[发明专利]基于TOA和RSSI测距的一维场景煤矿井下定位方法

说明书

本发明公开了一种基于TOA和RSSI测距的一维场景煤矿井下定位方法，包括步骤：S1.确定定位终端与第一定位单元之间的距离S1；S2.确定定位终端与第二定位单元之间的距离S2；S3.判断距离S1和距离S2是否同时小于距离S，若是，则定位终端在第一定位单元和第二定位单元之间；若否，则进入步骤S4；S4.判断距离S1和距离S2的差值是否大于距离S，若是，则定位终端在第二定位单元的右侧；若否，则定位终端在第一定位单元的左侧。本发明的一种基于TOA和RSSI测距的一维场景煤矿井下定位方法，提高了定位精准度，减少了无线测距通讯次数，定位速度快，实现过程简单。

技术领域

本发明涉及矿井定位领域，具体涉及一种基于TOA和RSSI测距的一维场景煤矿井下定位方法。

背景技术

目前对于煤矿、金属以及非金属矿山、隧道等一维场景下的定位方法有很多，其中，《基于TOA测距的人员精确定位系统及其定位方法》使用主读卡器和辅读卡器，标识卡采用TOA方法分别与主读卡器和辅读卡器进行测距，根据标识卡与主读卡器和辅读卡器的距离值来确定标识卡的方位；《一种TOF一维定位基站及定位方法》公开了在一个定位基站设置一个主射频模块和一个辅射频模块，通过两条等长的馈线分别连接两个射频天线来对标签卡进行定位；上述两种方案中标识卡要采用双边双向对称测量方法分别与主读卡器和辅读卡器进行测距，增加了无线信道的占用，同时无线通信次数多，定位时间长，标识卡功耗加倍，减少了标识卡的续航时间，此外还需要安装主读卡器和辅读卡器，实际应用中布置和取电困难，使用成本高。

也有使用TDOA进行定位的方法，此方法是在一维环境下设置两个定位基站，通过标签卡发射信号分别到达两个定位基站之间的时间差来确定为标签卡的位置。但是此方案中两个定位基站需要保持严格的时间同步，才能保证有效的时间戳信息，且必须保证标识卡发射的信号同时到达两个定位基站，而且定位基站之间的距离也受到限制。

因此，为解决以上问题，需要一种基于TOA和RSSI测距的一维场景煤矿井下定位方法，能够有效降低晶体振荡器频率漂移所带来的测距误差以及抑制非视距误差，提高了定位精准度，减少了无线测距通讯次数，定位速度快，实现过程简单。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供基于TOA和RSSI测距的一维场景煤矿井下定位方法，能够有效降低晶体振荡器频率漂移所带来的测距误差以及抑制非视距误差，提高了定位精准度，减少了无线测距通讯次数，定位速度快，实现过程简单。

本发明的基于TOA和RSSI测距的一维场景煤矿井下定位方法，包括如下步骤：

S1.确定定位终端与第一定位单元之间的距离S1；其中，所述定位终端布置于目标体；所述第一定位单元布置于矿井中；

S2.确定定位终端与第二定位单元之间的距离S2；其中，所述第二定位单元布置于矿井中；

S3.判断距离S1和距离S2是否同时小于距离S，若是，则定位终端在第一定位单元和第二定位单元之间；若否，则进入步骤S4；其中，S为第一定位单元与第二定位单元之间的距离；

S4.判断距离S1与距离S2的差值是否大于距离S，若是，则定位终端在第二定位单元的右侧；若否，则定位终端在第一定位单元的左侧。

进一步，步骤S1中，根据如下步骤确定定位终端与第一定位单元之间的距离S1：

S11.计算定位终端与第一定位单元之间的到达时间测距距离，得到距离序列(D1,D1′)；其中，D1与D1′为相邻两次计算得到的到达时间测距距离；

S12.计算定位终端与第一定位单元之间的信号强度测距距离，得到距离序列(L1,L1′)；其中，L1与L1′为相邻两次计算得到的信号强度测距距离；