专利名称：一种生命探测装置互定位方法及生命探测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及灾后搜救生命探测技术领域，特别涉及一种生命探测装置互定位方法及生命探测装置。
背景技术：
自然灾害具有瞬间发生、破坏剧烈、监测预报困难、社会影响深远等特点，例如，破坏性强烈的地震、山体滑坡等灾害，给国家经济建设和人民生命财产安全造成巨大的危害和损失。国内外无数次的自然灾害事例证明，灾后紧急救援技术水平对于减轻灾害损失具有极其重要的意义。我国目前在灾害紧急救援技术方面还十分薄弱，主要依靠人力、搜救犬以及生命探测装置进行生命探测，以寻找幸存者。人力和搜救犬探测效率比较低下，且受周边环境影响严重。现有生命探测装置均存在着受现场环境影响较大、搜索空间范围小、搜索速度慢、 缺乏快速定位能力等缺点，远远满足不了灾后废墟埋压的被困人员大范围快速搜救的需求。为了解决现有技术中生命探测装置受到环境影响严重，导致搜救效率低下的问题，一种基于手机的灾后生命探测方法和系统被提出。如
图1所示，这种系统由手机(移动终端)和若干生命探测装置(基站)组成。发生灾情后，由生命探测装置(基站)发送消息诱发被困人员手机(移动终端)进行登记接入，搜索生命探测装置发出的信号建立紧急链路链接。生命探测装置根据求救信号，确定移动终端并进行定位操作，最终确定被困人员的位置，进行有效的施救。在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题生命探测装置组成的生命探测网中，欲要对手机进行精准的定位，首先需要对生命探测装置自身位置有个精确的定位。现有的基于诱发手机登记的灾后生命探测与定位系统，生命探测装置之间的定位依靠GPS等定位系统完成。在民用GPS定位系统中，只能通过解码GPS粗码(C/A码)完成定位。在IKM范围内，相对定位误差大概能达到l_3m，授时同步精度约为20ns。如果使用依靠GPS定位生命探测系统来完成接下来的对手机高精度定位的生命探测任务是不可行的。现有技术中，尚没有一种生命探测装置之间定位的方案可以完成生命探测装置的高精度互定位。
发明内容
为了解决现有技术中基于GPS的生命探测装置互定位方法中，由于GPS相对定位误差影响后续对手机的定位精度问题，本发明实施例提供了一种生命探测装置互定位方法及生命探测装置。所述技术方案如下一种生命探测装置互定位方法，所述方法包括一台主生命探测装置与至少一台从生命探测装置组成生命探测网；每台生命探测装置通过定位系统进行自身位置的定位，得到自身位置的初始坐标；每台生命探测装置通过气压测高对自身初始坐标中的高度信息进行修正；所述从生命探测装置获取所述主生命探测装置的初始坐标，通过载波相位测量得到自身位置相对于所述主生命探测装置位置的修正值，对自身位置的初始坐标进行修正。所述每台生命探测装置通过定位系统进行自身位置的定位之前，该方法还包括每台生命探测装置处于距离已知的位置且同时生成载波信号；其中，每台生命探测装置之间的距离为所述载波信号波长的整数倍；所述主生命探测装置发射生成的载波信号s (t)；所述从生命探测装置接收所述主生命探测装置发射的载波信号s(t)，与自身生成的载波信号比较，测量得到s(t)
与Sj(t)的相位差Δ Φj，根据公式
权利要求
1.一种生命探测装置互定位方法，其特征在于，所述方法包括一台主生命探测装置与至少一台从生命探测装置组成生命探测网； 每台生命探测装置通过定位系统进行自身位置的定位，得到自身位置的初始坐标； 每台生命探测装置通过气压测高对自身初始坐标中的高度信息进行修正； 所述从生命探测装置获取所述主生命探测装置的初始坐标，通过载波相位测量得到自身位置相对于所述主生命探测装置位置的修正值，对自身位置的初始坐标进行修正。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述每台生命探测装置通过定位系统进行自身位置的定位之前，该方法还包括每台生命探测装置处于距离已知的位置且同时生成载波信号；其中，每台生命探测装置之间的距离为所述载波信号波长的整数倍；所述主生命探测装置发射生成的载波信号s (t)；所述从生命探测装置接收所述主生命探测装置发射的载波信号s(t)，与自身生成的载波信号~(0比较，测量得到s(t)与Sj(t)的相位差Δ Φ」，根据公式M =算得到时钟修正值，用以修正自身时钟；c其中，j为从生命探测装置的编号，λ i为载波信号s(t)和的波长。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述每台生命探测装置处于距离已知的位置之后，该方法还包括每台生命探测装置通过定位系统进行授时同步，完成生命探测装置间的时间粗同步。
4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述每台生命探测装置通过气压测高对自身初始坐标中的高度信息进行修正，包括所述每台生命探测装置的初始坐标为(Xi，Yi, Zi)，其中，i为生命探测装置的编号； 所述每台生命探测装置分别测量当前位置的大气压强值PKi，并根据公式 /7O Γ /V ~ΔΖ, = — (—rm,g-\得到自身高度的修lE值，用以得到自身位置修lE后的初始坐标(Xi, P L ^o 」Ii, Azi)；其中，Ttl为标准海平面的温度，Ptl为标准海平面的压力，β为温度的垂直变化率， R为空气专用气体常数，g为自由落体加速度。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述从生命探测装置获取所述主生命探测装置的初始坐标，通过载波相位测量得到自身位置相对于所述主生命探测装置的修正值， 对自身位置的初始坐标进行修正，包括每台生命探测装置同时生成载波信号；所述主生命探测装置将自身位置的初始坐标(Xl，Y1, Az1)用载波信号c(t)调制后发射；所述从生命探测装置接收所述主生命探测装置发射的载波信号c (t)，与自身生成的载波信号Ci (t)比较，得到相位差Oi ；其中，i为从生命探测装置的编号；所述主生命探测装置与从生命探测装置之间的相位距离於=月x(f)x2;r，其中，fix()/12为取小数部分，λ 2为载波信号C (t)和Ci (t)的波长； 计算相位修正量八辟=<^-辟；所述主生命探测装置与从生命探测装置之间的距离在气压测高修正后的值为
6.一种生命探测装置，其特征在于，该装置包括定位单元、气压测高单元和载波相位测量单元，其中，所述定位单元，用于定位自身位置，得到初始坐标；所述气压测高单元，用于进行气压测高，对所述初始坐标中的高度信息进行修正； 所述载波相位测量单元，用于生成载波信号，接收其它生命探测装置发射的载波信号并进行载波相位测量，对所述初始坐标进行修正。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，该装置还包括同步单元，用于根据载波相位测量进行各个生命探测装置之间的同步。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述气压测高单元进一步包括气压测量子单元、第一计算子单元和第一修正子单元，其中，所述气压测量子单元，用于测量当前位置的大气压强，并发送所述第一计算子单元； 所述第一计算子单元，用于根据所述当前位置的大气压强计算得到自身高度的修正值并发送所述第一修正子单元；所述第一修正子单元，用于根据所述自身高度的修正值修正自身位置的初始坐标。
9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述载波相位测量单元进一步包括载波生成子单元、载波测量子单元、第二计算子单元和第二修正子单元，其中，所述载波生成子单元，用于生成载波信号；所述载波测量子单元，用于测量接收到的载波信号与自身生成的载波信号的相位差， 并发送所述第二计算子单元；所述第二计算子单元，用于根据所述相位差和生命探测装置之间的距离差，计算所述生命探测装置之间相对位置的修正值，并发送所述第二修正子单元；所述第二修正子单元，用于根据所述相对位置的修正值对自身的相对位置进行修正。
10.如权利要求6所述的装置，其特征在于，该装置还包括载波发射单元，用于发射所述载波相位测量单元生成的载波信号。
全文摘要
本发明公开了一种生命探测装置互定位方法，属于灾后搜救生命探测技术领域。所述方法包括一台主生命探测装置与至少一台从生命探测装置组成生命探测网；每台生命探测装置通过定位系统进行自身位置的定位，得到自身位置的初始坐标；每台生命探测装置通过气压测高对自身初始坐标中的高度信息进行修正；所述从生命探测装置获取所述主生命探测装置的初始坐标，通过载波相位测量得到自身位置相对于所述主生命探测装置位置的修正值，对自身位置的初始坐标进行修正。本发明通过气压测高对生命探测装置自身初始坐标中的高度信息进行修正，再通过载波相位测量对生命探测装置之间的相对位置进行修正。可以精准的定位生命探测装置的位置，进而提高灾后搜救生命探测的效率。
文档编号G01S19/43GK102540229SQ20111046057
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月31日 优先权日2011年12月31日
发明者万能, 吕子平, 孙晓飞, 施浒立, 王晓冠, 肖延南, 邓中亮, 陈才湖, 韩淼 申请人:北京邮电大学