【摘要】：我國(guó)自然災(zāi)害發(fā)生較多,地震和火災(zāi)的不斷發(fā)生,造成房屋倒塌,數(shù)以萬(wàn)計(jì)的人被廢墟掩埋致傷或者致死,而救援人員一般只能確定發(fā)生災(zāi)害的區(qū)域,被掩埋的人口密度及更詳細(xì)具體的區(qū)域往往無(wú)法確定。已有的大部分救援及定位系統(tǒng)需要專門的設(shè)備,導(dǎo)致救援行動(dòng)無(wú)法快速有效的進(jìn)行。隨著科技的快速發(fā)展,在我國(guó)約90%的人持有智能手機(jī)或智能設(shè)備,地震發(fā)生后這些設(shè)備都散落在被壓埋人員身邊或附近,本文針對(duì)上述情況,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了面向應(yīng)急生命救援的手機(jī)探測(cè)定位系統(tǒng),該系統(tǒng)通過(guò)對(duì)廢墟下的無(wú)線智能設(shè)備進(jìn)行WiFi搜索和定位,間接探測(cè)被壓埋人員的位置,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)救援。本課題對(duì)于廢墟下基于手機(jī)的無(wú)線定位方法進(jìn)行了研究。首先,在汶川地震災(zāi)后遺址廢墟下,對(duì)廢墟下無(wú)線信道的特征進(jìn)行研究。本文有針對(duì)性的選擇了傾斜支撐型倒塌、翻轉(zhuǎn)型倒塌、懸臂型倒塌和復(fù)合型倒塌幾種典型震后建筑類型,采用頻域掃頻測(cè)量法對(duì)2.3~2.5GHz的無(wú)線信號(hào)的傳播特性進(jìn)行了測(cè)量,運(yùn)用MATLAB對(duì)所測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析,得到了包括自由空間路徑損耗和廢墟材料穿透損耗的大尺度衰減參量。在廢墟材料穿透損耗的研究中,本文選取了對(duì)無(wú)線信號(hào)衰減較嚴(yán)重的鋼筋混凝土和砌體進(jìn)行分析,并分析了包括平均超量時(shí)延和均方根時(shí)延在內(nèi)的小尺度衰減特性參量,對(duì)其特性進(jìn)行擬合,并運(yùn)用K-S檢驗(yàn)和卡方檢驗(yàn)進(jìn)行擬合優(yōu)度評(píng)估,最后得到系統(tǒng)MK傳播模型,用來(lái)進(jìn)行后續(xù)驗(yàn)證。其次,本文基于已研究的信道特征,對(duì)廢墟下的無(wú)線定位生命探測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì),并在安卓平臺(tái)上予以實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)主要分為客戶端和服務(wù)器端兩部分,客戶端主要進(jìn)行非待測(cè)設(shè)備的過(guò)濾、WiFi網(wǎng)絡(luò)管理、WiFi信號(hào)采集、濾波處理和存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)到服務(wù)器端,服務(wù)器端通過(guò)接收來(lái)自服務(wù)器的數(shù)據(jù),快速地進(jìn)行節(jié)點(diǎn)估算,顯示待測(cè)點(diǎn)的相對(duì)坐標(biāo)。最后,通過(guò)在實(shí)際環(huán)境下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試表明,相比對(duì)數(shù)模型,本文得到的MK模型能有效減少定位誤差,使救援能更快速高效地進(jìn)行。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)石油大學(xué)(華東)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：P315.9
【圖文】：

y )所處位置表示未知節(jié)點(diǎn)，1 1 2 A( x , y ), B ( x ,為 A DB , A DC , B DC，三者到 D 的距離為2 2 21 1 12 2 22 2 22 2 23 3 3( ) ( )( ) ( )( ) ( )x x y y dx x y y dx x y y d 第三個(gè)公式和前兩個(gè)公式相減可得：2 2 2 2 2 23 1 3 1 3 1 3 3 12 2 2 2 2 3 2 3 2 3 2 3 3 2) 2( )) 2( )x x y y y x x y y d dx x y y y x x y y d d 12 2 2 2 2 21 3 1 3 1 3 1 3 3 12 2 2 2 2 22 3 2 3 2 3 2 3 3 2x x y y x x y y d dx x y y x x y y d d

圖 2-3 三角定位算法示意圖Fig 2-3 Triangle positioning algorithm diagram2 22 22 2 2 23 3( ) ( ) 2 2 cosrrx x y y r r 0 1 0 10 2 0 2（x -x） （y -y）（x -x ） （y -y ）坐標(biāo)。對(duì)弧 BC，AB 進(jìn)行同樣的運(yùn)算，最后對(duì)這三個(gè)圓心運(yùn)待測(cè)點(diǎn)位置。法示，待測(cè)點(diǎn)坐標(biāo) D ( x , y )，1 1 1 2 2 2( , ), ( , ), , ( , )k k kA x y A x y A x y 為離分別為1 2, , ,kd d d ，且權(quán)值為 1，則可得2 2 21 1 1( ) ( )x x y y d

2 22 22 2 2 23 3( ) ( ) 2 2 cosrrx x y y r r 0 1 0 10 2 0 2（x -x） （y -y）（x -x ） （y -y ）圓心坐標(biāo)。對(duì)弧 BC，AB 進(jìn)行同樣的運(yùn)算，最后對(duì)這三個(gè)圓心運(yùn)用三即為待測(cè)點(diǎn)位置。二乘算法2-4 所示，待測(cè)點(diǎn)坐標(biāo) D ( x , y )，1 1 1 2 2 2( , ), ( , ), , ( , )k k kA x y A x y A x y 為已知的距離分別為1 2, , ,kd d d ，且權(quán)值為 1，則可得2 2 21 1 12 2 2( ) ( )( ) ( )k k kx x y y dx x y y d

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本文編號(hào)：2775610