矿井巷道狭长潮湿,环境恶劣,极易发生爆炸、坍塌等事故,为了及时有效的发现安全隐患,保障井下安全生产和事故救灾,急需建立一种可靠高效的井下通信系统。研究电磁波在矿井巷道内的传播特性,为规划和设计应急无线通信系统,实现井下人员精确定位,有着十分重要的意义。本文对井下电磁波传播衰减模型进行仿真,根据仿真结果对电磁波在矿井巷道中的传播规律以及影响因素进行分析,并以此模型建立指纹数据库,为后续的指纹定位算法提供数据支持。本文主要研究内容如下:(1)对井下无线信道建模方法进行分析研究,着重介绍了射线追踪法的原理以及该算法在煤矿井下无线信道建模中的应用,分析矿井巷道中电磁波传播的四种基本传输方式及特点,给出直射射线、反射射线、绕射射线和透射射线场强的计算公式。(2)根据射线追踪法中的SBR算法,建立矿井巷道电磁波传播模型,建模过程包括射线生成、射线追踪以及射线接收,得到每一条有效射线的传播路径,进而得到电磁波在矿井巷道中传播的所有路径,接着给出了接收点处信号接收功率、路径损耗和时延扩展的计算公式。对得到的传播模型进行仿真,根据仿真结果分析巷道横截面、频率、天线位置、极化方式、巷道壁粗糙度以及巷道岩层电参数等因素对矿井巷道电磁波的接收功率和路径损耗的影响。(3)根据前面确定的矿井巷道电磁波传播模型建立精准的指纹数据库。简要介绍了指纹定位算法的流程图,指纹定位算法主要包括离线采集阶段和在线定位阶段,本文的工作主要是完成离线采集阶段中数据的采集和指纹数据库的建立。在矿井巷道内选取若干个均匀的参考点,设置三个固定的AP,根据电磁波传播模型确定从三个AP到每一个参考点的信号传播路径,计算每条路径的信号强度,然后以每条路径的功率强度和与之对应的位置信息作为指纹样本,建立指纹数据库。