02 技术原理 地磁定位
先测量工作区域的地磁场数据作为地磁基准图。作业人员佩戴定位终端内的磁传感器随人员行走，采集行走路线上的地磁场数据，构成实时图；将实测数据与地磁基准图数据库进行搜索匹配，确定作业人员所在位置。
图2 选煤厂内地磁定位工作原理
试验表明，不同路线地磁场存在明显差异，且磁场特征随时间稳定（数月不变的磁场分布），磁场地图建立后无需频繁更新。
免基站部署 · 不受遮挡干扰 · 定位精度优于 1m · 已应用于国能包头能源、陕煤红柳林、柠条塔等选煤厂
选煤厂是煤炭生产加工中的重要环节，人员精确定位系统是智能化选煤厂建设的重要组成部分。管理人员需实时掌握全厂人员分布状况和行进轨迹动态。
传统 UWB 定位方案 在选煤厂复杂环境中面临三大痛点：
为解决这些问题，本文借鉴飞行器地磁定位研究成果，采用地磁定位技术与 IMU 融合方案，在国能包头能源李家壕煤矿、陕煤红柳林选煤厂、柠条塔矿业等选煤厂得到了成功应用。
先测量工作区域的地磁场数据作为地磁基准图。作业人员佩戴定位终端内的磁传感器随人员行走，采集行走路线上的地磁场数据，构成实时图；将实测数据与地磁基准图数据库进行搜索匹配，确定作业人员所在位置。
试验表明，不同路线地磁场存在明显差异，且磁场特征随时间稳定（数月不变的磁场分布），磁场地图建立后无需频繁更新。
系统包括感知层（定位终端）、网络层（WiFi/4G/5G）、应用管理层（定位引擎）、表现层和用户层。
包括人员定位卡和智能终端，内置磁传感器实时采集磁场信号，通过 WiFi/4G 发送至定位引擎。
SOS 按键触发报警，蜂鸣器按 SOS 信号方式报警，左侧红灯同步闪烁。支持跌落、静止、高空坠落等异常行为自动检测报警。
定位引擎是地磁定位系统的核心。数据处理流程：
采用基于激光雷达的专业地磁测量装置进行磁场数据采集。装置由无磁小车、激光雷达、磁传感器、工控板等组成，推动小车行走即可实现位置和磁场数据的同步采集。
激光雷达通过 SLAM 技术实现室内地图及位置信息测量，定位精度优于 0.1m。通过双线性插值方法将原始磁场数据均匀网格化，生成地磁基准图。数据内容包括地理坐标系下的经纬度和磁感应强度（Lat, Lon, B）。
在红柳林选煤厂部署了 1 套地磁定位系统，对 2 号主厂房 1～6 层，按照以下步骤测试地磁定位精度：
定位轨迹路线如图 14 所示，测试结果表明计算得到的定位结果和实际行走路线吻合。44 号位置参考点实景和三维对比如图 15 所示。
选定的 111 个测试点位的定位误差结果如图 16 所示，累积误差概率分布如图 17 所示，表明 90% 以上的点位误差小于 1m。
| 统计指标 | 数值 |
|---|---|
| 测试点位总数 | 111 个（1～6 层） |
| 90% 以上点位定位误差 | < 1m |
| 定位误差均值（1σ） | 满足精确定位要求 |
| 覆盖楼层 | 6 层主厂房 |
在三维地图上实时查看各区域人员数量统计、位置显示、出入时刻，关联监控大屏全面展示。
SOS 一键报警、坠落检测、越界/串岗/静止/聚集报警，提升应急响应效率。
可视化展现人员行走轨迹、历史轨迹，随时调看出入记录。
无需基站施工，抗干扰能力强，在复杂工业环境中定位精度高。
基于地磁定位技术的选煤厂人员定位系统满足选煤厂人员精确定位需求。系统免基站安装、维护简单、不易受遮挡和金属干扰、适合复杂多高度平台的选煤厂人员定位管理和应用。经实际应用验证，定位精度优于 1m，满足选煤厂人员精确定位需求。该方法也可在其他室内定位的工业场景推广应用。
参考来源：张旭可, 刘克颜. 基于地磁定位技术的选煤厂人员精确定位系统研发及应用[J]. 智能矿山, 2025, 6(12): 36-42.
作者单位：中选智控（天津）科技有限公司