捷联惯导在采煤机动态定位中的应用

"该文提出了一种采用捷联惯导系统的采煤机动态定位方法，通过三轴加速度计和陀螺仪测量采煤机的实时运动参数，以解决三维体定位的问题。在载体坐标系下获取的数据经过坐标变换，转化为惯性坐标系中的导航方程，通过积分运算获取位置和姿态信息。文中还进行了惯性导航定位的仿真分析，验证了捷联惯导在采煤机定位中的有效性和准确性。" 详细说明: 在煤炭开采过程中，采煤机的精确动态定位至关重要，因为它涉及到采矿效率和作业安全。传统的定位方法可能无法满足三维空间中的实时定位需求。针对这一问题，本文提出了一种基于捷联惯导（ Strapdown Inertial Navigation System, SINS）的解决方案。 捷联惯导系统是一种先进的导航技术，它利用三轴加速度计和陀螺仪来连续监测设备的线性加速度和角速度。在采煤机的例子中，这些传感器可以实时采集到采煤机在载体坐标系下的运动信息。然而，载体坐标系的数据并不能直接用于定位计算，因此需要将这些数据转换到惯性坐标系中。 为了实现这个转换，研究者构建了采煤机在惯性坐标系中的导航方程。惯性坐标系是一个固定不变的参考框架，使得物体的运动可以不受局部参考点的影响进行描述。通过对加速度和角速度的积分运算，可以得到采煤机的位置和姿态信息，包括其在空间中的位置坐标和旋转角度。 在理论模型建立之后，进行了采煤机惯性导航定位的仿真分析。这种仿真模拟了实际工作条件，以验证所提出的定位方法的准确性和稳定性。结果显示，采用捷联惯导系统可以有效地实现采煤机的动态定位，提高了定位精度，为采煤作业提供了有力的技术支持。 此研究对于提高煤矿开采的自动化水平和安全性具有重要意义，尤其是在复杂地形和环境下，捷联惯导系统的应用能够减少人为误差，提高工作效率，并有助于预防潜在的安全事故。 关键词: 捷联惯导、采煤机、定位、惯性坐标系 这项工作得到了国家高技术研究发展计划(863计划)、江苏省研究生培养创新工程以及中国矿业大学科技攀登计划的资助，显示出该领域研究的前沿性和实用性。作者樊启高等人的研究为未来进一步提升采煤机的智能化和自动化水平奠定了基础。