计算机应用煤矿机械CoalMineMachineryVol.44No.5May.2023第44卷第5期2023年5月doi:10.13436/j.mkjx.2023050550引言随着煤矿机械化、信息化、数字化和智能化开采的发展，推动了煤矿井下设备的技术升级和更新，煤矿企业对定位系统的精度要求也越来越高，现有的定位系统已不能满足煤矿企业对高精确定位技术日益增长的需求。国家安标中心发布的《煤矿井下人员定位系统安全技术要求（试行）》要求：煤矿井下人员精确定位系统最大静态定位误差应不大于0.3m，空旷无遮挡情况下的无线传输距离应不小于400m。目前，煤矿人员定位系统还是以RFID、WiFi和ZigBee等无线通信技术为主，这些技术都有各自的局限性。RFID和WiFi技术较早被应用于井下人员定位系统，但只能用于区域定位；ZigBee技术的定位精度为3～10m，存在较大误差，易受多径效应影响，定位距离容易产生零漂。基于以上问题，为适应企业对新技术的发展需求，提高井下人员定位系统的定位精度，本文提出一种基于超宽带（UWB）技术的非对称双边双程测距（DS-TWR）方法的精确定位系统，可以提高煤矿对人员的精确定位精度，定位读数可达到厘米级，能够实时对煤矿井下人员进行自动追踪和精准定位，掌握井下人员的行走路线和位置。1定位系统的理论基础1.1UWB定位技术UWB是一种无载波、窄脉冲的无线电通信技术，利用非正弦载波的纳秒级或亚纳秒级的脉冲实现无线通信。UWB发出的不是载波信号，是一种密集的脉冲波，因此具有测距速度快、传输速率高、并发容量大、隐蔽性好、产品设计简单等优点，并且多径分辨能力强，抗干扰效果好，能够实现高精度定位。1.2系统定位算法常见的UWB精确定位方法主要包括接收信号强度（RSSI）、到达角度（AOA）、到达时间（TOF）和达时间差（TDOA）等。RSSI对多径噪声、阴影、散射和干扰敏感，导致超过几十dB的偏差；AOA通过到达*煤炭科学技术研究院有限公司技术创新基金Ⅰ类（2021CX-I-09）基于UWB技术的煤矿精确定位系统*陈伟1，2，3（1.煤炭科学技术研究院有限公司，北京100013；2.煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室，北京100013；3.北京市煤矿安全工程技术研究中心，北京100013）摘要：基于ZigBee技术的定位系统定位误差大，不能满足智能化建设需求，提出一种基于超宽带（UWB）技术的煤矿精确定位系统。分析非对称双边双程测距（DS-TWR）的时间测距算法的定位原理，结合煤矿巷道属于狭长的空间环境特点，采用单个读卡分站实现精确定位和行走方向判断。实验结果表明，该...
