CN104244406B - 一种云计算数据下的矿井移动目标定位系统及方法 - Google Patents
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Abstract
一种云计算数据下的矿井移动目标定位系统及方法，属于煤矿井下移动目标定位系统及方法。本系统包括设在井上的云计算系统、外部大数据存储中心、地面监控中心、数据中继服务器以及光纤数据转换模块，其中云计算系统由数据运算处理中心、存储服务器以及云管理模块组成，系统还包括设在井下巷道中的无线‑光纤信号转换模块和WIFI指纹定位基站，包括安装在移动目标载体上的三轴地磁传感器、捷联惯导系统以及WIFI指纹定位传感器，实现井下移动目标位置的实时监控。优点：本系统利用云计算处理数据运算速度快、实时性强，且采用多传感器融合定位精度高、定位结果稳定可靠、能够实现井下移动目标的实时三维精确定位。
Description
技术领域
本发明涉及一种煤矿井下移动目标定位系统及方法，特别是一种云计算数据下的矿井移动目标定位系统及方法。
背景技术
煤炭是我国重要的基础能源和原料，以煤为主的能源结构在相当长时间内不会改变，随着国民经济的发展，煤炭的需求量越来越大，伴随的煤矿安全事故也在不断增多。煤炭资源安全高效开发利用技术成为了国内外学者研究的热点领域。
而煤矿井下移动目标的定位及安全，是保障安全高效开发利用的主要因素。煤矿井下移动目标主要为矿工和机车。矿工位置对于井上生产调度、安全监督管理及灾后救援具有重要意义；机车是运送矿工、生产材料、煤矸石等的井下交通工具，合理调配机车可以提高矿井生产效率，保障矿工安全。
煤矿安全生产的核心是人的安全。在日常煤矿作业中，入井人员流动性大，普遍存在不能准确掌握井下人员的分布和作业等情况的现象，管理十分困难，一旦发生事故对矿井人员缺乏可靠的位置信息，严重制约了抢险救灾的效率，失去最宝贵地抢救时机。目前影响煤矿井下机车运行安全和效率的主要因素是调度人员和司机工作的盲目性。机车一旦开出，调度和司机就无法及时取得联系，更改调度命令非常困难，如果司机不能及时了解其他在线机车的位置和运行情况，撞车事故时有发生，具有很大的安全隐患。
现如今大多数矿井人员的定位基本上采用的是RFID方式，这种方法是在井下的一些关键通道口设置读卡设备，井下人员通过使用射频卡(RFID)的方法记录位置，但这种方法主要存在射频卡系统读卡速度有限，单向信息传输速率低以及定位精度低等问题。捷联惯性导航系统(SINS)和WIFI射频指纹定位系统各有优缺点，但其定位性能是互补的。前者长期工作误差大，但短时间定位精度高。后者定位误差无随时间积累现象，但定位信号与WIFI网络部署、目标所处的环境有较为密切的关系，误差具有随机性且动态性能不好。将捷联惯性导航系统(SINS)和WIFI射频指纹定位算法相结合实现定位，利用数据处理技术将这两种系统的优点进行组合，从而弥补或降低它们各自的缺陷或不足，提高定位的精度和可靠性。但是由于融合系统较高的数据更新率以及定位系统的实时性使得系统对数据运算处理中心要求较高。
综上所述，可以看出定位系统在使用单个定位设备定位效果均不理想，定位精度不高，且采用组合定位系统对系统的数据运算处理能力要求较高，不利于在煤矿井下推广使用。
发明内容
本发明的目的是要提供一种云计算数据下的矿井移动目标定位系统及方法，解决现有的单个定位传感器定位稳定性差，定位精度不高，以及采用组合定位系统对系统的数据运算处理能力要求较高，不利于井下推广使用的问题。
本发明的目的是这样实现的：该矿井移动目标定位包括系统和方法；
所述系统的地面监控中心、数据中继服务器、外部大数据存储中心以及光纤数据转换模块安装在煤矿井上，外部大数据存储中心与云计算系统连接；云计算系统通过Internet网与数据中继服务器连接；地面监控中心和光纤数据转换模块均与数据中继服务器连接；
系统还包括设在井下巷道中的无线-光纤信号转换模块和WIFI指纹定位基站，三轴地磁传感器、捷联惯导系统以及WIFI指纹定位传感器安装在移动目标载体上；所述的三轴地磁传感器测量的地磁信息、捷联惯导系统测量移动目标的加速度和角速度信息以及WIFI指纹定位传感器测量的WIFI信号均通过相应的无线信号发送模块将数据传送到对应的无线-光纤信号转换模块，然后利用光纤将定位信息通过光纤数据转换模块传输到数据中继服务器中；数据中继服务器连接地面监控中心并将接收到的定位信息通过Internet网发送给设置在远端的云计算系统，云计算系统实时处理定位信息并且将定位数据存储到外部大数据存储中心中。
其中所述的云计算系统包括云管理模块、数据运算处理中心以及存储服务器，云计算系统接收来自Internet网的定位数据，通过云管理模块将数据传送到数据运算处理中心，然后云管理模块控制存储服务器将数据运算处理中心解算好的定位数据发送给与云计算系统连接的外部大数据存储中心；处理完成的数据也通过云管理模块利用Internet网传输给远端的用户。
所述的三轴地磁传感器在定位初始阶段测量定位区域巷道的三轴地磁信号并结合位置参考点建立巷道地磁数据库存储在外部大数据存储中心；在定位阶段三轴地磁传感器实时测量移动目标所在位置的地磁信号，并通过网络实时传输到云计算系统，通过云计算系统与大数据存储中心的地磁数据库进行模式信息匹配，得到移动目标的地磁位置信息。
所述的WIFI指纹定位基站根据信号覆盖原则安装布置在巷道里，确保在定位区域的任何一个位置至少都可以接收到三个WIFI信号；所述的WIFI指纹定位传感器在定位初始阶段，测量定位区域巷道的WIFI信号，并且通过WIFI指纹定位基站的信号唯一标识功能确定接收信号的基站编号以及位置信息，结合WIFI指纹定位传感器的位置参考点建立WIFI指纹库，并根据定位精度要求和WIFI信号分辨率对定位区域的WIFI指纹库进行网格划分，将上述信息保存在外部大数据存储中心；所述的WIFI指纹定位传感器在定位阶段实时测量移动目标所在位置的WIFI信号，并通过光纤和网络将数据上传至云计算系统，通过云计算系统与大数据存储中心带网格划分的WIFI指纹库进行模式信息匹配，确定移动目标所在的WIFI网格，最终确定移动目标的位置信息。
所述方法的具体步骤为：
(1)已知位置的WIFI指纹定位基站安装在定位区域的巷道中，WIFI信号覆盖整个定位区域；
(2)三轴地磁传感器采集定位区域的地磁信号，并结合参考位置信息进行参考地磁数据处理，将地磁定位信息上传到云计算系统构建地磁背景场单元存入外部大数据存储中心；WIFI指纹定位传感器测量定位区域的WIFI信号，并结合参考位置信息进行参考WIFI信号数据处理，并上传到云计算系统构建WIFI指纹库进行网格划分后存入到外部大数据存储中心；
(3)捷联惯导系统测量定位初始参考点的惯性信息进行捷联惯导初始对准；所述的云计算系统进行系统初始化；
(4)捷联惯导系统实时测量移动目标的加速度和角速度信息，并通过网络上传至云计算系统；三轴地磁传感器测量移动目标所在位置的地磁信号并通过网络上传至云计算系统；WIFI指纹定位传感器测量移动目标所在位置的WIFI信号并通过网络上传至云计算系统；
(5)云计算系统接收到捷联惯导系统测量移动目标的加速度和角速度信息，通过在云计算系统中的数据运算处理中心对移动目标加速度和角速度进行捷联惯导位置解算，得到移动目标的位置和姿态；云计算系统接收到三轴地磁传感器测量的移动目标所在位置的地磁信息并根据存储在外部大数据存储中心的地磁背景场单元进行模式信息匹配得到位置信息；云计算系统接收到WIFI指纹定位传感器测量的移动目标所在区域的WIFI信号并根据上传到外部大数据存储中心的WIFI指纹库进行模式匹配得到移动目标的位置信息；
(6)将在云计算系统中计算得到的捷联惯导定位位置信息和姿态信息、地磁定位位置信息以及WIFI指纹定位位置信息一起送入数据融合处理模块，最后得到融合了三种定位方法精确的移动目标位置姿态信息；
(7)对融合后的位置姿态信息通过云管理模块将数据存入外部大数据存储中心以及传输到井上的地面监控中心显示输出；在下一个定位更新时刻重复上述步骤(4)—(7)。
有益效果，由于采用上述方案，在煤矿井下的移动目标上安装捷联惯导系统、地磁传感器以及WIFI指纹传感器，在巷道内安装WIFI指纹定位基站以及无线数据传输系统能够将定位数据传输到井上远端的云计算系统和大数据存储中心实现多传感器的组合导航定位。
基于云计算和大数据的多传感器井下移动目标定位系统融合了捷联惯导定位系统、地磁导航系统以及WIFI指纹定位系统的定位信息，克服了单个定位传感器存在的不足。通过网络将多传感器定位信息上传至远端的云计算系统中，并利用大数据存储服务中心开展对定位数据的解算、分析处理以及存储等，有效解决了组合系统中数据处理对硬件要求较高的问题。为了克服捷联惯导定位系统误差随时间发散的问题，在移动目标上安装地磁传感器，通过实时测量得到的移动目标所在位置的三轴地磁信息与地磁信息库进行匹配得到移动目标的位置信息；将WIFI指纹定位系统的WIFI基站安装在矿井的巷道中，通过基站的天线实时向外发送WIFI信号，安装在移动目标上的WIFI指纹传感器实时测量所在位置的WIFI信号，并通过与之前测量得到的WIFI指纹库进行模式匹配，得到移动目标的位置信息，将三个传感器的定位信息进行融合解算既可以得到定位精度高、数据稳定的移动目标位置信息。
优点：该定位系统能够具有捷联惯导定位系统的数据更新率高、定位数据全面等优点，也能够通过地磁定位和WIFI指纹定位实现对捷联惯导累积误差进行很好的抑制。定位系统通过云计算和大数据中心实现了多传感器信息融合的异地解算，降低了对融合数据处理中心的硬件要求，定位精度高，性能稳定且易于实现。
附图说明
图1是本发明的系统结构示意图。
图2是本发明的传感器设备安装布置示意图。
图3是本发明的WIFI指纹定位原理图。
图4是本发明的定位数据处理框图。
图中：1、巷道；2、WIFI指纹定位传感器；3、捷联惯性导航系统；4、WIFI无线定位基站；5、井下移动目标；6、三轴地磁传感器；7、WIFI定位划分网格。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
该矿井移动目标定位包括系统和方法；所述系统的地面监控中心、数据中继服务器、外部大数据存储中心以及光纤数据转换模块安装在煤矿井上，外部大数据存储中心与云计算系统连接；云计算系统通过Internet网与数据中继服务器连接；地面监控中心和光纤数据转换模块均与数据中继服务器连接；
系统还包括设在井下巷道中的无线-光纤信号转换模块和WIFI指纹定位基站，三轴地磁传感器、捷联惯导系统以及WIFI指纹定位传感器安装在移动目标载体上；所述的三轴地磁传感器测量的地磁信息、捷联惯导系统测量移动目标的加速度和角速度信息以及WIFI指纹定位传感器测量的WIFI信号均通过相应的无线信号发送模块将数据传送到对应的无线-光纤信号转换模块，然后利用光纤将定位信息通过光纤数据转换模块传输到数据中继服务器中；数据中继服务器连接地面监控中心并将接收到的定位信息通过Internet网发送给设置在远端的云计算系统，云计算系统实时处理定位信息并且将定位数据存储到外部大数据存储中心中。
其中所述的云计算系统包括云管理模块、数据运算处理中心以及存储服务器，云计算系统接收来自Internet网的定位数据，通过云管理模块将数据传送到数据运算处理中心，然后云管理模块控制存储服务器将数据运算处理中心解算好的定位数据发送给与云计算系统连接的外部大数据存储中心；处理完成的数据也通过云管理模块利用Internet网传输给远端的用户。
所述的三轴地磁传感器在定位初始阶段测量定位区域巷道的三轴地磁信号并结合位置参考点建立巷道地磁数据库存储在外部大数据存储中心；在定位阶段三轴地磁传感器实时测量移动目标所在位置的地磁信号，并通过网络实时传输到云计算系统，通过云计算系统与大数据存储中心的地磁数据库进行模式信息匹配，得到移动目标的地磁位置信息。
所述的WIFI指纹定位基站根据信号覆盖原则安装布置在巷道里，确保在定位区域的任何一个位置至少都可以接收到三个WIFI信号；所述的WIFI指纹定位传感器在定位初始阶段，测量定位区域巷道的WIFI信号，并且通过WIFI指纹定位基站的信号唯一标识功能确定接收信号的基站编号以及位置信息，结合WIFI指纹定位传感器的位置参考点建立WIFI指纹库，并根据定位精度要求和WIFI信号分辨率对定位区域的WIFI指纹库进行网格划分，将上述信息保存在外部大数据存储中心；所述的WIFI指纹定位传感器在定位阶段实时测量移动目标所在位置的WIFI信号，并通过光纤和网络将数据上传至云计算系统，通过云计算系统与大数据存储中心带网格划分的WIFI指纹库进行模式信息匹配，确定移动目标所在的WIFI网格，最终确定移动目标的位置信息。
如图1所示，一种云计算数据下的矿井移动目标定位系统包括：井下移动目标、捷联惯导系统、WIFI指纹传感器、三轴地磁传感器、无线数据发送模块、无线-光纤信号转换模块、光纤数据转换模块、数据中继服务器、地面监控中心、外部大数据存储中心以及云计算系统，其中云计算系统包括云管理模块、数据运算处理中心以及存储服务器。
一种云计算数据下的矿井移动目标定位系统中的三轴地磁传感器实时测量井下移动目标所在位置的地磁信息，并通过安装在移动目标上的无线数据发送模块将三轴地磁数据传送到固定安装在巷道里的无线-光纤信号转换模块。安装在移动目标上的WIFI指纹传感器实时测量安装在巷道里的WIFI无线定位基站发送的WIFI信号，并通过无线数据发送模块将WIFI指纹定位数据传送到巷道里的无线-光纤信号转换模块。安装在移动目标上的捷联惯导系统实时测量移动目标的三轴加速度和三轴角速度信息，并且将惯性信息通过无线数据发送模块实时传送到安装在巷道的无线-光纤信号转换模块。无线-光纤信号转换模块接收来自三轴地磁传感器、WIFI指纹定位传感器和捷联惯导系统的定位数据并将这些数据转换成光纤信息利用井下光缆传送至安装在井上的光纤数据转换模块中。通过光纤数据转换模块将定位信息转换成电信号发送到数据中继服务器中。数据中继服务器负责数据的调配转换，其连接地面监控中心，可以实时显示井下移动目标的运动状态。数据中继服务器通过Internet网可以将井下移动目标的定位数据发送至远端的云计算系统和大数据存储中心。设置在远端的云计算系统接收到定位数据后系统中的云管理模块对数据进行初步的判断和处理，然后控制数据运算处理中心对定位数据进行解算融合，得到融合了三个传感器信息的井下移动目标位置、姿态数据。云管理模块控制存储服务器将原始定位信息以及经过数据运算处理中心解算的移动目标位置、姿态信息存入到外部大数据存储中心。外部大数据存储中心保存系统运行中的定位原始数据和定位解算后的位置、姿态数据，云计算系统也可以随时从大数据存储中心中调取以前的历史数据以供解算显示等。
如图2所示，一种云计算数据下的矿井移动目标定位系统传感器设备安装布置主要包括巷道1、WIFI指纹定位传感器2、捷联惯性导航系统3、WIFI无线定位基站4、井下移动目标5以及三轴地磁传感器6等组成。其中井下移动目标5布置在巷道1中并沿巷道行走。WIFI指纹定位传感器2、捷联惯性导航系统3以及三轴地磁传感器6均固定安装移动目标5中，且WIFI指纹定位传感器2的信号接收天线伸出移动目标的壳体外方便接收WIFI信号。其中捷联惯性导航系统3固定安装在移动目标的机体内以实时测量移动目标的加速度和角速度信号，三轴地磁传感器6安装在移动目标的表面并在上面覆盖塑料外壳以保护传感器不受外部恶劣环境的破坏。WIFI无线定位基站4安装在井下巷道壁上，并且根据基站信号覆盖理论合理选择WIFI基站的数量和WIFI基站的安装位置，确保在定位区域完全被WIFI信号覆盖，且WIFI指纹定位传感器2能够同时接收到3个或3个以上的WIFI基站信号，保证WIFI定位系统的可行性。
如图3所示，一种云计算数据下的矿井移动目标定位系统中的WIFI指纹定位原理图。在WIFI指纹定位系统中WIFI指纹定位基站4按照无线信号覆盖理论安装布置在巷道中，且每一个WIFI指纹定位基站4均向四周均匀发射能够识别自身的WIFI无线信号。WIFI指纹传感器2安装在移动目标上实时接收所在位置的WIFI信号，测量WIFI信号来自哪一个WIFI基站以及WIFI信号的强度。在WIFI指纹定位初始阶段，WIFI指纹定位传感器2在定位区域测量已知位置接收到的WIFI信号强度和信号标识，并结合WIFI指纹定位传感器2的位置建立WIFI指纹库。在建立WIFI指纹库的基础上根据定位精度要求和WIFI信号分辨率对定位区域的WIFI指纹库进行网格划分7，确保在定位区域里的任何位置接收到的WIFI定位信号均能够匹配到一个唯一的网格中，将上述信息保存在外部大数据存储中心。在建立WIFI指纹库后，WIFI指纹定位传感器2在定位阶段实时测量井下移动目标所在位置的WIFI信号，并且将WIFI信号上传至云计算系统和大数据存储中心中的WIFI指纹库进行模式匹配进而得到移动目标所在的位置信息。
如图4所示，一种云计算数据下的矿井移动目标定位方法主要包括三轴地磁传感定位方法、捷联惯导定位方法、WIFI指纹定位方法、云计算系统定位数据解算融合中心以及外部大数据存储中心等。其中地磁传感定位方法在定位开始阶段需要事先进行地磁背景场单元构建以及地磁定位数据库建立，WIFI指纹定位方法在定位开始阶段需进行WIFI基站的信号覆盖规划以及利用WIFI指纹定位传感器进行WIFI指纹数据库建立。
一种云计算数据下的矿井移动目标定位方法，所述的定位方法主要由以下7个步骤完成；
(1)已知位置的WIFI指纹定位基站安装在定位区域的巷道中，WIFI信号覆盖整个定位区域；
(2)三轴地磁传感器采集定位区域的地磁信号，并结合参考位置信息进行参考地磁数据处理，将地磁定位信息上传到云计算系统构建地磁背景场单元存入外部大数据存储中心；WIFI指纹定位传感器测量定位区域的WIFI信号，并结合参考位置信息进行参考WIFI信号数据处理，并上传到云计算系统构建WIFI指纹库进行网格划分后存入到外部大数据存储中心；
(3)捷联惯导系统测量定位初始参考点的惯性信息进行捷联惯导初始对准；所述的云计算系统进行系统初始化；
(4)捷联惯导系统实时测量移动目标的加速度和角速度信息，并通过网络上传至云计算系统；三轴地磁传感器测量移动目标所在位置的地磁信号并通过网络上传至云计算系统；WIFI指纹定位传感器测量移动目标所在位置的WIFI信号并通过网络上传至云计算系统；
(5)云计算系统接收到捷联惯导系统测量移动目标的加速度和角速度信息，通过在云计算系统中的数据运算处理中心对移动目标加速度和角速度进行捷联惯导位置解算，得到移动目标的位置和姿态；云计算系统接收到三轴地磁传感器测量的移动目标所在位置的地磁信息并根据存储在外部大数据存储中心的地磁背景场单元进行模式信息匹配得到位置信息；云计算系统接收到WIFI指纹定位传感器测量的移动目标所在区域的WIFI信号并根据上传到外部大数据存储中心的WIFI指纹库进行模式匹配得到移动目标的位置信息；
(6)将在云计算系统中计算得到的捷联惯导定位位置信息和姿态信息、地磁定位位置信息以及WIFI指纹定位位置信息一起送入数据融合处理模块，最后得到融合了三种定位方法精确的移动目标位置姿态信息；
(7)对融合后的位置姿态信息通过云管理模块将数据传输到井上的地面监控中心显示输出；在下一个定位更新时刻重复上述步骤(4)—(7)。
Claims (5)
1.一种云计算数据下的矿井移动目标定位系统，其特征是：所述系统的地面监控中心、数据中继服务器、外部大数据存储中心以及光纤数据转换模块安装在煤矿井上，外部大数据存储中心与云计算系统连接；云计算系统通过Internet网与数据中继服务器连接；地面监控中心和光纤数据转换模块均与数据中继服务器连接；
系统还包括设在井下巷道中的无线-光纤信号转换模块和WIFI指纹定位基站，三轴地磁传感器、捷联惯导系统以及WIFI指纹定位传感器安装在移动目标载体上；所述的三轴地磁传感器测量的地磁信息、捷联惯导系统测量移动目标的加速度和角速度信息以及WIFI指纹定位传感器测量的WIFI信号均通过相应的无线信号发送模块将数据传送到对应的无线-光纤信号转换模块，然后利用光纤将定位信息通过光纤数据转换模块传输到数据中继服务器中；数据中继服务器连接地面监控中心并将接收到的定位信息通过Internet网发送给设置在远端的云计算系统，云计算系统实时处理定位信息，云管理模块控制存储服务器将数据运算中心结算好的定位数据发送给与云计算系统连接的外部大数据存储中心。
2.根据权利要求1所述的一种云计算数据下的矿井移动目标定位系统，其特征在于：所述的云计算系统包括云管理模块、数据运算处理中心以及存储服务器，云计算系统接收来自Internet网的定位数据，通过云管理模块将数据传送到数据运算处理中心，然后云管理模块控制存储服务器将数据运算处理中心解算好的定位数据发送给与云计算系统连接的外部大数据存储中心；处理完成的数据也通过云管理模块利用Internet网传输给远端的用户。
3.根据权利要求1所述的一种云计算数据下的矿井移动目标定位系统，其特征在于：所述的三轴地磁传感器在定位初始阶段测量定位区域巷道的三轴地磁信号并结合位置参考点建立巷道地磁数据库存储在外部大数据存储中心；在定位阶段三轴地磁传感器实时测量移动目标所在位置的地磁信号，并通过网络实时传输到云计算系统，通过云计算系统与大数据存储中心的地磁数据库进行模式信息匹配，得到移动目标的地磁位置信息。
4.根据权利要求1所述的一种云计算数据下的矿井移动目标定位系统，其特征在于：所述的WIFI指纹定位基站根据信号覆盖原则安装布置在巷道里，确保在定位区域的任何一个位置至少都可以接收到三个WIFI信号；所述的WIFI指纹定位传感器在定位初始阶段，测量定位区域巷道的WIFI信号，并且通过WIFI指纹定位基站的信号唯一标识功能确定接收信号的基站编号以及位置信息，结合WIFI指纹定位传感器的位置参考点建立WIFI指纹库，并根据定位精度要求和WIFI信号分辨率对定位区域的WIFI指纹库进行网格划分，将上述信息保存在外部大数据存储中心；所述的WIFI指纹定位传感器在定位阶段实时测量移动目标所在位置的WIFI信号，并通过光纤和网络将数据上传至云计算系统，通过云计算系统与大数据存储中心带网格划分的WIFI指纹库进行模式信息匹配，确定移动目标所在的WIFI网格，最终确定移动目标的位置信息。
5.一种云计算数据下的矿井移动目标定位方法，其特征在于：所述的定位方法，具体步骤如下：
（1）已知位置的WIFI指纹定位基站安装在定位区域的巷道中，WIFI信号覆盖整个定位区域；
（2）三轴地磁传感器采集定位区域的地磁信号，并结合参考三轴地磁传感器采集定位区域位置信息进行参考地磁数据处理，将地磁定位信息上传到云计算系统构建地磁背景场单元存入外部大数据存储中心；WIFI指纹定位传感器测量定位区域的WIFI信号，并结合参考WIFI指纹定位传感器测量定位区域位置信息进行参考WIFI信号数据处理，并上传到云计算系统构建WIFI指纹库进行网格划分后存入到外部大数据存储中心；
（3）捷联惯导系统测量定位初始参考点的惯性信息进行捷联惯导初始对准；所述的云计算系统进行系统初始化；
（4）捷联惯导系统实时测量移动目标的加速度和角速度信息，并通过网络上传至云计算系统；三轴地磁传感器测量移动目标所在位置的地磁信号并通过网络上传至云计算系统；WIFI指纹定位传感器测量移动目标所在位置的WIFI信号并通过网络上传至云计算系统；
（5）云计算系统接收到捷联惯导系统测量移动目标的加速度和角速度信息，通过在云计算系统中的数据运算处理中心对移动目标加速度和角速度进行捷联惯导位置解算，得到移动目标的位置和姿态；云计算系统接收到三轴地磁传感器测量的移动目标所在位置的地磁信息并根据存储在外部大数据存储中心的地磁背景场单元进行模式信息匹配得到位置信息；云计算系统接收到WIFI指纹定位传感器测量的移动目标所在区域的WIFI信号并根据上传到外部大数据存储中心的WIFI指纹库进行模式匹配得到移动目标的位置信息；
（6）将在云计算系统中计算得到的捷联惯导定位位置信息和姿态信息、地磁定位位置信息以及WIFI指纹定位位置信息一起送入数据融合处理模块，最后得到融合了三种定位方法精确的移动目标位置姿态信息；
（7）对融合后的位置姿态信息通过云管理模块存入外部大数据存储中心以及将数据传输到井上的地面监控中心显示输出；在下一个定位更新时刻重复上述步骤（4）—（7）。
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