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由于很多无线通信技术(如WCDMA、WIFI、ZIGBEE、蓝牙等)受到井下巷道和工作面复杂多变环境的影响,通信性能较差,导致井下移动目标无线定位效果并不理想。为了解决井下多径和非视距效应造成的无线网络稳定可靠性较差问题,本文将智能天线原理和WIFI通信网络相结合,以智能天线接收机作为井下WIFI基站,可有效抑制巷道多径和非视距效应对信号传播的影响,提高DOA和TOA估计精度。同时,从理论上分析相关的DOA和TOA估计技术,并有针对性的探讨和构建了井下无线定位相关理论模型和相关井下无线定位算法,其具体研究内容如下:1.针对不同的巷道和工作面,分析信号传播路径衰减及其反射形式,建立覆盖整个井下的无线网络基站分布模型,并在此基础上构建了基于DOA和TOA的联合定位模型。2.针对井下有限异质可变空间导致产生的相干信源干扰,重点分析基于解相干的DOA估计技术,分别采用前向平滑、前后向平滑和Toeplitz算法进行解相干处理,获得高精度的DOA估计信息,并通过仿真分析表明:在井下相干信源干扰的DOA估计中,Toeplitz算法相比其他解相干技术具有更好的估计性能。3.由于受到井下多径、非视距和网络时间同步的影响,导致到达时间延迟估计偏差较大,提出了一种最大似然TOA估计的迭代算法,通过将小数延时不断迭代来缩小估计误差,并做出仿真表明:采用50步长搜索,且进行一次迭代就可得到较高精度的TOA估计信息。4.为了消除DOA和TOA测距误差,根据基本单站定位原理,分别提出了基于角度变化率和单次反射的定位方法,并仿真分析了他们之间的定位性能。针对井下网络时间同步带来的TOA测距误差影响,根据多基站定位原理,分别提出了改进的Chan算法和加权修正的定位算法,仿真表明,改进的Chan算法相比其他算法具有更高的定位效果,并且应选择距离移动节点较近且估计精度较高的基站联合定位。