姚 健，刘送永，崔玉明，顾聪聪

(中国矿业大学 机电工程学院，江苏 徐州 221116)

1 概 述

我国煤炭开采已从机械化、自动化正逐步向智能化迈进[1]，发展智慧煤矿是我国煤炭工业发展的必由之路[2]，井下精确定位是智慧煤矿精准控制的基础[3]，UWB(Ultra Wide Band)技术因其功耗低、传输速率高[4-5]、穿透能力强[6]、高灵活性、高可靠性以及高精度测距等特性，在井下高精度定位领域得到广泛的应用。

在UWB定位系统中，当移动目标不能满足视距条件时，信号的传播只能通过折射和衍射等非视距方式，此时就会造成一定的NLOS(Non-Line-of- Sight)误差[7]，如图1所示，在发射端信号无法直接到达接收端，会以反射和折射的方式绕过障碍物，得到的测距值就会大于真实值，从而造成测距和定位误差，另外定位过程中的环境噪声以及其它干扰都会对UWB定位结果产生影响，产生测距异常值[8]，因此，亟需对UWB定位过程中，NLOS误差和噪声的抑制进行研究。

在UWB定位方面，国内外学者已经进行了大量的研究，唐春玲等人[9]将井下人员定位作为研究对象，对比了UWB以及另外三种定位技术的环境适用性，结果表明，UWB定位技术在井下定位方面有着非常大的发展潜力；赵文生等人[10]结合井下工作面实际工作环境，对超宽带脉冲信号模型和测距原理进行了深入研究，通过对通信参数的优化，将UWB测距误差控制在50cm以内；Guvenc等[11]提出一种基于多径信道统计信息的NLOS识别技术，开发了联合似然比，实现LOS/NLOS的有效识别；肖竹等人[12，13]对UWB定位研究的发展历程和研究现状进行了详细的分析，指出了UWB定位仍存在的问题和发展趋势，通过对NLOS信道模型的仿真，证明基于最强路径检测的TOA估计方法，可以有效抑制NLOS误差；……