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煤矿地质构造特殊,矿井巷道错综复杂,部分延伸长达数十公里,一旦发生矿难,工作人员和搜救人员均难以准确定位并找到合适的路线,所以设计一种安全可靠的矿井导航定位设备极其迫切。目前,井下定位主要依靠无线方式,主流技术方案有AOA (angle of arrival)、RSSI (received signal strength indicator)和TOA(time ofarrival)。但这些方案具有的共同特点是定位精度较低,尤其是工作时需全程接收外部信息,自主性差,这给实际应用留下了巨大隐患。本文首先分析了矿井导航方面的国内外研究现状,并对现有导航系统所存在的主要问题进行了阐述,重点对捷联式惯性导航系统(Strapdown Inertial NavigationSystem, SINS)误差累计问题和无线定位可靠性问题进行了研究与论证。针对上述导航系统各自的优缺点,设计了一种基于射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)修正技术的矿井组合导航系统,利用RFID标签存储的实际地理位置信息和SINS误差方程,结合卡尔曼滤波技术(Kalman filter, KF)估计并补偿SINS存在的陀螺漂移和加速度计零偏,用以解决SINS误差累计的缺点。同时,针对算法难于验证的问题,从工程实现的角度出发,提出了组合导航轨迹发生器的算法,产生惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)输出数据、速度及位置轨迹数据。利用IMU输出数据进行导航解算,再将解算结果与轨迹发生器实际产生的速度、位置数据进行对比,测试结果表明SINS累计误差得到有效修正。但是,实际使用时,修正点间隔距离、射频标签间隔还有待进一步研究。矿井组合导航系统硬件平台采用“双DSP”架构,分别选用TI公司的TMS320F28335和TMS320F6748作为核心处理器,其中TMS320F28335负责陀螺仪、加速度计、温度及射频数据的采集,并且该DSP还负责惯性传感器的温度补偿及射频数据的解码工作,TMS320F6748实现捷联解算、数据融合算法、人机接口交互及解算数据存储等功能。人机交互主要通过3.5寸触摸屏和USB2.0接口来实现,DSP之间的数据交互采用芯片自带的XINT并行总线。通过系统整体调试和改进,达到预期的设计要求。