[发明专利]基于回波相干效应的精确定位方法

权利要求书

1.一种基于回波相干效应的精确定位方法，其特征在于：该方法是采用如下步骤实现的：

（1）设计一种自相关特性良好的检测波形，并将检测波形分别植入井下人员定位系统的识别传感器和识别卡中；

（2）由识别传感器周期性地对井下人员携带的识别卡发出呼叫信号，识别卡收到呼叫信号后，对识别传感器发出包含有有用信息和检测波形的回波信号；

（3）识别传感器收到的回波信号一方面进入识别传感器的主控单片机进行处理，由主控单片机提取回波信号中的有用信息；另一方面经识别传感器的高频芯片解调后串行输入到相干接收器，由相干接收器不断移位地接收回波信号，当回波信号移位到特定的往返时延τ时，回波信号中的检测波形与相干接收器中植入的检测波形完全重合，相干接收器有峰值输出；

（4）根据往返时延τ计算出识别传感器与识别卡之间的距离L，由此实现井下人员的精确定位。

2.根据权利要求1所述的基于回波相干效应的精确定位方法，其特征在于：所述检测波形为1bit量化的线性调频波。

3.根据权利要求1或2所述的基于回波相干效应的精确定位方法，其特征在于：所述步骤（3）中，往返时延τ由两部分组成：一部分是识别传感器的呼叫信号到达识别卡加上识别卡的回波信号到达识别传感器所需的电波传输时间；另一部分是为了防止各个识别卡同时应答发生碰撞而有意加入的延时t₀。

4.根据权利要求3所述的基于回波相干效应的精确定位方法，其特征在于：所述延时t₀的具体算法如下：识别传感器发出的呼叫信号中包含一个整数Q，各个识别卡在0~2^Q-1之间各自取一个随机数N，并且等待延时t₀后再发出回波信号；各个识别卡每次发出的回波信号中均包含本次应答所取的随机数N；整数Q由人为设定；所述延时t₀的计算公式如下：t₀=N*T；式中：T为识别卡发出的回波信号的持续时间，为已知常数；所述识别传感器与识别卡之间的距离L的计算公式如下：L=（τ-t₀）×C÷2；式中：C=3×10⁸米/秒，为电磁波速。

5.一种实施如权利要求1所述的基于回波相干效应的精确定位方法的相干接收器，其特征在于：包括同或运算器；同或运算器的两个输入端分别连接移位寄存器和检测波形寄存器，同或运算器的输出端连接有硬件加法器，硬件加法器的输出端连接有峰值检波器，峰值检波器的输出端连接有延时锁存器，延时锁存器的输入端连接有延时计数器，延时计数器的输入端连接有移位时钟。