專利名稱：一種多模式自定位組網(wǎng)雷達(dá)生命探測(cè)方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及到生命搜救設(shè)備領(lǐng)域，特指一種多模式自定位組網(wǎng)雷達(dá)生命探測(cè)方法和裝置。
背景技術(shù)：
自然災(zāi)害具有瞬間發(fā)生、破壞劇烈、監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)困難、社會(huì)影響深遠(yuǎn)等特點(diǎn)。例如，破壞性強(qiáng)烈的地震、山體滑坡等災(zāi)害，給國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民財(cái)產(chǎn)安全造成巨大的危害和損失。國(guó)內(nèi)外無(wú)數(shù)次的自然災(zāi)害事例證明，災(zāi)后緊急救援技術(shù)水平對(duì)于減輕災(zāi)害損失具有極其重要的意義。目前國(guó)內(nèi)在災(zāi)害緊急救援技術(shù)方面還十分薄弱，主要依靠人力、搜救犬以及常規(guī)生命探測(cè)裝置進(jìn)行生命探測(cè)，以尋找幸存者。但是上述人力和搜救犬等常規(guī)搜救方式的探測(cè)效率比較低下，受周邊環(huán)境影響較大，無(wú)法滿足及時(shí)、迅速等需要?，F(xiàn)有的普通生命探測(cè)裝置均存在搜索空間范圍小、搜索速度慢、缺乏3D定位能力等缺點(diǎn)，進(jìn)而遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了對(duì)災(zāi)后廢墟埋壓的被困人員進(jìn)行大范圍快速搜救的實(shí)際需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題就在于:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種原理簡(jiǎn)單、操作方便、性能優(yōu)越、定位精度高、適用范圍廣、可提高災(zāi)害人員搜救效率的多模式自定位組網(wǎng)雷達(dá)生命探測(cè)方法和裝置。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種多模式自定位組網(wǎng)雷達(dá)生命探測(cè)方法，其步驟為:步驟10:將兩臺(tái)以上雷達(dá)生命探測(cè)組件組成生命探測(cè)網(wǎng)絡(luò)；步驟20:每臺(tái)雷達(dá)生命探測(cè)組件通過(guò)定位系統(tǒng)確定自身的位置；步驟30:每臺(tái)雷達(dá)生命探測(cè)組件通過(guò)發(fā)射和接收超寬帶脈沖信號(hào)確定待探測(cè)生命體在各自雷達(dá)回波上的位置；步驟40:采用ID多目標(biāo)探測(cè)、3D高精度探測(cè)或以上兩種方式的組合探測(cè)方式進(jìn)行目標(biāo)探測(cè)，得到待探測(cè)生命體的坐標(biāo)。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):當(dāng)采用ID多目標(biāo)探測(cè)方法時(shí)，各雷達(dá)生命探測(cè)組件按照等距同水平高度的拓?fù)浞绞焦潭〝[放開并同時(shí)開機(jī)，各雷達(dá)生命探測(cè)組件具有各自探測(cè)區(qū)域，相鄰各雷達(dá)生命探測(cè)組件的探測(cè)區(qū)域局部重合，以保證單次探測(cè)網(wǎng)絡(luò)所覆蓋的區(qū)域內(nèi)不存在探測(cè)漏洞。在執(zhí)行ID多目標(biāo)探測(cè)方法時(shí)，設(shè)雷達(dá)生命探測(cè)組件的有效探測(cè)距離為D，則將雷達(dá)生命探測(cè)組件的中心距離設(shè)置為士I)，早雷達(dá)生命探測(cè)組件的有效覆蓋面積為2D2，為非網(wǎng)絡(luò)單雷達(dá)生命探測(cè)組件的2/ π倍，有效深度為V5i)/2:對(duì)于包含N臺(tái)雷達(dá)生命探測(cè)組件的探測(cè)網(wǎng)絡(luò)，單次探測(cè)的有效覆蓋面積為2ND2。當(dāng)采用3D高精度探測(cè)方法時(shí)，利用三臺(tái)以上位置已知的雷達(dá)生命探測(cè)組件同時(shí)探測(cè)某個(gè)生命體的距離，并采用牛頓迭代解算獲得待探測(cè)生命體的坐標(biāo)；具體執(zhí)行流程為:設(shè)有三臺(tái)雷達(dá)生命探測(cè)組件的三維坐標(biāo)為(XA，YA, Za)，(XB, YB，Zb)，(Xc, Yc, Zc)，待探測(cè)生命體距離雷達(dá)生命探測(cè)組件的距離分別為Da，Db, D。，則通過(guò)解算以下三元兩次方程組即可獲得生命體的位置(XT，YT, Zt):(Xa-Xt) 2+(Ya-Yt) 2+(Za-Zt) 2 = Da2(Xb-Xt) 2+(Yb-Yt) 2+(Zb-Zt) 2 = Db2(XC_XT)2+ (YC_YT)2+ (ZC_ZT)2 = Dc2上述方程可采用牛頓迭代方法進(jìn)行解算，具體方法如下:(I)初始化生命體位置為
，設(shè)置迭代輪次k = O并啟動(dòng)迭代過(guò)程；(2)線性化上述方程組，針對(duì)觀察距離[Da, Db，Dc]分別對(duì)Xt，Yt, Zt求偏導(dǎo)值
權(quán)利要求
1.一種多模式自定位組網(wǎng)雷達(dá)生命探測(cè)方法，其特征在于，步驟為: 步驟10:將兩臺(tái)以上雷達(dá)生命探測(cè)組件組成生命探測(cè)網(wǎng)絡(luò)； 步驟20:每臺(tái)雷達(dá)生命探測(cè)組件通過(guò)定位系統(tǒng)確定自身的位置； 步驟30:每臺(tái)雷達(dá)生命探測(cè)組件通過(guò)發(fā)射和接收超寬帶脈沖信號(hào)確定待探測(cè)生命體在各自雷達(dá)回波上的位置； 步驟40:采用ID多目標(biāo)探測(cè)、3D高精度探測(cè)或以上兩種方式的組合探測(cè)方式進(jìn)行目標(biāo)探測(cè)，得到待探測(cè)生命體的坐標(biāo)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多模式自定位組網(wǎng)雷達(dá)生命探測(cè)方法，其特征在于，當(dāng)采用ID多目標(biāo)探測(cè)方法時(shí)，各雷達(dá)生命探測(cè)組件按照等距同水平高度的拓?fù)浞绞焦潭〝[放開并同時(shí)開機(jī)，各雷達(dá)生命探測(cè)組件具有各自探測(cè)區(qū)域，相鄰各雷達(dá)生命探測(cè)組件的探測(cè)區(qū)域局部重合，以保證單次探測(cè)網(wǎng)絡(luò)所覆蓋的區(qū)域內(nèi)不存在探測(cè)漏洞。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多模式自定位組網(wǎng)雷達(dá)生命探測(cè)方法，其特征在于，在執(zhí)行ID多目標(biāo)探測(cè)方法時(shí)，設(shè)雷達(dá)生命探測(cè)組件的有效探測(cè)距離為D，則將雷達(dá)生命探測(cè)組件的中心距離設(shè)置為
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多模式自定位組網(wǎng)雷達(dá)生命探測(cè)方法，其特征在于，當(dāng)采用3D高精度探測(cè)方法時(shí)，利用三臺(tái)以上位置已知的雷達(dá)生命探測(cè)組件同時(shí)探測(cè)某個(gè)生命體的距離，并采用牛頓迭代解算獲得待探測(cè)生命體的坐標(biāo)；具體執(zhí)行流程為: 設(shè)有三臺(tái)雷達(dá)生命探測(cè)組件的三維坐標(biāo)為(XA，YA, Za)，(XB, YB，Zb)，(Xc, Yc, Zc)，待探測(cè)生命體距離雷達(dá)生命探測(cè)組件的距離分別為Da，Db, D。，則通過(guò)解算以下三元兩次方程組即可獲得生命體的位置(XT，YT，ZT):
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任意一項(xiàng)所述的多模式自定位組網(wǎng)雷達(dá)生命探測(cè)方法，其特征在于，每臺(tái)雷達(dá)生命探測(cè)組件通過(guò)衛(wèi)星定位系統(tǒng)進(jìn)行精確定位，采用差分定位方法。
6.一種用來(lái)實(shí)現(xiàn)上述權(quán)利要求1 5中任意一項(xiàng)生命探測(cè)方法的生命探測(cè)裝置，其特征在于，包括衛(wèi)星差分定位基站單元(100)、探測(cè)控制和顯示系統(tǒng)(300)、以及兩組以上的雷達(dá)生命探測(cè)單元(200)，所述衛(wèi)星差分定位基站單元(100)用于配合雷達(dá)生命探測(cè)單元(200)以完成雷達(dá)生命探測(cè)單元(200)的自定位，所述雷達(dá)生命探測(cè)單元(200)包括WiFi數(shù)據(jù)收發(fā)模塊(210)、衛(wèi)星定位模塊(220)以及雷達(dá)生命探測(cè)收發(fā)和處理模塊(230)，所述雷達(dá)生命探測(cè)收發(fā)和處理模塊(230)利用雷達(dá)探測(cè)生命信號(hào)，所述衛(wèi)星定位模塊(220)用來(lái)與衛(wèi)星差分定位基站單元(100)配合，所述WiFi數(shù)據(jù)收發(fā)模塊(210)用來(lái)與探測(cè)控制和顯示系統(tǒng)(300)相連并將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)信號(hào)傳送給探測(cè)控制和顯示系統(tǒng)(300)，所述兩組以上的雷達(dá)生命探測(cè)單元(200)通過(guò)WiFi數(shù)據(jù)收發(fā)模塊(210)組成生命探測(cè)網(wǎng)絡(luò)；所述探測(cè)控制和顯示系統(tǒng)(300)用來(lái)完成 WiFi組網(wǎng)和收發(fā)作業(yè)、目標(biāo)定位解算作業(yè)以及探測(cè)結(jié)果顯示作業(yè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生命探測(cè)裝置，其特征在于，所述衛(wèi)星差分定位基站單元(100)采用GPS或北斗系列的衛(wèi)星定位系統(tǒng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生命探測(cè)裝置，其特征在于，所述探測(cè)控制和顯示系統(tǒng)(300)為一臺(tái)具有WiFi模塊的終端設(shè)備。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的生命探測(cè)裝置，其特征在于，所述終端設(shè)備為PDA、平板電腦或者PC。
全文摘要
一種多模式自定位組網(wǎng)雷達(dá)生命探測(cè)方法和裝置，該方法的步驟為將兩臺(tái)以上雷達(dá)生命探測(cè)組件組成生命探測(cè)網(wǎng)絡(luò)；每臺(tái)雷達(dá)生命探測(cè)組件通過(guò)定位系統(tǒng)確定自身的位置；每臺(tái)雷達(dá)生命探測(cè)組件通過(guò)發(fā)射和接收超寬帶脈沖信號(hào)確定待探測(cè)生命體在各自雷達(dá)回波上的位置；采用1D多目標(biāo)探測(cè)、3D高精度探測(cè)或以上兩種方式的組合探測(cè)方式進(jìn)行目標(biāo)探測(cè)，得到待探測(cè)生命體的坐標(biāo)。該裝置包括衛(wèi)星差分定位基站單元、探測(cè)控制和顯示系統(tǒng)、以及兩組以上的雷達(dá)生命探測(cè)單元，兩組以上的雷達(dá)生命探測(cè)單元組成生命探測(cè)網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明具有操作方便、性能優(yōu)越、定位精度高、可提高災(zāi)害人員搜救效率等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01S13/06GK103116159SQ201310019228
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月18日
發(fā)明者韓明華, 吳鋒濤, 王生水, 范錦秀 申請(qǐng)人:湖南華諾星空電子技術(shù)有限公司