[发明专利]一种用于气体监测设备的气体浓度预测与实时定位方法

权利要求书

1.一种用于气体监测设备的气体浓度预测与实时定位方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：通过手持式气体监测仪获取某一位置的定位数据和气体浓度监测数据，包括：

(1)手持式气体监测仪获取其在某一位置的定位数据，并将定位数据传送给气体监测设备主体，

(2)手持式气体监测仪获取该位置处的随时间变化的气体浓度监测数据，并将气体浓度监测数据传送给气体监测设备主体；

S2：通过气体监测设备主体计算位置信息和气体浓度预测数据，包括：

(1)气体监测设备主体根据定位数据计算位置信息，

(2)气体监测设备主体通过预测网络模型计算气体浓度预测数据；

S3：气体监测设备主体根据气体浓度预测数据判断该位置是否存在风险，并向手持式气体监测仪发送预测结果。

2.根据权利要求1所述的用于气体监测设备的气体浓度预测与实时定位方法，其特征在于：在S1(1)中，手持式气体监测仪获取定位数据为：采用TOF测距方法多次测量手持式气体监测仪与各个参考基站之间的距离d_n，其中：

式中：

d_n为手持式气体监测仪与各个参考基站之间的距离，

C为光速，

TTOT为手持式气体监测仪发出信号的时间与收到反馈信号的时间之差，

TTAT为参考基站收到信号的时间和发出反馈信号的时间之差。

3.根据权利要求2所述的用于气体监测设备的气体浓度预测与实时定位方法，其特征在于：在S2(1)中，气体监测设备主体计算手持式气体监测仪在该位置处的位置信息的过程为：首先采用中值均值滤波法对多次测量的手持式气体监测仪与各个参考基站之间的距离进行预处理，再采用Taylor定位方法进行求解，再采用卡尔曼滤波方法进行滤波处理，最后获得手持式气体监测仪在该位置处的位置信息。

4.根据权利要求3所述的用于气体监测设备的气体浓度预测与实时定位方法，其特征在于：中值均值滤波法为：采用中值滤波法对多个d₁进行滤波，将多个d₁按照数值大小进行排序，并剔除其中的最大值和最小值，将剩余的d₁采用均值滤波法进行滤波，然后采用中值滤波法对多个d₂进行滤波，以此类推，直至对多个d_n完成滤波。

5.根据权利要求4所述的用于气体监测设备的气体浓度预测与实时定位方法，其特征在于：Taylor定位方法为：

已知各个参考基站的坐标为(x_n，y_n，z_n)，设手持式气体监测仪的真实位置坐标为(x，y，z)，手持式气体监测仪与各个参考基站之间的距离d_n，则可得到：

d_n²＝(x_n-x)²+(y_n-y)²+(z_n-z)²，

设估计位置坐标的初始值为(x₀，y₀，z₀)，Δx、Δy、Δz为真实位置坐标和估计位置坐标之间的差值，则有：

由Taylor级数展开并忽略二阶以上分量可得：

式中：

求出误差量Δx、Δy、Δz后，并更新坐标值，进行下一次迭代计算，

直至|Δx|+|Δy|+|Δz|＜K，其中K为设定值，

此时(x₀+Δx，y₀+Δy，z₀+Δz)即为手持式气体监测仪的真实位置坐标。