CN112881978B - 定位系统精度测量方法、装置及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种定位系统精度测量方法、装置及存储介质，该方法包括：检索定位系统的数据库，查找基站记录的参考卡移动到预设位置时的参考卡定位信息以及参考卡移动到预设位置时的时间点；从数据库中搜索时间点所在预设周期内，基站记录的测试卡定位信息，定位卡作为测试卡，与参考卡一同移动；根据测试卡定位距离与参考卡定位距离的差值，得到定位系统的动态精度。本方案适用于没有GPS授时的矿用人员定位系统基站的定位精度测量，使得动态精度测量仅仅需要依赖于基站的内部时钟，减少了人工测量的工作难度以及人工时钟校准难度。
Description
技术领域
本发明涉及定位测量技术领域，尤其涉及一种用于矿用人员定位系统的定位系统精度测量方法、装置及存储介质，主要适合各安标检测中心和第三方检测机构使用。
背景技术
目前，对于矿用人员定位系统，需要根据人员定位系统标准要求，对系统的动态精度进行测量。但是标准并未规定具体的测量方式，因此目前测量方法是由各检测中心自行把握。但是，现有的检测方案仅适用于有GPS授时的人员定位系统，对于没有GPS授时的人员定位系统，则不适用，比如矿用人员定位系统基本都是不带GPS授时的(因为井下无GPS信号)。
发明内容
本发明提供一种定位系统精度测量方法、装置及存储介质，可以实现无GPS授时的人员定位系统的动态精度测量，保证时钟基准的统一性。
为实现上述目的，本发明提供一种定位系统精度测量方法，所述方法应用于定位系统精度测量装置，所述定位系统包括基站和定位卡，所述方法包括以下步骤：
检索定位系统的数据库，查找基站记录的参考卡移动到预设位置时的参考卡定位信息以及参考卡移动到预设位置时的时间点；
从所述数据库中搜索所述时间点所在预设周期内，所述基站记录的测试卡定位信息，所述定位卡作为所述测试卡，与所述参考卡一同移动；
根据所述测试卡定位信息以及所述参考卡定位信息，计算得到所述定位系统的动态精度。
其中，所述根据所述测试卡定位信息以及所述参考卡定位信息，计算得到所述定位系统的动态精度的步骤包括：
从所述测试卡定位信息读取所述测试卡的定位距离；
从所述参考卡定位信息读取所述参考卡的定位距离；
计算所述测试卡的定位距离和所述参考卡的定位距离之间的差值，得到所述定位系统的动态精度。
其中，所述检索定位系统的数据库之前还包括：
控制所述参考卡和测试卡同时向预设位置方向移动；
在所述参考卡经过所述预设位置时，通过基站接收所述参考卡发射的参考卡定位信息，并记录保存至所述数据库；
通过基站接收所述测试卡发射的测试卡定位信息，并记录保存至所述数据库。
其中，所述定位系统精度测量装置包括轨道、置于所述轨道上的轨道车，以及设置在所述预设位置的永磁铁，所述参考卡及测试卡固定在所述轨道车上，随所述轨道车在所述轨道上移动；
所述在所述参考卡经过所述预设位置时，通过基站接收所述参考卡发射的参考卡定位信息，并记录保存至所述数据库的步骤包括：
在所述参考卡经过所述预设位置时，所述参考卡与所述永磁体接触，被所述永磁铁激活，向所述基站发射参考卡定位信息，通过基站接收所述参考卡发射的参考卡定位信息，并记录保存至所述数据库。
其中，所述通过基站接收所述测试卡发射的测试卡定位信息，并记录保存至所述数据库的步骤包括：
所述测试卡在所述预设周期内分时工作，向所述基站发射测试卡定位信息，通过基站接收所述测试卡发射的测试卡定位信息，并记录保存至所述数据库。
本发明还提出一种定位系统精度测量装置，所述定位系统包括基站和定位卡，所述定位卡作为测试卡，所述定位系统精度测量装置包括：
参考卡，用于与所述测试卡一同移动，并在预设位置向所述基站发射参考卡定位信息；
检索模块，用于检索定位系统的数据库，查找基站记录的参考卡移动到预设位置时的参考卡定位信息以及参考卡移动到预设位置时的时间点；从所述数据库中搜索所述时间点所在预设周期内，所述基站记录的测试卡定位信息；
计算模块，用于根据所述测试卡定位信息以及所述参考卡定位信息，计算得到所述定位系统的动态精度。
其中，所述计算模块，还用于从所述测试卡定位信息读取所述测试卡的定位距离；从所述参考卡定位信息读取所述参考卡的定位距离；计算所述测试卡的定位距离和所述参考卡的定位距离之间的差值，得到所述定位系统的动态精度。
其中，所述定位系统精度测量装置还包括轨道、置于所述轨道上的轨道车，以及设置在所述预设位置的永磁铁，所述参考卡及测试卡固定在所述轨道车上，随所述轨道车在所述轨道上移动；在所述参考卡经过所述预设位置时，所述参考卡与所述永磁体接触，被所述永磁铁激活，向所述基站发射参考卡定位信息，通过基站接收所述参考卡发射的参考卡定位信息，并记录保存至所述数据库；所述测试卡在所述预设周期内分时工作，向所述基站发射测试卡定位信息，通过基站接收所述测试卡发射的测试卡定位信息，并记录保存至所述数据库。
本发明还提出一种计算机可读存储介质，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时实现如上所述的方法的步骤。
相比现有技术，本发明提出的一种定位系统精度测量方法、装置及存储介质，检索定位系统的数据库，查找基站记录的参考卡移动到预设位置时的参考卡定位信息以及参考卡移动到预设位置时的时间点；从所述数据库中搜索所述时间点所在预设周期内，所述基站记录的测试卡定位信息，所述定位卡作为所述测试卡，与所述参考卡一同移动；根据所述测试卡定位信息以及所述参考卡定位信息，计算得到所述定位系统的动态精度。本方案适用于没有GPS授时的矿用人员定位系统基站的定位精度测量，使得动态精度测量仅仅需要依赖于基站的内部时钟，减少了人工测量的工作难度以及人工时钟校准难度。
附图说明
图1是本发明定位系统精度测量方法的流程示意图；
图2是本发明定位系统精度测量装置示意图；
图3是本发明定位系统精度测量装置中参考卡和测试卡运动示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参照图1，图1是本发明提出的定位系统精度测量方法的流程示意图。
本方案适用于矿用人员定位系统的形式试验，主要适合各安标检测中心和第三方检测机构使用。
根据人员定位系统标准要求，要对系统的动态精度进行测量。但是标准并未规定具体的测量方式，因此测量方法是由各检测中心自行把握。本发明提出的这种解决方法，适用于没有GPS授时的人员定位系统，只需要改造一种人员定位卡即可。
其中，人员定位系统包括标签和基站两种设备，利用基站的绝对位置，以及标签和基站的相对位置形成定位。由于矿用系统用于一维的巷道，因此只需要关心标签和基站之间的距离即可。
所谓定位精度，是指标签运动情况下，特定的时刻T，标签所在实际位置与定位系统得到的位置的距离差值。动态精度由两部分组成：实际测距精度+由于定位卡(即标签)的时分复用导致的测距时间不同。
举例而言，所谓动态精度，是指在一个特定时间，如8:00:00在定位系统上看各个定位卡的位置，与定位卡实际位置的差值。如果定位卡是1秒1次，那么在7:59:59.1定位过一次的卡，此时还没有产生下一次定位。因此8:00:00在系统上看到该卡的位置其实是0.9秒前的，该卡还有0.1秒才刷新。
由于人员定位系统需要服务多张定位卡，因此定位卡一定是分时工作的。譬如，每张定位卡都是1s进行一次发射，但是不同的卡之间具体发射时间是分散开的，以免发生冲突。但是定位系统会将一个周期内的所有测距认为同一个时刻数据处理。假如要求得到某定位卡在8：00：00的具体位置，但是因为分时工作的原因，该卡真实进行测距业务的时间与要求的时间可能相差多达1秒。如果该卡处于运动状态，这个测距时间和要求时间的差距就会体现成为距离的差距。
鉴于矿用人员定位系统普遍没有GPS授时，如果使用人工+钟表测量，有一定困难。困难表现在，比较难把人工使用的钟表和基站内部时钟高精度校准，大约只能校准到秒级。
而本发明只需要使用基站内部时钟即可，保证了时钟基准的统一性。
本发明定位系统测量装置中引入了参考卡。参考卡的制作是非常简单的，只需要在单片机任意一个IO口上增加霍尔元件即可，本发明不做重点阐述。
具体地，如图1所示，本发明实施例提出一种定位系统精度测量方法，所述方法应用于定位系统精度测量装置，所述定位系统包括基站和定位卡，定位卡作为测试卡；所述定位系统精度测量装置包括：参考卡、轨道、置于所述轨道上的轨道车，以及设置在所述预设位置的永磁铁，所述参考卡及测试卡固定在所述轨道车上，随所述轨道车(参照图2和图3)在所述轨道上移动；在所述参考卡经过所述预设位置时，所述参考卡与所述永磁体接触，被所述永磁铁激活，向所述基站发射参考卡定位信息，通过基站接收所述参考卡发射的参考卡定位信息，并记录保存至所述数据库；所述测试卡在所述预设周期内分时工作，向所述基站发射测试卡定位信息；通过基站接收所述测试卡发射的测试卡定位信息，并记录保存至所述数据库。
所述方法包括以下步骤：
S1，检索定位系统的数据库，查找基站记录的参考卡移动到预设位置时的参考卡定位信息以及参考卡移动到预设位置时的时间点；
具体地，
S2，从所述数据库中搜索所述时间点所在预设周期内，所述基站记录的测试卡定位信息，所述定位卡作为所述测试卡，与所述参考卡一同移动；
S3，根据所述测试卡定位信息以及所述参考卡定位信息，计算得到所述定位系统的动态精度。
具体包括：
从所述测试卡定位信息读取所述测试卡的定位距离；
从所述参考卡定位信息读取所述参考卡的定位距离；
计算所述测试卡的定位距离和所述参考卡的定位距离之间的差值，得到所述定位系统的动态精度。
更为具体地，在所述检索定位系统的数据库之前还包括：
控制所述参考卡和测试卡同时向预设位置方向移动；
在所述参考卡经过所述预设位置时，通过基站接收所述参考卡发射的参考卡定位信息，并记录保存至所述数据库；
通过基站接收所述测试卡发射的测试卡定位信息，并记录保存至所述数据库。
其中，如图2和图3所示，所述定位系统精度测量装置包括轨道、置于所述轨道上的轨道车，以及设置在所述预设位置的永磁铁，所述参考卡及测试卡固定在所述轨道车上，随所述轨道车在所述轨道上移动；
在所述参考卡经过所述预设位置时，所述参考卡与所述永磁体接触，被所述永磁铁激活，向所述基站发射参考卡定位信息，通过基站接收所述参考卡发射的参考卡定位信息，并记录保存至所述数据库。
所述测试卡在所述预设周期内分时工作，向所述基站发射测试卡定位信息，通过基站接收所述测试卡发射的测试卡定位信息，并记录保存至所述数据库。
理论上，我们可以用眼睛盯着来测量动态精度。譬如控制测试卡8：00：00通过100米的位置，并且在8：00：00时刻用眼睛盯着看系统上该卡片的位置。但是，实际利用人眼来看是不可靠的。
而参考卡就起了这样一个作用。当它经过譬如，100米位置，被磁铁激活，立刻向基站发送一个信息。基站会记录下该时间，并上传数据库。同时其他卡也在这个时刻的之前或者之后发送信息(并测距)，也会被基站记下，上传数据库。参考卡和测试卡是处于同样的位置，因此，我们就知道了，参考卡报告的这个时刻，所有卡正好在100米处。
检索数据库查找参考卡的信息，其记录的时间就是整个测试卡/参考卡组通过100米标志的时间。搜索该时间1秒内的其他卡定位信息，读出距离，与100米的差距就是动态精度。
上述方法只依赖于基站时钟本身，无需和其他时钟进行对准。
相比现有技术，本发明提出的一种定位系统精度测量方法，通过测量装置检索定位系统的数据库，查找基站记录的参考卡移动到预设位置时的参考卡定位信息以及参考卡移动到预设位置时的时间点；从所述数据库中搜索所述时间点所在预设周期内，所述基站记录的测试卡定位信息，所述定位卡作为所述测试卡，与所述参考卡一同移动；根据所述测试卡定位信息以及所述参考卡定位信息，计算得到所述定位系统的动态精度。本方案适用于没有GPS授时的矿用人员定位系统基站的定位精度测量，使得动态精度测量仅仅需要依赖于基站的内部时钟，减少了人工测量的工作难度以及人工时钟校准难度。
此外，如图2和图3所示，本发明还提出一种定位系统精度测量装置，所述定位系统包括基站和定位卡，所述定位卡作为测试卡，所述定位系统精度测量装置包括：
参考卡，用于与所述测试卡一同移动，并在预设位置向所述基站发射参考卡定位信息；
检索模块，用于检索定位系统的数据库，查找基站记录的参考卡移动到预设位置时的参考卡定位信息以及参考卡移动到预设位置时的时间点；从所述数据库中搜索所述时间点所在预设周期内，所述基站记录的测试卡定位信息；
计算模块，用于根据所述测试卡定位信息以及所述参考卡定位信息，计算得到所述定位系统的动态精度。
具体地，所述计算模块，还用于从所述测试卡定位信息读取所述测试卡的定位距离；从所述参考卡定位信息读取所述参考卡的定位距离；计算所述测试卡的定位距离和所述参考卡的定位距离之间的差值，得到所述定位系统的动态精度。
具体实施时，如图2和图3所示，所述定位系统精度测量装置还包括轨道、置于所述轨道上的轨道车，以及设置在所述预设位置的永磁铁，所述参考卡及测试卡固定在所述轨道车上，随所述轨道车在所述轨道上移动；在所述参考卡经过所述预设位置时，所述参考卡与所述永磁体接触，被所述永磁铁激活，向所述基站发射参考卡定位信息，通过基站接收所述参考卡发射的参考卡定位信息，并记录保存至所述数据库；所述测试卡在所述预设周期内分时工作，向所述基站发射测试卡定位信息，通过基站接收所述测试卡发射的测试卡定位信息，并记录保存至所述数据库。
具体地，如图2所示，测试卡安装在轨道小车上。轨道小车以规定速度前进(如7m/s)。与测试卡位于同一位置的包含一张参考卡。铁轨侧方特定地点放置一个永磁铁，永磁铁即本方案关注的某个距离，譬如距离基站100m。
参考卡是一种改造过的定位卡，它在单片机IO口上增加了一个霍尔元件，当被激活时会立刻发出信息与基站通信。
图3为参考卡和测试卡经过永磁铁的示意图。
当参考卡通过永磁铁时，立刻给基站发射信号。而其他测试卡是通过随机时间或者特定算法分开发射的(保证譬如每秒发射一次，但是各卡的发射时机不同)。
然后，通过查找数据库(任何定位系统都有)，可以查找参考卡的定位时间，以及与它处于同一周期内的其他卡的定位距离。这些距离与永磁铁所在位置，如100m相比较，即为动态精度值。
此外，本发明还提出一种计算机可读存储介质，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时实现如上所述的方法的步骤。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (4)
1.一种定位系统精度测量方法，其特征在于，所述方法应用于定位系统精度测量装置，所述定位系统包括基站和定位卡，所述方法包括以下步骤：
检索定位系统的数据库，查找基站记录的参考卡移动到预设位置时的参考卡定位信息以及参考卡移动到预设位置时的时间点；
从所述数据库中搜索所述时间点所在预设周期内，所述基站记录的测试卡定位信息，所述定位卡作为所述测试卡，与所述参考卡一同移动，所述参考卡用于与所述测试卡一同移动，并在预设位置向所述基站发射参考卡定位信息；
根据所述测试卡定位信息以及所述参考卡定位信息，计算得到所述定位系统的动态精度；
所述根据所述测试卡定位信息以及所述参考卡定位信息，计算得到所述定位系统的动态精度的步骤包括：
从所述测试卡定位信息读取所述测试卡的定位距离；
从所述参考卡定位信息读取所述参考卡的定位距离；
计算所述测试卡的定位距离和所述参考卡的定位距离之间的差值，得到所述定位系统的动态精度；
所述检索定位系统的数据库之前还包括：
控制所述参考卡和测试卡同时向预设位置方向移动；
在所述参考卡经过所述预设位置时，通过基站接收所述参考卡发射的参考卡定位信息，并记录保存至所述数据库；
通过基站接收所述测试卡发射的测试卡定位信息，并记录保存至所述数据库；
所述定位系统精度测量装置包括轨道、置于所述轨道上的轨道车，以及设置在所述预设位置的永磁铁，所述参考卡及测试卡固定在所述轨道车上，随所述轨道车在所述轨道上移动；
所述在所述参考卡经过所述预设位置时，通过基站接收所述参考卡发射的参考卡定位信息，并记录保存至所述数据库的步骤包括：
在所述参考卡经过所述预设位置时，所述参考卡与所述永磁铁接触，被所述永磁铁激活，向所述基站发射参考卡定位信息，通过基站接收所述参考卡发射的参考卡定位信息，并记录保存至所述数据库。
2.根据权利要求1所述的定位系统精度测量方法，其特征在于，所述通过基站接收所述测试卡发射的测试卡定位信息，并记录保存至所述数据库的步骤包括：
所述测试卡在所述预设周期内分时工作，向所述基站发射测试卡定位信息，通过基站接收所述测试卡发射的测试卡定位信息，并记录保存至所述数据库。
3.一种定位系统精度测量装置，其特征在于，所述定位系统包括基站和定位卡，所述定位卡作为测试卡，所述定位系统精度测量装置包括：
参考卡，用于与所述测试卡一同移动，并在预设位置向所述基站发射参考卡定位信息；
检索模块，用于检索定位系统的数据库，查找基站记录的参考卡移动到预设位置时的参考卡定位信息以及参考卡移动到预设位置时的时间点；从所述数据库中搜索所述时间点所在预设周期内，所述基站记录的测试卡定位信息；
计算模块，用于根据所述测试卡定位信息以及所述参考卡定位信息，计算得到所述定位系统的动态精度；
所述计算模块，还用于从所述测试卡定位信息读取所述测试卡的定位距离；从所述参考卡定位信息读取所述参考卡的定位距离；计算所述测试卡的定位距离和所述参考卡的定位距离之间的差值，得到所述定位系统的动态精度；
所述定位系统精度测量装置还包括轨道、置于所述轨道上的轨道车，以及设置在所述预设位置的永磁铁，所述参考卡及测试卡固定在所述轨道车上，随所述轨道车在所述轨道上移动；在所述参考卡经过所述预设位置时，所述参考卡与所述永磁铁接触，被所述永磁铁激活，向所述基站发射参考卡定位信息，通过基站接收所述参考卡发射的参考卡定位信息，并记录保存至所述数据库；所述测试卡在所述预设周期内分时工作，向所述基站发射测试卡定位信息，通过基站接收所述测试卡发射的测试卡定位信息，并记录保存至所述数据库。
4.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时实现如权利要求1-2中任一项所述的方法的步骤。
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