基于GRPM井下定位的MPMD匹配算法的试验研究
汪金花
郭云飞
郭立稳
张博
吴兵
1.华北理工大学矿业工程学院,河北唐山,0632102.华北理工大学矿业工程学院,河北唐山,0632103.华北理工大学矿业工程学院,河北唐山,0632104.华北理工大学矿业工程学院,河北唐山,0632105.华北理工大学矿业工程学院,河北唐山,063210
摘要：针对井下生产管理、灾后避险以及定点搜救的高精度定位需求,提出一种标签识别与地磁匹配组合定位的GRPM方法.GRPM方法是从井下物联网的智能化角度,设计的一种高精度、自主、新型的井下定位方法.结合井下实际地磁测量时噪声干扰较大,地磁异常场空间分布不明显、缓变或特征相似情况下的地磁匹配定位精度低的问题,建立了一种地磁空间向量积的最优估计匹配模型MPMD,也称为磁特征参量联合距离匹配算法.试验选取了模拟矿井的2个水平巷道H-11和H-21,通过对2个巷道地磁数据的均值、标准差、粗糙度和信息熵的统计分析,评价出H-11为地磁定位弱适配区,H-21为强适配区.在H-11和H-21巷道内开展了MSD,MAD,MPMD算法匹配定位的对比试验,分析了3种算法在地磁变化、噪声扰动下的地磁匹配的精度和抗噪性能.结果 表明:在地磁特征丰富的H-21强适配区,3种算法的总体匹配概率都达到了95％以上,但MPMD定位精度高于MSD,MAD算法,基本上保持在一个网格间格内;在地磁特征贫乏的H-11弱适配区,MPMD算法能够较好的处理模糊匹配多值问题,不易出现虚定位.在H-21强适配区开展了算法性能测试,当噪声为200 nT时,MSD和MAD匹配有少量虚定位,MPMD算法匹配结果基本无误差,效果很好;在噪声400 nT和600 nT抗噪性能试验中,MSD和MAD匹配出现大量虚定位,MPMD算法有少量虚定位,总体匹配概率也达到了89％,表现出较强的鲁棒性.MPMD算法是一种有效高精度地磁匹配方法,在准确度、精度和鲁棒性方面确实具有明显优势,但匹配过程耗时较多,需要从搜索策略上进一步优化.
关键词：井下地磁定位GRPM定位匹配算法MPMD匹配射频识别鲁棒性
分类号：TD76(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(51374089)河北省自然科学基金(E2018209345)河北省博士研究生创新资助项目(CXZZBS2017123)
论文发表日期：2019-01-01
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：9( 1274-1282 )
英文信息