被困人员手机搜寻定位的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及公共安全与电子通讯技术领域，特别涉及一种被困人员手机搜寻定位的方法。
【背景技术】
[0002]我国每年由于自然灾害、事故灾难、公共卫生、社会安全等突发事件造成的人员伤亡和经济损失严重，特别是地震灾害发生后，营救被困人员是政府应急工作的首要任务。如果不能够及时获取灾害现场的实时信息，无法掌握受灾被困人员的数量和具体位置，必然延误救援时机，导致被困人员伤亡。
[0003]目前我国灾后救援技术和装备与发达国家相比还有较大的差距，如何快速获取灾害场景下被困人员的位置信息是亟待解决的难题。
[0004]相关技术中，人员搜救技术，归根结底是对人的检测，根据检测具体对象的不同，可以将人员搜救技术分为两大类:一类是基于人体生命信号的定位，一类是基于人体携带信标的定位。
[0005]基于人体生命信号的定位通常是通过检测人体释放出的生命体征信号进行人员定位的技术，一般是使用生命雷达探测、光学探测、声学探测、红外探测等技术，但是光学、红外探测的范围有限；声学探测需要以幸存者有意识为前提；而生命探测雷达虽然可以探测到废墟下面生存者人体信号，但是其探测范围小，目前还不能满足大范围快速探测需求。由于人体本身所发出的生命体征信号强度非常微弱，难以满足突发灾害现场进行快速、大范围人员搜救的需求。
[0006]基于人体携带信标(如GPS (Global Posit1ning System，全球定位系统)、定位卡等)的定位方法，主要通过检测人们随身携带的、能够发射强烈信号的信标从而间接地寻找出灾害幸存者。一般情况下，给所有需要定位的人预先配发定位卡，不但成本高，而且现场操作性不强。
[0007]随着我国移动终端如手机普及率不断地提高，人们对手机的依赖性不断增强，特别是在灾害场景下，获取手机位置也就基本上定位了被困人员的位置。尽管有这样或那样的原因，手机可能与携带者暂时脱离，但这种现象并不普遍，绝大多数情况下，人们总是随身携带手机或放置在伸手可触的位置。特别重要的是，手机发出的电信号功率非常大，远远超出人体本身在受灾场景中发出的各种信号强度。因此，手机是一种理想的人员定位信标，基于手机信标的识别来检测人员的数量和位置的方案是可行的。
[0008]从总体上来看，基于手机的定位方法，从定位原理和定位模式选择上可以分为三种模式:(I)GPS辅助定位:基于GPS的定位方式需要在手机上安装GPS模块，并且在手机上安装有相应的配套显示位置软件，可以基于GPS位置信息进行手机定位，但这种手机的定位精度严重依赖GPS卫星信号，首次定位时间过长，而且无法实现室内定位，不具备普适性。(2)基于手机的定位:手机根据接收的多个基站发射的与手机所处位置相关的特征信息来确定其与各基站之间的几何关系，再由集成于手机中的位置计算模块运行相关定位算法，获得手机的位置信息。(3)基于蜂窝通信网的定位:基于网络的定位系统，由多个基站同时检测手机发射的信号，将各接收信号携带的某种与手机位置有关的特征信息送到移动定位中心处理，由中心的位置计算模块计算出手机的位置。
[0009]前两种定位方法都对手机有硬性需要，需要在手机上安装GPS设备，或者定位计算软件，成本较高，实际操作性不强，不具备普适性。对于类似于地震的灾害现场人员搜救来说，这两种定位方式都不适合于灾害现场人员搜救。
[0010]基于GSM(Global System for Mobile Communicat1n，全球移动通信系统)蜂窝通信网络的手机定位方法成为重点研宄对象。专利201110421843提出了一种基于手机的再去人员定位系统，较好的解决了被埋手机定位精度问题，但是，该专利所提出的方法如要完整覆盖大范围的灾区，则需要极大量的定位设备，救灾环境里很难保证这样的条件。
【发明内容】
[0011]本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。
[0012]为此，本发明的目的在于提出一种被困人员手机搜寻定位的方法，该方法能够提高定位精度，且简单便捷。
[0013]为达到上述目的，本发明实施例提出了一种被困人员手机搜寻定位的方法，包括以下步骤:通过伪基站定位装置在目标区域内建立救援网络，其中，所述伪基站定位装置包括全向天线和定向天线；通过伪基站定位装置发送广播信号以使所述目标区域内的手机进入所述救援网络，其中，如果所述目标区域中存在基站则根据存在基站的广播参数设置所述伪基站定位装置的参数，并调整所述伪基站定位装置的功率大于所述存在基站的功率；通过所述全向天线和所述定向天线对所述目标区域中的手机进行探测，以获取所述目标区域中手机的位置数据、方向数据和信号强度数据；以及根据所述目标区域中手机的位置数据、方向数据和信号强度数据对所述手机进行定位。
[0014]根据本发明实施例提出的被困人员手机搜寻定位的方法，通过伪基站定位装置在目标区域内建立救援网络，并发送广播信号以使目标区域内的手机进入所述救援网络，其中，如果目标区域中存在基站则根据存在基站的广播参数设置伪基站定位装置的参数，并调整伪基站定位装置的功率大于存在基站的功率，实现通过对手机进行探测以获取手机的位置数据、方向数据和信号强度数据，从而对手机进行精确定位，不但提高定位精度，而且简单便捷，成本较低，适用性强，从而更好地对被困人员实行搜救工作。
[0015]另外，根据本发明上述实施例的被困人员手机搜寻定位的方法还可以具有如下附加的技术特征:
[0016]进一步地，在本发明的一个实施例中，所述伪基站定位装置包括伪基站、所述全向天线、功率放大器、低噪声放大器、双工器、GPS定位模块、、电子罗盘模块、电源、八木天线、无线传输设备。
[0017]进一步地，在本发明的一个实施例中，所述伪基站定位装置还包括:数据传输模块，用于将所述伪基站定位装置采集和分析的数据发送至后端服务器，并接收所述后端服务器发送的指挥信息和地图信息；基站信号处理模块，用于将所述伪基站定位装置伪装成各个手机运营商的通信基站，并获取所述目标区域中手机的位置数据、方向数据和信号强度数据；数据分析模块，用于根据所述手机的位置数据、方向数据和信号强度数据以及地图信息进行定位。
[0018]进一步地，在本发明的一个实施例中，其中，所述伪基站可以为多台，使用基于RSSI (Received Signal Strength Indicator，接收信号强度指示)数据经过RSSI定位算法、AOA(Angle of Arrival，信号来源角度)定位算法、SSDOA(Signal Strength Differentof Arrival，信号接受强度差))定位算法得出手机的估计位置。
[0019]进一步地，在本发明的一个实施例中，所述RSSI定位算法将所述伪基站收集的手机信号强度信息结合Hata-Okumura信号传播模型获得手机与所述伪基站的空间距离，Hata-Okumura模型基本传输损耗模式为:
[0020]Lb= 69.55+26.161gf-13.821ogh b- a (hm) + (44.9-6.55Ighb) lgd，
[0021]其中，Lb为市区准平滑地形点播传播损耗中值(dB)，f为工作频率(MHZ)，h b为基站天线有效高度(m)，!^为移动台天线有效高度(m)，a (h J为移动台天线高度因子。
[0022]本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0023]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显