[发明专利]基于多节点接力式时钟同步的封闭空间定位系统和方法

权利要求书

1.一种基于多节点接力式时钟同步的封闭空间定位系统，应用于矿井下封闭空间中，封闭空间具有一个或多个独立的封闭空间小区，该系统包括：每个封闭空间小区由以太网相连的一根或多根电缆、多个发射宽带定位信号的定位节点、多个定位终端、一个兼容WIFI协议的接入点，一个井下网络交换机组成的小区定位网络，还包括各小区定位网络通过以太网相连的地面控制中心；其特征在于，

所述电缆至少包括一根封闭空间纵向设置的井下供电电缆线，用于安装定位节点，进行三维目标定位；根据封闭空间小区横向距离的大小，还横向设置一根或多根安装定位节点的定位电缆；

所述多个发射宽带定位信号的定位节点，安装在封闭空间井下供电电缆线和定位电缆上，沿电缆线方向呈一维线性等间距排列；该定位节点排列间距能保证信号传输距离覆盖整个封闭空间，定位节点坐标已知并且有相应唯一的ID号码，用于发射扩频码信号并基于ToA的同步算法进行全网同步以实现定位；

所述多个定位终端，每个定位终端通过无线能接收3～5个定位节点发射的扩频码信号，用于计算到达时间和间隔距离，解调出定位节点坐标，从而计算出定位终端自身定位坐标；并实时将定位坐标信息通过以太网络上传到控制中心；定位终端安装在小区内需要定位的移动目标上；

所述一个兼容WIFI协议的接入点，设置在封闭小区适当位置，用于能接收到该小区所有定位终端发送的坐标信号；

所述井下网络交换机，设置在与一维线性分布的小区定位节点中最末端的节点处，并通过以太网分别与该小区各节点、地面控制中心相连接；井下网络交换机用于将接收到的该小区所有定位终端坐标发送到地面控制中心；

设置在地面上的控制中心，用于存储所有定位终端的坐标信息，管理定位网络，以图形界面的方式展示井下终端位置。

2.如权利要求1所述系统，其特征在于，所述多个发射宽带定位的定位节点包括宽带射频收发模块，用来收发定位和同步使用的宽带扩频码信号；兼容WIFI的收发模块，用于和WIFI网络通信；带ARM MCU及同步模块的基带处理器，用于接收宽带射频收发模块和兼容WIFI的收发模块的信号，基于ToA的同步算法进行全网同步以实现定位；支持以太网和USB的调试接口，用于将定位信息发送到地面控制中心；DCDC电源模块，用于为各模块供电；其中，所述基带处理器分别与宽带射频收发模块与兼容WIFI的收发模块相连接，带ARM CPU的基带模块和TCPIP/USB模块连接在一起，DCDC电源模块分别和所述所有模块、处理器连接。