煤矿井下超宽带定位混合解算方法
陈美蓉1
王凯2
张嘉纯3
许鹏远2
1.中国矿业大学数学学院,江苏徐州 2211162.煤炭科学研究总院矿山大数据研究院,北京 1000133.中国矿业大学信息与控制工程学院,江苏徐州 221116
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
分类号：TD655(矿山电工)
资助基金：国家重点研发计划(2017YFC0804306)北京市科技计划(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)
论文发表日期：2021-03-10
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：7( 53-59 )
英文信息