针对长大隧道施工过程中人员安全的监测问题,结合信息化技术的发展和长大隧道施工的特点,提出了基于物联网的长大隧道施工人员定位跟踪系统。现有的室内定位技术在定位精度、距离以及抗干扰能力方面都各有优缺点。借助低功耗、超长距离无线通信技术LoRa(Long Range),对长距离室内定位方法进行研究。本文的主要工作是对LoRa技术在施工隧道人员定位中的应用进行研究,目标是设计一个施工隧道远程无线定位系统,该系统能够解决施工隧道基站部署难度大和普通无线定位方案定位精度低的问题,并运用卡尔曼滤波定位算法,使系统具有自适应性。施工隧道人员定位系统由三大部分组成:网关、基站和节点。网关负责管理基站、分配任务、信息处理和节点位置计算;基站支持数据无线转发、节点测距;节点配合基站测距。本文的主要工作和创新点包括以下几方面:第一,TDOA测距研究。LoRa芯片内置Ranging Engine(到达时间差),融合测距引擎,使用了 TOF测距方法。第二,卡尔曼滤波研究。定位基站测量的节点与基站之间的距离为卡尔曼滤波器的测量结果。在隧道中,根据数学模型计算施工人员的位置,作为卡尔曼滤波的预测结果,对两个测量、预测结果进行合理加权,匹配上次卡尔曼滤波后的最好估计值,即可得到当前时刻的最好估计值。第三,级联数据无线传输研究。研究施工隧道施工特点和现有施工隧道基站有线传输方式给基站部署带来的不便。针对现有方案存在的缺点,提出了一种基于级联数据无线传输解决方案,该方案是基站上下级之间互相绑定,遵循规则依次转发数据,解决了无线定位系统在施工隧道中的部署难题。