基于灾害现场定位搜救技术的无线信道研究

摘要

我国是自然灾害频发的国家，地震、火山、泥石流等灾害严重威胁着人类的生命安全。发生灾害（如地震）后，受害者往往被压在倒塌的建筑废墟中，灾后搜索救援工作刻不容缓。传统的生命探测技术不能快速有效地搜索受害者，我们特提出一种基于无线通信设备（如受害者随身携带的手机）的定位搜救新技术来探测受害者的位置。目前绝大多数人有随身携带手机的习惯，故通过对灾害现场手机信号的探测与定位，可间接探测出受害者的位置。
　　本文提出了利用手机信号进行定位搜救的整体系统方案。该方案首先诱导受害者的手机向外发射信号，然后采用软硬件探测接收平台截获该信号，通过信号处理，结合信号在无线信道中的传播规律，采用合适的定位算法，正确计算目标手机的位置。由于灾害现场无线传播环境的复杂性，无线信道传播规律的研究是定位技术的关键一环，本文的工作主要针对各种障碍环境无线信道中的信号传播规律展开理论与测试研究。第一章讲述研究背景和存在的主要问题，第二章提出灾害探测定位的关键技术及其解决方案，第三章和第四章探讨灾害无线信道的建模、仿真和测试，总结与验证无线信道的传播规律。文中详细探索了灾害环境下各种障碍物对无线信道传播的非视距(NLOS)影响，并进行了场景模拟和实际的测试分析，信道传播规律提取结果为高精度定位算法的开发与优化提供重要依据，这也是本文的创新之处。

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声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 背景和意义

1．2 国内外研究现状及存在的问题

1．3 研究内容及主要贡献

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 本文的结构安排

1．3．3 本文的主要贡献

第二章 灾害现场无线探测与定位技术

2．1 灾害无线探测关键技术

2．2 无线定位技术

2．3 无线信道的建模与测试

2．3．1 无线信道的传播特性

2．3．2 无线信道建模分析

2．3．3 无线信道测试分析

2．4 定位系统软硬件设计方案

2．5 小结

第三章 无线信道的建模与仿真分析

3．1 无线信道的数学建模

3．1．1 信道的时域数学模型

3．1．2 信道的频域随机模型

3．2 自由空间传播信道

3．3 灾害现场障碍物效应

3．3．1 障碍物的穿透损耗

3．3．2 障碍物的反射损耗

3．4 灾害现场信道的场景模拟

3．5 手机信号传播探索

3．6 小结

第四章 无线信道测试实验

4．1 无线信道测试方法

4．2 无干扰环境信道测试

4．3 有干扰环境信道测试

4．4 小结

第五章 总结与展望

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

作者简历