一种地理数据采集方法、系统及计算机可读存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种地理数据采集方法、系统及计算机可读存储介质。该地理数据采集方法通过终端设备采集传输至微基站的地理特征作为第一定位数据，将地下传感器与微基站通信信号的RSSI参数与PDR参数的地理特征作为第二定位数据。定位协调器对第一定位数据、第二定位数据进行融合后获得适用于密集型组网环境下的定位结果。进一步的，该方法通过通信网络中各个通信频段的信道质量进行监测，生成通信频段集，根据各个通信频段的干扰情况动态化更新通信频段集，为地理数据采集的通信过程提供干扰最低的信道推荐。最低的信道推荐。最低的信道推荐。

【技术实现步骤摘要】
一种地理数据采集方法、系统及计算机可读存储介质


[0001]本专利技术涉及地理定位技术，尤其涉及一种地理数据采集方法、系统及计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]地下定位是保障矿下工作人员生命安全的重要方法，也是确保矿下各类自动化设备正常运转的必要手段。现有技术提供了一些提高地下定位精确度的技术方案，例如，CN111586838B公开了那种基于RFID、Zigbee和UWB技术融合的定位方法。当前各类智能环境数据采集技术正逐步走向商用。由于矿井下的人员、设备分布密度较大，属于密集型组网，人员携带的终端设备以及自动化机械上的终端设备与基站通信距离较短，使得终端接收到更多基站所发出的上行信号，基站也能够接收到更多终端的下行信号，对地下地理数据采集产生了干扰，导致在现有的组网环境中，矿井下难以实现高精度定位。因此，现有技术有必要进一步改进。

技术实现思路

[0003]针对上述问题，本专利技术提供了一种地理数据采集方法，利用地下传感器与微基站通信信号的RSSI参数以及PDR参数得到横向定位坐标，利用在任意移动目标布置的终端设备监测的气压值确定纵向定位坐标，通过横向定位坐标与纵向定位坐标的融合，实现对终端设备的精准定位。此外，通过动态化更新的通信频段集，为微基站与地下传感器的通信选择干扰最低的信道。进一步的，本专利技术还提供了一种用于实现所述地理数据采集方法的地理数据采集系统及计算机可读存储介质。
[0004]本申请的专利技术目的可通过以下技术方案实现：一种地理数据采集方法，包括以下步骤：步骤1：在采集区设置宏基站，综采面上设置多个微基站，任意一个微基站与宏基站自组网；步骤2：在任意移动目标上布置终端设备，矿井内布置多个地下传感器，任意一个微基站控制多个地下传感器；步骤3：微基站与地下传感器在任意一通信频段内通信，记录各通信频段的信道质量Q，信道质量大于实时阈值T的多个通信频段组成一通信频段集并发送至宏基站；步骤4：至少一个的终端设备发送第一参考信号到微基站，微基站读取第一参考信号后确定移动目标的第一定位数据，并存储至定位协调器；步骤5：终端设备发送第二参考信号到地下传感器i，地下传感器i测量定位第二参考信号的PDR参数，得到第一地理特征；步骤6：终端设备发送第三参考信号到地下传感器j，地下传感器j测量定位第三参考信号的RSSI参数，得到第二地理特征；步骤7：地下传感器i与地下传感器j将第一地理特征与第二地理特征传输到微基
站，微基站确定移动目标的第二定位数据，将第二定位数据存储至定位协调器；步骤8：微基站感知通信频段的功率，周期性遍历各个通信频段的信道质量Q，若信道质量Q大于等于实时阈值T，进入步骤9，反之，进入步骤10；步骤9：微基站更新通信频段集，定位协调器基于第一定位数据与第二定位数据获得修正定位数据，并将修正定位数据发送至宏基站；步骤10：定位协调器删除第一定位数据与第二定位数据，切换信道的通信频段，更新通信频段集，进入步骤3。
[0005]在本专利技术中，第一参考信号为定位参考信号，调用终端设备监测的气压监测值，根据该气压监测值确定终端设备的定位深度。
[0006]在本专利技术中，第一定位数据为终端设备在时间t反馈的定位深度，该第一定位数据至少包括纵向坐标与时间戳，该纵向坐标为终端设备在时间t反馈的定位深度。
[0007]在本专利技术中，第二参考信号为探测参考信号，定位传感模块根据第二参考信号计算终端设备的PDR参数，基于PDR参数得到第一地理特征。
[0008]在本专利技术中，第一地理特征为定位传感模块识别终端设备的运动方向与速度，估测终端设备得到的定位数据。
[0009]在本专利技术中，第三参考信号为探测参考信号，定位传感模块根据第三参考信号计算终端设备的RSSI，基于RSSI得到第二地理特征。
[0010]在本专利技术中，第二地理特征为定位传感器模块识别终端设备的RSSI信道传输的观测值，估测终端设备的定位数据。
[0011]在本专利技术中，第二定位数据为第一地理特征与第二地理特征融合的横向定位坐标，包含第一地理特征与第二地理特征中的定位数据。
[0012]一种地理数据采集的系统，该系统用于实现所述地理数据采集方法，包括：宏基站、微基站、地下传感器、定位协调器、终端设备，其中，地下传感器包括：定位传感模块、监测传感模块，定位传感模块用于发送探测参考信号并上报终端位置信息；监测传感模块包括瓦斯传感器、矿用压力传感器、CO浓度传感器；宏基站从IPRAN接入主干光纤并记录通信频段集；微基站与矿井下终端设备、地下传感器进行全双工通信，微基站用于接收地下传感器的第一定位数据或第二定位数据；定位协调器用于处理微基站存储的第一定位数据或第二定位数据。
[0013]一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的地理数据采集方法。
[0014]实施本专利技术的地理数据采集方法、系统及计算机可读存储介质，具有以下有益效果：通过宏基站内实时更新的通信频段集调整通信信道，选择受干扰影响最小的信道进行通信，有效减少了密集型网络下地理数据采集存在干扰的问题。另外，将微基站与地下传感器通信信号探测的PDR参数与RSSI参数作为定位基准，基于终端设备的气压监测的深度位置作为定位补充，构建横向定位坐标与纵向定位坐标相结合的地理数据采集方法，优化了矿井下密集型组网环境中地理数据采集存在的干扰问题，提升了定位精度，减少了恶劣环境下定位失真的问题产生。
附图说明
[0015]图1为本专利技术的一种地理数据采集方法的布置结构示意图；图2为本专利技术的一种地理数据采集方法的流程图；图3为本专利技术的地下传感器的硬件结构图；图4为本专利技术的终端设备与微基站获取第一定位数据的流程图；图5为本专利技术的一种地理数据采集的系统的框图；图6为本专利技术的基于优化卡尔曼滤波对第一特征与第二特征融合得到第二定位数据的示意图。
具体实施方式
[0016]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0017]矿井下的地理数据采集需要搭建高密集度的通信网络环境，该通信网络环境布置用于煤矿工业开采过程中数据传输、开采决策、图像处理、远程维护与控制等技术方法的实施。矿井下具有狭长分布且分支众多的空间特征，无线电波的传输容易受到粗糙煤壁的影响，并且相关设备布置容易产生强磁干扰等问题，导致矿井下布置地理数据采集的通信网络成为了新时期智能化煤矿工业发展中的重要技术手段。在布置的矿井网络环境下，终端设备可以获得更多来自于基站的上行信号，基站也可以接收到来自更多设备的下行信号。在矿井下部署通信网络，由于矿井下终端设备众多，并且狭长分支众多的矿井环境使得基站与终端设备之间的通信间距大大缩短，基于这种密集型组网环境下的地理数据采集容易受到干扰，定位精确度无法得到保证。
[0018]实施例一如图1，本专利技术实施的这种地理数据采集方法，通过在矿井区域引入经IPRAN处理后的主干光纤构建宏基站，宏基站连接矿井下多个微基站，微基站与宏基站自组网。矿井下分布有多本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地理数据采集方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：在监测区设置宏基站，综采面上设置多个微基站，任意一个微基站与宏基站自组网；步骤2：在任意移动目标上布置终端设备，矿井内布置多个地下传感器，任意一个微基站控制多个地下传感器；步骤3：微基站与地下传感器在任意一通信频段内通信，记录各通信频段的信道质量Q，信道质量大于实时阈值T的多个通信频段组成一通信频段集并发送至宏基站；步骤4：至少一个的终端设备发送第一参考信号到微基站，微基站读取第一参考信号后确定移动目标的第一定位数据，并存储至定位协调器；步骤5：终端设备发送第二参考信号到地下传感器i，地下传感器i测量定位第二参考信号的PDR参数，得到第一地理特征；步骤6：终端设备发送第三参考信号到地下传感器j，地下传感器j测量定位第三参考信号的RSSI参数，得到第二地理特征；步骤7：地下传感器i与地下传感器j将第一地理特征与第二地理特征传输到微基站，微基站确定移动目标的第二定位数据，将第二定位数据存储至定位协调器；步骤8：微基站感知通信频段的功率，周期性遍历各个通信频段的信道质量Q，若信道质量Q大于等于实时阈值T，进入步骤9，反之，进入步骤10；步骤9：微基站更新通信频段集，定位协调器基于第一定位数据与第二定位数据获得修正定位数据，并将修正定位数据发送至宏基站；步骤10：定位协调器删除第一定位数据与第二定位数据，切换信道的通信频段，更新通信频段集，进入步骤3。2.根据权利要求1所述的地理数据采集方法，其特征在于，第一参考信号为定位参考信号，调用终端设备监测的气压监测值，根据该气压监测值确定终端设备的定位深度。3.根据权利要求1所述的地理数据采集方法，其特征在于，第一定位数据为终端设备在时间t反馈的定位深度，该第一定位数据至少包括纵向坐标与...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂梨平，刘建兴，陈哲，吴聪，崔萍，谭俊杰，李涛，彭勇，
申请(专利权)人：江西核工业测绘院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：