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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
煤矿井下超宽带定位混合解算方法
  • 作者

    陈美蓉王凯张嘉纯许鹏远

  • 单位

    中国矿业大学 数学学院煤炭科学研究总院 矿山大数据研究院中国矿业大学 信息与控制工程学院

  • 摘要

    超宽带定位是根据基站测定的标记点距离,基于一组非线性定位方程组,通过泰勒(Taylor)级数展开算法、Chan算法或最小二乘法解算获得精确的设备位置。其中,Taylor级数展开算法的求解精度高,但是对初始值具有很强的依赖性,如果初始值选择不恰当,会导致算法不收敛。针对上述问题,提出了一种结合头脑风暴优化(BSO)和Taylor级数展开的混合解算(BSO-Taylor)方法。采用BSO算法求解移动站到基站的误差函数最小化的最优解,将最优个体的到达时间差(TDOA)值作为Taylor级数展开算法的初始值,进行Taylor展开解算得到定位信息,解决了Taylor级数展开算法需要较好初始值的问题。对Chan算法、Taylor级数展开算法和BSO-Taylor混合解算方法的结果进行了对比实验,结果表明,BSO-Taylor混合解算方法通过全局搜索策略,获得了接近于真实位置的迭代初始值,既可以获得接近真值的定位性能,又解决了Taylor级数展开算法对不良初始值的敏感性;相较于Chan算法,BSO-Taylor混合解算方法的解算结果更加稳定,且准确性更好;相较于初始位置为真实位置的Taylor级数展开算法,BSO-Taylor混合解算方法的解算误差稍大;定位距离的变化和TDOA测量值标准差的变化对Taylor级数展开算法和BSO-Taylor混合解算方法的影响基本一致,而对Chan算法的影响较大。

  • 关键词

    矿井定位超宽带定位到达时间差误差解算Taylor级数展开算法头脑风暴优化TDOA

  • 基金项目(Foundation)
    国家重点研发计划项目(2017YFC0804306);北京市科技计划项目(Z201100004520015);中国煤炭科工集团有限公司科技创新创业资金专项重点项目(2019-2-ZD002)
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