基于TOA压缩感知的矿井分布式目标定位优化策略

本文主要探讨了矿井环境中分布式目标定位技术的研究与应用，针对当前集中式矿井目标定位系统存在的可靠性问题，提出了构建分布式矿井目标定位系统的重要性和优势。该系统旨在通过分布式架构提高定位系统的鲁棒性和效率，降低对单一设备的依赖，从而增强整个系统的稳定性。 文章首先介绍了分布式矿井目标定位系统的构成框架，强调了采用低功耗和轻量化计算机作为核心组件的重要性，以适应矿井环境下的特殊需求。在此背景下，提出了基于TOA（Time of Arrival，到达时间）压缩感知的定位方法，这是一种利用稀疏采样和压缩编码理论来实现高效定位的技术。 具体而言，该方法分为离线和在线两个阶段：在离线阶段，构建一个指纹库，包含了预先采集的环境特征信息，如信号传播特性。在线定位时，通过接收目标发送的信号，根据TOA原理测量信号传输时间，并利用压缩感知算法对这些时间进行处理，粗略地确定目标位置。随后，通过细化网格搜索和优化算法，进行精定位，进一步减小定位误差。 研究结果显示，基于TOA压缩感知的矿井分布式目标定位方法在定位精度和实时性方面表现出色。值得注意的是，定位误差与网格划分的数量密切相关，网格划分越多，意味着数据采样更密集，定位精度越高。这说明该方法能够根据实际需求灵活调整定位精度，适应不同巷道和区域的定位需求。 关键词集中在“矿井定位”、“分布式”、“目标定位”、“指纹库”和“压缩感知”上，反映出研究的核心内容围绕这些关键技术展开。本文提供了一种有效的解决方案，不仅解决了传统矿井定位系统的不足，还为未来在复杂、动态的矿井环境下实现高精度、低能耗的目标定位提供了新的理论支持和技术路径。