码；

C、磁场接收单元(2)接收电磁场(5)产生感应电动势同时测量出自身感应电动势，根据感应电动势计算磁通量；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(2)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(4)；

D、定位终端(4)依次扫描并接收所有磁场接收单元(2)上传的定位数据包；

E、定位终端(4)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(4)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(4)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(4)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(1)的精确位置。

2.根据权利要求1所述的井下精确定位系统，其特征在于，所述磁场发生源(1)包括磁场发生器、频率发生器；

所述磁场接收单元(2)包括感应线圈、频率信号接收器、微处理器、信号处理器、计时器、传输网关，所述磁场接收器及频率信号接收器与所述信号处理器电连接，所述微处理器与所述信号处理器及传输网关电连接，所述计时器与所述磁场接收器、频率信号接收器、微处理器电连接。

3.根据权利要求2所述的井下精确定位系统，其特征在于，所述感应线圈为螺线管感应线圈。

4.根据权利要求1所述的井下精确定位系统，其特征在于，所述定位终端(4)设置在上位机中，所述上位机的CPU中设有定位算法模型，所述定位算法模型通过定位算法建立基础模拟数据库及求取磁场发生源(1)位置，所述定位算法包括检测值算法、方差增量比算法、半径交叉算法。

5.根据权利要求2所述的井下精确定位系统，其特征在于，所述信号处理器包括检测电路、信号增益放大电路、滤波电路、检波电路，所述感应线圈及频率接收器与检测电路的输入端电连接，所述检测电路的输出端与所述信号增益放大电路的输入端电连接，所述信号增益放大电路的输出端与所述滤波电路的输入端电连接，所述滤波电路的输出端与所述检波电路的输入端电连接，所述检波电路的输出端与所述微处理器电连接。