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利用手机信号进行生命探测的研究与系统设计

陈川  
【摘要】: 本文反映了08年行业基金项目(项目基金号:200808063-01)《基于手机信息的生命搜救方法和技术的研究》项目组的部分工作成果,得到了郭勇教授,高嵩讲师、博士的悉心指导和大力支持,并得到地震局防震减灾所陈维锋所长和彭晋川副研究员的指导帮助。 我国是发生地震灾害较多的国家,随着城市化进程逐步加快,地震灾害的潜在危险与日俱增,一旦发生破坏性地震,将造成人民生命财产的巨大损失。最大限度地减轻地震灾害造成的损失,是我国防震减灾工作的重要任务,而如何搜救被压、埋人员是地震救援的关键。为此本文针对灾后紧急救援的需要,提出了一种新的生命探测方法,利用手机跨越位置区要发出请求信号的原理,通过主动探测地震灾害中被压、埋人员身上携带的手机信号,间接搜救遇难人员。 首先,本文提出了搜救系统的基本设计思想,详细分析了利用手机跨越位置区更新的特点设计搜救系统的可行性,给出了技术方案的基本模型,并提出了研究的主要内容明确了研究任务。 其次,通过实验室法和查阅文献法对地震现场被压埋手机环境进行分析,确定了被压埋手机在有网状态下,存在理想屏蔽和非理想屏蔽;在无网状态下,存在理想屏蔽和非理想屏蔽的四种基本状态模型。 然后,本文对搜救系统进行了总体设计,并给出了设计原理框图,并对具体实施方案进行了详细的讨论。 接着,本文深入研究了现有移动通信体制的相关技术,分析了GSM系统的基本结构与功能和GSM通信事件的基本过程,确定了探测的原理和方案,并对系统核心部分“仿冒”基站进行了功能设计。 最后,提出了通过设计两种特殊天线的方法,实现了对被压埋手机的定位,建立了定位相关的计算模型。并对天线的设计提出了合理的建议。 该系统不但能探测到有网状态和无网状态下待机的手机,并能将其定位在一定的范围内,为地震救援提供了可靠的帮助。 利用手机信号进行生命探测技术是一种崭新的不依赖于GPS的无线导航定位技术。基于手机跨越位置区更新的特点设计诱发技术,采取主动探测的方法,配合地震救援,该技术将是解决我国地震救援中定位被压埋人员这一难题的最具潜力的方法之一,对我国防震减灾工作有较大的现实意义。


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