专利名称：一种多模式自定位组网雷达生命探测方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及到生命搜救设备领域，特指一种多模式自定位组网雷达生命探测方法和装置。
背景技术：
自然灾害具有瞬间发生、破坏剧烈、监测预报困难、社会影响深远等特点。例如，破坏性强烈的地震、山体滑坡等灾害，给国家经济建设和人民财产安全造成巨大的危害和损失。国内外无数次的自然灾害事例证明，灾后紧急救援技术水平对于减轻灾害损失具有极其重要的意义。目前国内在灾害紧急救援技术方面还十分薄弱，主要依靠人力、搜救犬以及常规生命探测装置进行生命探测，以寻找幸存者。但是上述人力和搜救犬等常规搜救方式的探测效率比较低下，受周边环境影响较大，无法满足及时、迅速等需要。现有的普通生命探测装置均存在搜索空间范围小、搜索速度慢、缺乏3D定位能力等缺点，进而远远满足不了对灾后废墟埋压的被困人员进行大范围快速搜救的实际需求。

发明内容
本发明要解决的技术问题就在于:针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种原理简单、操作方便、性能优越、定位精度高、适用范围广、可提高灾害人员搜救效率的多模式自定位组网雷达生命探测方法和装置。为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案:一种多模式自定位组网雷达生命探测方法，其步骤为:步骤10:将两台以上雷达生命探测组件组成生命探测网络；步骤20:每台雷达生命探测组件通过定位系统确定自身的位置；步骤30:每台雷达生命探测组件通过发射和接收超宽带脉冲信号确定待探测生命体在各自雷达回波上的位置；步骤40:采用ID多目标探测、3D高精度探测或以上两种方式的组合探测方式进行目标探测，得到待探测生命体的坐标。作为本发明的进一步改进:当采用ID多目标探测方法时，各雷达生命探测组件按照等距同水平高度的拓扑方式固定摆放开并同时开机，各雷达生命探测组件具有各自探测区域，相邻各雷达生命探测组件的探测区域局部重合，以保证单次探测网络所覆盖的区域内不存在探测漏洞。在执行ID多目标探测方法时，设雷达生命探测组件的有效探测距离为D，则将雷达生命探测组件的中心距离设置为士I)，早雷达生命探测组件的有效覆盖面积为2D2，为非网络单雷达生命探测组件的2/ π倍，有效深度为V5i)/2:对于包含N台雷达生命探测组件的探测网络，单次探测的有效覆盖面积为2ND2。当采用3D高精度探测方法时，利用三台以上位置已知的雷达生命探测组件同时探测某个生命体的距离，并采用牛顿迭代解算获得待探测生命体的坐标；具体执行流程为:设有三台雷达生命探测组件的三维坐标为(XA，YA, Za)，(XB, YB，Zb)，(Xc, Yc, Zc)，待探测生命体距离雷达生命探测组件的距离分别为Da，Db, D。，则通过解算以下三元两次方程组即可获得生命体的位置(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上述方程可采用牛顿迭代方法进行解算，具体方法如下:(I)初始化生命体位置为
，设置迭代轮次k = O并启动迭代过程；(2)线性化上述方程组，针对观察距离[Da, Db，Dc]分别对Xt，Yt, Zt求偏导值
权利要求
1.一种多模式自定位组网雷达生命探测方法，其特征在于，步骤为: 步骤10:将两台以上雷达生命探测组件组成生命探测网络； 步骤20:每台雷达生命探测组件通过定位系统确定自身的位置； 步骤30:每台雷达生命探测组件通过发射和接收超宽带脉冲信号确定待探测生命体在各自雷达回波上的位置； 步骤40:采用ID多目标探测、3D高精度探测或以上两种方式的组合探测方式进行目标探测，得到待探测生命体的坐标。
2.根据权利要求1所述的多模式自定位组网雷达生命探测方法，其特征在于，当采用ID多目标探测方法时，各雷达生命探测组件按照等距同水平高度的拓扑方式固定摆放开并同时开机，各雷达生命探测组件具有各自探测区域，相邻各雷达生命探测组件的探测区域局部重合，以保证单次探测网络所覆盖的区域内不存在探测漏洞。
3.根据权利要求2所述的多模式自定位组网雷达生命探测方法，其特征在于，在执行ID多目标探测方法时，设雷达生命探测组件的有效探测距离为D，则将雷达生命探测组件的中心距离设置为
4.根据权利要求1所述的多模式自定位组网雷达生命探测方法，其特征在于，当采用3D高精度探测方法时，利用三台以上位置已知的雷达生命探测组件同时探测某个生命体的距离，并采用牛顿迭代解算获得待探测生命体的坐标；具体执行流程为: 设有三台雷达生命探测组件的三维坐标为(XA，YA, Za)，(XB, YB，Zb)，(Xc, Yc, Zc)，待探测生命体距离雷达生命探测组件的距离分别为Da，Db, D。，则通过解算以下三元两次方程组即可获得生命体的位置(XT，YT，ZT):
5.根据权利要求1 4中任意一项所述的多模式自定位组网雷达生命探测方法，其特征在于，每台雷达生命探测组件通过卫星定位系统进行精确定位，采用差分定位方法。
6.一种用来实现上述权利要求1 5中任意一项生命探测方法的生命探测装置，其特征在于，包括卫星差分定位基站单元(100)、探测控制和显示系统(300)、以及两组以上的雷达生命探测单元(200)，所述卫星差分定位基站单元(100)用于配合雷达生命探测单元(200)以完成雷达生命探测单元(200)的自定位，所述雷达生命探测单元(200)包括WiFi数据收发模块(210)、卫星定位模块(220)以及雷达生命探测收发和处理模块(230)，所述雷达生命探测收发和处理模块(230)利用雷达探测生命信号，所述卫星定位模块(220)用来与卫星差分定位基站单元(100)配合，所述WiFi数据收发模块(210)用来与探测控制和显示系统(300)相连并将检测到的数据信号传送给探测控制和显示系统(300)，所述两组以上的雷达生命探测单元(200)通过WiFi数据收发模块(210)组成生命探测网络；所述探测控制和显示系统(300)用来完成 WiFi组网和收发作业、目标定位解算作业以及探测结果显示作业。
7.根据权利要求6所述的生命探测装置，其特征在于，所述卫星差分定位基站单元(100)采用GPS或北斗系列的卫星定位系统。
8.根据权利要求6所述的生命探测装置，其特征在于，所述探测控制和显示系统(300)为一台具有WiFi模块的终端设备。
9.根据权利要求8所述的生命探测装置，其特征在于，所述终端设备为PDA、平板电脑或者PC。
全文摘要
一种多模式自定位组网雷达生命探测方法和装置，该方法的步骤为将两台以上雷达生命探测组件组成生命探测网络；每台雷达生命探测组件通过定位系统确定自身的位置；每台雷达生命探测组件通过发射和接收超宽带脉冲信号确定待探测生命体在各自雷达回波上的位置；采用1D多目标探测、3D高精度探测或以上两种方式的组合探测方式进行目标探测，得到待探测生命体的坐标。该装置包括卫星差分定位基站单元、探测控制和显示系统、以及两组以上的雷达生命探测单元，两组以上的雷达生命探测单元组成生命探测网络。本发明具有操作方便、性能优越、定位精度高、可提高灾害人员搜救效率等优点。
文档编号G01S13/06GK103116159SQ201310019228
公开日2013年5月22日 申请日期2013年1月18日 优先权日2013年1月18日
发明者韩明华, 吴锋涛, 王生水, 范锦秀 申请人:湖南华诺星空电子技术有限公司