一种用于震后被困人员的二维定位方法与流程

本发明专利涉及一种针对震后场景中，部分被困人员无法正常移动同时其手机无法通过gps定位等情况，利用移动通信基站以及被困人员手机内置的对应的手机应用程序，来对待救援区域中被困人员进行定位的系统及方法。

背景技术：

我国国土面积辽阔，但同时覆盖的地震带也多，四川云南等地经常会发生不同等级的地震。自然灾害的发生无法避免，但灾后开展及时有效的救援工作则可以尽可能的地抢救伤员，挽回损失。在地震发生后，经常会有人员被困的情况发生，此时救援人员经常会采用地毯式的搜救方法进行搜救，这样通常会耗费大量的人力物力。而考虑到现如今智能手机的极高普及率，可以通过借助定位智能手机的位置来间接定位人员的位置。

同时，考虑到蓝牙、wifi等信号通信距离较近，使用手机通讯信号，即利用移动通信基站可以使救援覆盖范围更广。这样，利用手机通讯信号，同时结合被困人员手机内置的应用程序，即可完成人员的搜救工作。

基于以上信息，本发明专利完成了利用移动通信基站提供通信信号，同时结合手机内置的应用程序，完成对被困人员在二维平面内的定位的工作。

技术实现要素：

本发明专利提出了一种用于震后被困人员的二维定位方法，该方法利用移动通信基站提供信号覆盖，同时配合被困人员手机内部的相关手机应用，对被困人员进行定位。

本发明专利所述的定位方法包括：

1.在地震发生后有人员被困的区域内，用移动通信基站对区域内的手机提供手机通信信号。通信基站覆盖范围内的手机将全部接入该移动通信基站。

进一步的，所述移动通信基站可以是中国移动或中国联通的商用移动通信基站，也可以是利用软件无线电，即在linux系统下，软件部分利用gnuradio和openbts，硬件部分利用usrp或同类型软件无线电外设，所搭建的移动通信基站。

进一步的，在地震发生后，已有的固定的通信基站无法使用的情况下，被定位手机将直接连入用于定位的移动通信基站。

进一步的，所述待救援区域应为规则形状区域，即待救援区域俯视图近似长方形，或区域边界的两条边可构成直角或锐角，同时两条边长小于移动通信基站覆盖半径。

2.移动通信基站从构成锐角的两边，也即折线的一个端点移动到另一端点处，运动过程中移动通信基站要持续收集手机的信号强度值，并进行记录。

进一步的，所述移动通信基站若能直接收集手机的信号强度值，则直接依靠移动通信基站对手机的信号强度值进行收集与记录；若不能，则借助被困人员手机内部的应用程序，在定位过程中等时间间隔地向救援人员发送内容为信号强度的短信。

3.移动通信基站运动结束后，对所接收到的每部手机的信号强度信息进行分析，会发现每部手机的信号强度在测量过程中都会出现两个峰值，在峰值对应处做其所处边上的垂线，两条垂线的交点即为被定位手机的相对位置。

进一步的，所述被定位手机的相对位置为二维平面下的位置信息。

附图说明

图1展示的是定位环境及过程的简化图

具体实施方式

如图1所示，本实施例提供一种利用移动通信基站提供通信信号，同时结合待定位手机内部的应用程序，来对被困人员进行定位的方法。具体的定位过程包括：

1.首先，在地震发生后有人员被困的区域内，用移动通信基站对区域内的手机提供手机信号。通信基站覆盖范围内的手机将全部接入该移动通信基站。该移动通信基站可以是中国移动或是中国联通的商用移动通信基站；也可以是利用软件无线电搭建的移动通信基站。同时，待救援区域应为规则形状区域，即待救援区域俯视图近似长方形，或区域边界的两条边可构成直角或锐角，同时两条边长小于移动通信基站覆盖半径。说明书附图展示本发明专利所对应一种简化的定位场景图，边ab与边bc垂直，图中手机图标代表待定位的手机位置q，移动通信基站p可以在边ab和边bc上移动。

2.其次，移动通信基站从构成锐角的两边，也即折线的一个端点移动到另一端点处，如图1中的移动通信基站p从点a运动到点b，再运动到点c。运动过程中移动通信基站要持续收集手机的信号强度值，并进行记录。移动通信基站若能直接收集手机的信号强度值，则直接依靠移动通信基站对手机的信号强度值进行收集与记录；若不能，则借助待救援手机内部的应用程序，在定位过程中等时间间隔地向救援人员发送内容为信号强度的短信。

3.最后，移动通信基站运动结束后，对所接收到的每部手机的信号强度信息进行分析，会发现每部手机的信号强度在测量过程中都会出现两个峰值，在峰值对应处做其所对应的移动通信基站运动轨迹上的垂线，两条垂线的交点即为被定位手机在二维平面上的相对位置。以图1中的待定位手机q为例，数据收集过程结束后，移动通信基站的运动线路ab、bc上，存在点n以及点m，移动通信基站在这两点时，手机q的信号强度值最大。过这两点分别做ab以及bc的垂线，两条垂线的交点即为手机q在二维平面abc上的位置。

本实施例相较于地震后的地毯式搜索方式能有人力物力上的改善，同时定位面积较广，整体方法能有较高的利用价值。

技术特征：

技术总结
本发明专利提出一种用于震后被困人员的二维定位方法，该方法是一种针对震后场景中，部分被困人员无法正常移动同时其手机无法接收GPS信号进行定位等情况，利用移动通信基站以及被困人员手机内置的相关应用程序，来对被困人员进行定位的方法。该方法通过借助移动通信基站，主动收集或借助被困人员手机内置的应用程序收集手机的信号强度信息，通过提前规划好移动通信基站的运行路线，并对收集到的信号强度值进行分析，利用通信信号强度的特性以及二维平面几何的知识，确定手机在二维平面上的位置，借此找到被困人员。本发明专利的定位方法的突出优点在于：该方法借助对手机的定位间接对被困人员进行定位，无需被困人员前期携带其他设备；且定位算法简单，精度较高，设施架构简单，能满足震后快速、精确的定位需求。

技术研发人员：吴虹;张思聪;刘之洋;周慧敏
受保护的技术使用者：南开大学
技术研发日：2018.12.25
技术公布日：2019.04.19