一种室内应用于核电站定位方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种室内应用于核电站定位方法及系统，所述方法包括获取多个定位基站的坐标，测量定位标签至所述多个定位基站中第i基站第一距离与所述定位标签至所述多个定位基站中第一基站第二距离的距离差；根据定位基站的数量采用对应运算方式计算所述定位标签的坐标。本发明专利技术通过CHAN氏算法结合卡尔曼滤波对目标进行双重估计定位算法的叠加，并通过建立精确描述室内环境下无线电信号的传播特性的射线追踪模模型解决了现有技术下因为核电站内存在大量遮挡的屏柜影响无线信号，即非视距定位因素，导致定位精度不够的问题。

An Indoor Location Method and System for Nuclear Power Station

The invention provides an indoor positioning method and system for nuclear power plant, which includes acquiring coordinates of multiple positioning base stations, measuring the distance difference between the first distance of positioning tag and the first base station in the multiple positioning base stations and the second distance between the positioning tag and the first base station in the multiple positioning base stations, and calculating the determination by corresponding operation according to the number of positioning base stations. The coordinates of bit labels. The method superposes the target double estimation and location algorithm by CHAN algorithm and Kalman filter, and solves the problem of inadequate location accuracy caused by the large number of screens in the nuclear power plant which affect the wireless signal, i.e. non-line-of-sight location factor, by establishing a ray-tracing model that accurately describes the propagation characteristics of radio signals in the indoor environment.

【技术实现步骤摘要】
一种室内应用于核电站定位方法及系统
本专利技术涉及定位
，尤其涉及一种室内应用于核电站定位方法及系统。
技术介绍
现有的核电厂房定位技术目前一般进行存在性定位，无法将现场移动目标的行动轨迹和状态进行实时监控管理，普通定位产品定位精度误差也比较大(达到米级别)。主要考虑核电系统是基于安全保守的设计原则，且无线设备与现场各类精密设备之间的电磁干扰会造成不可逆的影响且难以诊断事故源头，另外厂房环境特殊，部分厂房环境较为恶劣，定位手段的应用会有一定的难度，目前一般有三种解决方案。方案一所采用的基于Wi-Fi信号传输模式通过无线信号强度(ReceivedSignalStrengthIndicator，RSSI)和地磁信号数据加以卡尔曼滤波算法得到标签的位置和移动轨迹。目前由于Wi-Fi通信功率较大，只适用于反应堆厂房和精密电仪设备厂房以外区域，由于是基于RSSI测距，当厂房里面存在大量存在遮挡的屏柜时，无线信号无法穿透实体，信号削减较为严重，此方法测算出的定位误差会比较大，无法达到较良好的定位效果。方案二提供了一种基本定位思路，根据接收到的信号强度采用TOA算法确定距离，通过内置的定位惯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种室内应用于核电站定位方法，其特征在于，所述方法包括：步骤S11，获取多个定位基站的坐标(Xi，Yi，Zi)，所述i大于1；步骤S12，测量定位标签至所述多个定位基站中第i基站第一距离与所述定位标签至所述多个定位基站中第一基站第二距离的距离差；步骤S13，根据定位基站的数量采用对应运算方式计算所述定位标签的坐标。

【技术特征摘要】
1.一种室内应用于核电站定位方法，其特征在于，所述方法包括：步骤S11，获取多个定位基站的坐标(Xi，Yi，Zi)，所述i大于1；步骤S12，测量定位标签至所述多个定位基站中第i基站第一距离与所述定位标签至所述多个定位基站中第一基站第二距离的距离差；步骤S13，根据定位基站的数量采用对应运算方式计算所述定位标签的坐标。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S12具体为：定位标签同一时刻向所述第一基站和所述第i基站发送电磁波信号，所述i值从2到M；测量所述定位标签至所述第i基站的第一传播时间与所述定位标签至所述第一基站的第二传播时间的时间差τi；根据电磁波传播速度c与所述时间差τi的乘积得到所述距离差。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S13包括：建立第一方程式所述定位标签的坐标为(x，y，z)，所述第i基站的坐标为(Xi，Yi，Zi)，所述Ri为所述定位标签至所述第i基站距离；将所述第一方程式推导得到第二方程式其中Ki＝Xi2+Yi2+Zi2，R＝x2+y2+z2，R12＝(x-x1)2-(y-y1)2-(z-z1)2；Ri,1＝Ri-R1，所述Ri,1为定位标签至所述多个定位基站中第i基站距离与所述定位标签至所述多个定位基站中第一基站距离的距离差；Xi,1＝Xi-X1，所述Xi,1为第i基站水平坐标与第一基站水平坐标的坐标差；Yi,1＝Yi-Y1，所述Yi,1为第i个基站垂直坐标与第一基站垂直坐标的坐标差；Zi,1＝Zi-Z1，所述Zi,1为第i基站竖直坐标与第一基站竖直坐标的坐标差；根据Ri2-R12＝(x-xi)2+(y-yi)2+(z-zi)2-(x-x1)2+(y-y1)2+(z-z1)2，推导得到第三方程式判断定位基站数量为四个时，将所述第三方程式通过转换得到第四方程式根据假设Ri为已知、第i各基站与定位标签的距离Ri由TOA算法可初步测得，以及Ri＝cti，利用所述第四方程式可直接推导得出x，y，z的值即得到定位标签的坐标(x，y，z)。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S13还包括：判断定位基站数量为四个以上时，建立第五方程式将所述第五方程式由非线性方程转换为线性方程；用加权最小二乘法得到所述线性方程初始解；对所述初始解及附加变量进行第二次加权最小二乘法运算，得到改进的定位标签的坐标(x，y，z)。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，将所述第五方程式由非线性方程转换为线性方程具体为：设置未知向量Za＝[ZpT，R1]T，其中Zp＝[x，y,z]T，由此推导出以Za为变量的线性方程h＝GaZa，其中设是定位标签的真实值，当存在到达时间差(TimeDifferenceofArrival，TDOA)误差时，TDOA噪声误差矢量6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述用加权最小二乘法得到所述线性方程初始解具体包括：定义无TDOA噪声时表达式为{*}0，作为{*}的真实值，因此推导出Ri,1＝Ri,10+cni,1，所述ni,1表示定位标签分别到第i基站和第一基站的时间差；结合Ri,1＝Ri,10+cni,1和Ri0＝Ri,10+R10得到TDOA噪声误差矢量Ψ＝cBn-0.5c2n⊙n≈cBn，其中所述B表示对角矩阵，对角线上元素分别为其中⊙标识Schur乘积；因cni,1＜＜Ri0，推导TDOA噪声误差矢量具有协方差矩阵的高斯随机矢量Ψ＝E[ψψT]＝c2BQB，其中Q为TD...

【专利技术属性】
技术研发人员：向健，刘业胜，李静，陈楫焱，朱文江，陆秀生，
申请(专利权)人：中广核研究院有限公司，中国广核集团有限公司，中国广核电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44