[发明专利]一种煤矿矿井导航定位系统

说明书

技术领域

本发明涉及矿井导航技术领域，尤其涉及一种煤矿矿井导航定位系统。

背景技术

现有技术中较常用的定位方法是利用全球导航卫星系统来测定位置，全球导航定位系统是全球性的位置与时间测定系统，它包括卫星星座、地面监护系统及用户终端设备，可以为地球表面、近地面和地球外空任意地点的用户提供全天候、实时、高精度的三维位置、速度以及精密的时间信息。GPS系统、Galilea系统和GLONASS系统都属于全球导航卫星系统的范畴。

但是全球卫星导航定位系统通常只能用于地面无遮挡环境下的目标导航和定位，在有遮挡的情况下，导航信号质量会迅速恶化，从而导致无法完成定位。特别是对于煤矿矿井，由于导航信号无法穿过地表，利用导航卫星信号几乎是不可能的。另外，地下煤矿矿井地形复杂、电磁信号反射、多径干扰情况严重，对定位效果带来了更多的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种煤矿矿井导航定位系统。

一种煤矿矿井导航定位系统，包括多个恒定磁力源、多个电控磁力源、定位终端以及服务器，其中：

多个恒定磁力源和多个电控磁力源均安装在煤矿矿井中，其中每个恒定磁力源具有固定的磁场强度，每个电控磁力源具有固定的磁场变化频率，多个恒定磁力源和多个电控磁力源在煤矿矿井中位置固定分布以使煤矿矿井的磁场强度以及磁场变化频率按照预设磁场地图分布；

定位终端位于煤矿矿井内，内部存储有预设磁场地图，用于测量所在位置的磁场强度与磁场变化频率，并将测量数据与预设磁场地图进行对比得出定位终端的实际位置；和/或将测量数据发送至服务器，并接收服务器下发的实际位置信息；和/或与服务器之间进行通讯；

服务器，存储有预设磁场地图，并根据定位终端发送的测量数据与预设磁场地图中的磁场强度以及磁场变化频率作对比，确定出定位终端的实际位置并发送至定位终端。

进一步的，恒定磁力源与电控磁力源间隔安装于矿井巷道侧壁上。

进一步的，定位终端包括磁场检测单元、数据处理单元、控制单元以及无线通讯单元，其中：

磁场检测单元，用于检测定位终端所在位置的磁场强度与磁场变化频率；

数据处理单元，用于将磁场检测单元检测的测量数据处理成数字信号；

控制单元，用于将数字信号与预设磁场地图进行对比得出定位终端的实际位置；和/或根据数字信号产生相应的控制命令，并控制无线通讯单元将数字信号发送至服务器；

无线通讯单元，用于将数字信号发送至服务器；和/或用于接收服务器发送的定位信息，并将定位信息发送至控制单元。

进一步的，定位终端还包括显示单元，其中：

显示单元，与控制单元连接，用于根据控制单元的控制命令显示相应的信息。

进一步的，数据处理单元包括磁电转换子单元、比率运放子单元以及模数转换子单元，其中：

磁电转换子单元将磁场检测单元检测的测量数据转化为电信号，比率运放子单元将电信号进行放大后传输到模数转换子单元，模数转换子单元将电信号转化为数字信号后发送至控制单元。

进一步的，定位终端为矿用手机。

本发明的煤矿矿井导航定位系统，具有以下有益效果：

由多个恒定磁力源、多个电控磁力源、定位终端以及服务器组成的定位系统中，定位终端通过测量矿井下人工设定的磁场强度以及磁场变化频率来确定其所在位置，在煤矿矿井这类地下环境中定位准确，也保证了矿井工人的人身安全，同时，本发明既可用于煤矿矿井定位，还可运用于室内或者其他复杂环境下的辅助定位，具有很好的推广能力。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1为本发明实施例的一种煤矿矿井导航定位系统的模块组成图；

图2为本发明实施例的一种煤矿矿井导航定位系统的另一模块组成图；

图3为本发明实施例的一种煤矿矿井导航定位系统的又一模块组成图；

图4为本发明实施例的一种煤矿矿井导航定位系统中定位终端的数据处理单元模块组成图；