申请/专利权人：北京自动化控制设备研究所

申请日：2022-01-21

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN114440876B

主分类号：G01C21/16

分类号：G01C21/16;G01C21/20

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2022.05.24#实质审查的生效;2022.05.06#公开

摘要：本发明提供了一种井下掘进机定位导向方法及井下掘进机定位导向系统，该方法包括：根据井下通视情况确定多个基准点，在每个基准点同时设置基准棱镜和无线电基站；利用全站仪通过基准棱镜进行自主定位，并且在完成自主定位后通过搜索追踪机载棱镜获取机载棱镜的实时位置信息；利用机载超宽带定位装置通过无线电基站进行定位解算以获取机载超宽带定位装置的实时位置信息；利用机载惯导装置根据机载棱镜的实时位置信息和机载超宽带定位装置的实时位置信息对掘进机进行组合导航以输出实时组合导航结果。应用本发明的技术方案，以解决现有技术中导航精度低、可靠性差的技术问题。

主权项：1.一种井下掘进机定位导向方法，其特征在于，采用井下掘进机定位导向系统，所述系统包括：基准基站一体化设备，所述基准基站一体化设备包括基准棱镜和无线电基站，所述基准基站一体化设备设置在井下多个预设的基准点；全站仪，所述全站仪设置在井下巷道内，用于通过所述基准棱镜进行自主定位，并且在完成自主定位后通过搜索追踪机载棱镜获取所述机载棱镜的实时位置信息；超宽带定位装置，所述超宽带定位装置设置在掘进机上，用于通过所述无线电基站进行定位解算以获取机载超宽带定位装置的实时位置信息；惯导装置，所述惯导装置设置在掘进机上，用于根据所述机载棱镜的实时位置信息和所述机载超宽带定位装置的实时位置信息对所述掘进机进行组合导航以输出实时组合导航结果；所述方法包括：S1，根据井下通视情况确定多个基准点，在每个基准点同时设置基准棱镜和无线电基站；S2，利用全站仪通过所述基准棱镜进行自主定位，并且在完成自主定位后通过搜索追踪机载棱镜获取所述机载棱镜的实时位置信息；S3，利用机载超宽带定位装置通过所述无线电基站进行定位解算以获取所述机载超宽带定位装置的实时位置信息；S4，利用机载惯导装置根据所述机载棱镜的实时位置信息和所述机载超宽带定位装置的实时位置信息对所述掘进机进行组合导航以输出实时组合导航结果；所述S4包括：S41，利用所述机载惯导装置对所述掘进机进行单独导航解算以获取原始实时导航结果；S42，建立基于机载惯导装置和机载全站仪的第一子滤波器、基于机载惯导装置和机载超宽带定位装置的第二子滤波器以及基于机载惯导装置和两个子滤波器的主滤波器；S43，基于自适应分配比重算法利用所述第一子滤波器、所述第二子滤波器和所述主滤波器根据所述原始实时导航结果、所述机载棱镜的实时位置信息以及所述机载超宽带定位装置的实时位置信息进行联邦卡尔曼滤波以实时获取所述机载惯导装置的综合误差估计值；S45，根据所述综合误差估计值对所述原始实时导航结果进行修正以得到修正后的实时导航结果，并将修正后的实时导航结果作为所述实时组合导航结果进行输出；所述S43包括：利用所述第一子滤波器对所述原始实时导航结果以及所述机载棱镜的实时位置信息进行卡尔曼滤波以实时获取所述机载惯导装置的第一误差估计值和所述第一误差估计值的协方差；利用所述第二子滤波器对所述原始实时导航结果以及所述机载超宽带定位装置的实时位置信息进行卡尔曼滤波以实时获取所述机载惯导装置的第二误差估计值和所述第二误差估计值的协方差；利用所述主滤波器基于所述自适应分配比重算法根据所述原始实时导航结果、所述第一误差估计值、所述第一误差估计值的协方差、所述第二误差估计值以及所述第二误差估计值的协方差进行卡尔曼滤波以实时获取所述机载惯导装置的第三误差估计值和所述第三误差估计值的协方差；将所述第三误差估计值的协方差与预设阈值进行比较，并在所述第三误差估计值的协方差小于所述预设阈值时将对应的第三估计误差值作为综合误差估计值。

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百度查询： 北京自动化控制设备研究所 一种井下掘进机定位导向方法及井下掘进机定位导向系统

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