[发明专利]用于井下环境的定位系统的时间同步方法和时间同步装置

说明书

公开了一种用于井下环境的定位系统的时间同步方法，其中，所述定位系统通过二维部署模式部署用于定位的定位基站，并基于二维到达时间差定位法(TDOA)对所述定位对象进行定位，以获得具有较高精度的定位结果。所述时间同步方法能够自动地更新所述定位系统的时间同步源，以确保所述定位系统中各定位基站的时间同步，以提高所述定位系统的鲁棒性和定位准确度。

技术领域

本申请涉及定位领域，更具体地涉及一种用于井下环境的定位系统的时间同步方法和时间同步装置。

背景技术

如今，定位技术已被广泛地被应用于各行各业的导航，定位，授时，检测和救援等工作中。常见的定位技术包括两大类：室外定位技术和室内定位技术。室外定位技术主要包括以GPS为代表的卫星定位技术。室内定位技术有多种类型，主要包括超声波定位、红外线定位、无线射频定位、蓝牙定位、蜂窝定位和视觉定位等。

不同的定位技术具有不同的定位能力(尤其表现在定位精度上)，同时技术难度和方案成本也不尽相同。因此，在选择定位方案时，需充分考量应用场景的特点。

例如，在煤矿生产的井下环境的应用场景中，需对用于挖掘煤层的掘进机或者采煤机之类的井下设备进行定位。然而，煤矿生成的井下环境复杂，其空间狭小，巷道宽度只有5到6米，一般掘进机会在煤层中先开辟出一条巷道，然后由采煤机进行煤层的开采。现有的定位手段在用于井下环境的井下设备进行定位时，定位精度较差，无法实现对井下设备的精准跟踪，导致不能根据位置跟踪来做工作进度跟踪和是否接近危险区域的跟踪(例如，断层等)。

因此，需要一种优化的用于井下环境的定位对象的定位方案。

发明内容

为了解决上述技术问题，提出了本申请。本申请的实施例提供了一种用于井下环境的定位系统的时间同步方法，其中，所述定位系统通过二维部署模式部署用于定位的定位基站，并基于二维到达时间差定位法(TDOA)对所述定位对象进行定位，以获得具有较高精度的定位结果。所述时间同步方法能够自动地更新所述定位系统的时间同步源，以确保所述定位系统中各定位基站的时间同步，以提高所述定位系统的鲁棒性和定位准确度。

根据本申请的一方面，提供了一种用于井下环境的定位系统的时间同步方法，所述定位系统包括第一定位基站、第二定位基站、第三定位基站和第四定位基站，其包括：

初始化，以将所述第一定位基站设定为第一层级的根节点和分别将所述第二定位基站、所述第三定位基站和所述第四定位基站设定为第二层级的节点，其中，所述根节点被设定为时间同步源，用于同步所述第一定位基站、第二定位基站、第三定位基站和第四定位基站的时间；

所述第一层级的根节点和所述第二层级的节点分别以预设间隔向服务器发送心跳数据；以及

响应于接收到所述服务器的判断结果为没有在预设时间段内接收到所述根节点的心跳数据，将所述第二层级的某一节点设定为所述时间同步源。

在根据本申请的用于井下环境的定位系统的时间同步方法中，所述第一定位基站、所述第二定位基站和所述第三定位基站被部署于同一平面，以及，所述第四定位基站与所述第一定位基站、所述第二定位基站和所述第三定位基站不在同一平面。

在根据本申请的用于井下环境的定位系统的时间同步方法中，该定位系统的工作过程，包括：

通过所述第一定位基站、所述第二定位基站和所述第三定位基站中任意两个定位基站与定位对象之间的通信获得第一定位数据，其中，所述第一定位数据包括所述定位对象发送的通信信号到所述第一定位基站、所述第二定位基站和所述第三定位基站中任意两个定位基站的时间；

通过所述第一定位基站、所述第二定位基站和所述第三定位基站中另外任意两个定位基站与所述定位对象之间的通信获得第二定位数据，其中，所述第二定位数据包括所述定位对象发送的通信信号到所述第一定位基站、所述第二定位基站和所述第三定位基站中另外任意两个定位基站的时间；