震后废墟下被困人员手机WiFi定位方法研究

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在移动互联网时代,WiFi技术不断的发展,WiFi在我们的生活和工作中扮演着越来越重要的角色,同时人与手机的关系也越来越紧密,这为灾后探测手机与间接搜索手机机主提供了依据。目前用于灾后等特殊情况下的WiFi定位技术研究国内外较少,对震后废墟下手机WiFi定位的研究几乎是一片空白,特别是大面积废墟环境下利用手机WiFi探测定位被困人员的技术。因此,本文依托于国家科技支撑的子专题“城镇地震灾害被困人员侦查技术研究”专题,主要针对震后大面积废墟条件下,开展对被埋手机WiFi定位的相关技术研究工作。论文根据现有的无线定位技术,研究了大面积环境下WiFi热点设备布设方法、与距离有关的RSSI的无线定位技术以及与距离无关的统计判决定位技术。论文首先研究了大面积环境下WiFi热点设备布设方法,介绍了废墟的现场结构,提出“九宫格”(1)的WiFi热点设备布设雏形。之后论文研究了与距离有关的RSSI的无线定位技术,从信号传播到定位处理过程中先后分析信号衰减模型以及滤波,研究递推平均滤波、卡尔曼滤波、高斯滤波三种滤波算法,采用卡尔曼滤波算法作为废墟探测下有效的滤波方法,最后依据目前主流的无线定位技术,对比研究三角形定位算法,最小二乘算法,泰勒级数法,并通过蒙特卡罗实验对比分析了这三种算法的与现场的适应关系。论文最后研究了与距离无关的统计判决定位技术,首先分析了理想的“九宫格”定位算法,初步提出利用统计的思想进行定位,然后研究非理想的“九宫格”WiFi热点设备布设方案时的定位方法,研究过程中提出了两种区分地面与被埋手机的方法:聚类分析算法以及三角形面积的手机判别方法,仿真实验表明三角形面积的手机判别方法非常有效。接着根据实际情况,对参考现有的质心定位算法做了一点改进,提供了一种合适于废墟下探测被埋手机位置的改进型加权质心定位算法,最后仿真验证该算法的有效性,该方法可以为大面积废墟环境下的被困人员侦查提供有效技术手段,为解决地震救援中定位被压埋人员这一难题提供了潜在的可能性,研究该方法对国家防灾救灾工作有较大的现实意义。
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