[发明专利]一种基于UWB技术C-TWR的井下一维精确定位方法

权利要求书

1.一种基于UWB技术C-TWR的井下一维精确定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：准备实现本发明的设备；

步骤二：系统设备实施布设；

步骤三：通过C-TWR方法得到UWB定位器A、UWB定位器B的测量ToF数据；

步骤四：TTA、TTB双程数据的误差初步修正；

步骤五：计算方向；

步骤六：使用Kalman滤波减小测距误差。

2.根据权利要求1所述一种基于UWB技术C-TWR的井下一维精确定位方法，其特征在于：UWB定位基站由UWB定位器A、UWB定位器B、集控器共同组成，UWB定位器与集控器采用RS-485或CAN总线连接。

3.根据权利要求1所述一种基于UWB技术C-TWR的井下一维精确定位方法，其特征在于：系统设备实施布设方案，沿着井下巷道依次布设UWB定位器A、集控器、UWB定位器B，UWB基站单元须集中布设，其中UWB定位器A与UWB定位器B之间的间距大于100厘米，小于3米。

4.根据权利要求1所述一种基于UWB技术C-TWR的井下一维精确定位方法，其特征在于：采用了一次C-TWR过程得到两个测量值(识别卡到达UWB定位器A、UWB定位器B距离)的测量方法，并在此基础上的误差修正方法，识别卡与UWB定位器A和UWB定位器B通过一次C-TWR测量过程测得两个ToF 传播时间值，计算公式如下：

T_TA：识别卡Tag到UWB定位器A的传播时间；

T_TB：识别卡Tag到UWB定位器B的传播时间；

。

5.根据权利要求1所述一种基于UWB技术C-TWR的井下一维精确定位方法，其特征在于：本发明的C-TWR过程误差判断、修正方法是根据系统特点可知：V_TAt＝V_TBt；由于测量引入的误差λ_V，则有V_TAt＝V_TBt+λ_V；λ_V可取系统移动目标属性取值，可求得V_TAt、V_TBt如下：

如果(V_TAt-V_TBt)λ_V，则说明有一侧的测量数据误差较大，超出了正常的系统误差范围，可通过V_TAt与V_TAt(t-1)、V_TBt与V_TBt(t-1)时刻的数据进行比较，找出偏离度较大的数据，并对偏离度较大的数据进行修正。

6.根据权利要求1所述的一种基于UWB技术C-TWR的井下一维精确定位方法，其特征在于：一维线性方向判断方法包括：

Δ_AB(t)＝D_TA(t)-D_TB(t)；

Δ_AB(t)：是在t时刻，通过UWB定位器A与UWB定位器B差值测量得到的AB间距值；

t时刻的Δ_AB(t)值与实际Δ_AB值比较，由于每次测量存在误差，所以有Δ_AB＝Δ_AB(t)+ε_AB；

ε_AB：误差系数，UWB定位器A与UWB定位器B之间距离的测量值与真实值之间的允许误差，可根据工程实际情况取得；

方向判断如下：

如果Δ_AB|Δ_AB+ε_AB|，则可断定有，D_TA(t)D_TB(t)，识别卡在UWB定位器A侧，反之B侧。

7.根据权利要求1所述的一种基于UWB技术C-TWR的井下一维精确定位方法，其特征在于：最终结果数据采用Kalman方法处理。