溜井是矿山生产中矿岩运输的重要装置,在使用过程中常出现变形、失稳和垮塌等严重问题,给矿山企业造成巨大的经济损失。为保证矿山溜井能够连续、稳定的投入生产使用,研究溜井内矿石运动特征对矿业生产的安全运行具有重要意义。文中采用无线定位技术研究实现了溜井内矿石运动特征的检测,主要工作包括:研究了超宽带技术在复杂环境下的定位特性,从理论上论证了超宽带(Ultra Wide-band,UWB)定位适合作为溜井检测的技术手段。由于接收信号强度(Received Signal Strength Indication,RSSI)定位技术易受外界环境干扰,定位精度较差;信号到达角度(Angle Of Arrival,AOA)定位技术需要布置天线阵列且不适合在多路径密集的环境下应用;而到达时间差(Time Difference Of Arrival,TDOA)定位技术能够充分利用UWB信号穿透能力强、抗多路径和高时间分辨率等优点,具有较高的定位精度。研究对比到达时间法(Time Of Arrival,TOA)以及飞行时间方法(Time of Flight,TOF)定位技术原理,总结出基于飞行时间的测距方法能够有效降低时钟不同步造成的误差,同时为了补偿TOF技术在定位精度上的劣势,提出了一种协同定位方法——TOF/TDOA定位算法。该算法能够借助TOF的双向测距实现消除时钟误差,并且以距离参数构造TDOA模型下的非线性方程组,使TOF定位结果作为TDOA下泰勒迭代算法的初值进行迭代运算,有效提高定位精度。标准噪声误差和非视距传播(Non-Line of Sight,NLOS)误差环境下的仿真结果表明,协同定位算法具有更快收敛速度和更高定位精准度特性。最后,搭建了由溜井溜放矿模拟系统和无线定位检测系统组成的溜井溜放矿试验平台,通过统计已知环境中TOF/TDOA协同定位算法在三维空间环境下的误差数据,标定了无线检测系统参数,并在此基础上检测了溜井矿石运移特征轨迹。