1.一種基于手機(jī)探測(cè)定位的自然災(zāi)害被困人口數(shù)量與方位快速測(cè)算方法,其特征在于,所述方法包括以下步驟:
(1)攜帶偽基站的四臺(tái)無(wú)人機(jī)飛到災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域上空的偽基站指定位置,所述偽基站包括信號(hào)生命探測(cè)定位系統(tǒng)、探測(cè)儀,所述偽基站共四個(gè),每臺(tái)無(wú)人機(jī)攜帶一個(gè)偽基站,其中,三個(gè)偽基站為從基站,一個(gè)偽基站為主基站;
(2)三個(gè)從基站利用探測(cè)儀搜索手機(jī)信號(hào);
(3)所述主基站將所述從基站搜索到的手機(jī)信號(hào)的數(shù)量和方位信息返回到后臺(tái)信息處理與管理系統(tǒng);
(4)每個(gè)手機(jī)信號(hào)的存在代表一個(gè)被困人口,根據(jù)得到的手機(jī)信號(hào)的數(shù)量與方位,確定被困人口數(shù)量與方位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述偽基站指定位置的確定方法包括如下步驟:
(1)確定三個(gè)從基站和一個(gè)主基站的相對(duì)位置,三個(gè)從基站和一個(gè)主基站組成一組偽基站;
(2)提取災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域的矢量邊界,求取該矢量邊界的最小外切矩形;根據(jù)最小外切矩形的方位和尺寸進(jìn)行一組或多組偽基站的部署。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于,步驟(1)的具體方法如下:根據(jù)主基站、從基站的角色特點(diǎn)、無(wú)線wifi的輻射半徑、及偽基站的探測(cè)半徑特點(diǎn),為了保證從基站能夠通過(guò)無(wú)線wifi將探測(cè)到的手機(jī)信號(hào)信息傳送給主基站,同時(shí)各個(gè)從基站之間無(wú)探測(cè)盲區(qū),選擇半徑R=500m作為每個(gè)從基站與主基站的距離,四個(gè)偽基站的中心點(diǎn)坐標(biāo)點(diǎn)為{(x0,y0),(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3)},其中(x0,y0)表示主基站,(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3)表示從基站,則一組偽基站的部署滿足下式:
其中n,n’表示從基站,且n’≠n:n,n’=1,2,3;m表示部署次數(shù):m=1,2…N。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于,步驟(2)的具體方法如下:設(shè)災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域的最小外包矩形的長(zhǎng)邊=a,短邊=b,單位為米,并且其矢量邊界的四個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)分別為
{(x左上,y左上),(x左上,y左上),(x右下,y右下),(x右下,y右下)};
針對(duì)最小外包矩形的長(zhǎng)邊a為水平方向的災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域:
當(dāng)其最小外包矩形滿足以下條件時(shí):
{(a≤1250)∪(b≤864)}
①主基站(x0,y0)的起始位置"1"(x01,y01)為:其他三臺(tái)從基站的位置(x11,y11),(x21,y21),(x31,y31)與主基站的位置(x01,y01)的關(guān)系滿足下式:
其中n,n’表示從基站,且n’≠n:n,n’=1,2,3;
以上為偽基站組的部署方式(I),無(wú)人機(jī)按照以上測(cè)算的經(jīng)緯度點(diǎn)飛行到指定位置;
當(dāng)其最小外包矩形滿足以下條件時(shí):
{(1250<a≤1700)∪(b≤864)}
①主基站(x0,y0)的起始位置"1"(x01,y01)為:其他三臺(tái)從基站的位置(x11,y11),(x21,y21),(x31,y31)與主基站的位置(x01,y01)的關(guān)系滿足下式:
其中n,n’表示從基站,且n’≠n:n,n’=1,2,3;
②主基站(x0,y0)的飛行位置"2"(x02,y02)為:其他兩臺(tái)從基站的位置(x12,y12),(x22,y22)滿足下式:
;
以上為偽基站組的部署方式(II),無(wú)人機(jī)按照測(cè)算的經(jīng)緯度點(diǎn)飛行到指定位置;
當(dāng)其最小外包矩形滿足以下條件時(shí):
{(a≤1250)∪(864<b≤1250)}
①主基站(x0,y0)的起始位置"1"(x01,y01)為::其他三臺(tái)從基站的位置(x11,y11),(x21,y21),(x31,y31)與主基站的位置(x01,y01)的關(guān)系滿足下式:
其中n,n’表示從基站,且n’≠n:n,n’=1,2,3;
②主基站(x0,y0)的飛行位置"2"(x02,y02)為:其他兩臺(tái)從基站的位置(x12,y12),(x22,y22)滿足下式:
;
以上為偽基站組的部署方式(III),無(wú)人機(jī)按照測(cè)算的經(jīng)緯度點(diǎn)飛行到指定位置;
當(dāng)其最小外包矩形滿足以下條件時(shí):
{(a>1700)∪(b>1500)}
需將最小外包矩形分割成多個(gè)長(zhǎng)邊a=1700m,短邊b=1500m的小矩形,每個(gè)小矩形內(nèi):
①主基站(x0,y0)的起始位置”1”(x01,y01)為:其他三臺(tái)從基站的位置(x11,y11),(x21,y21),(x31,y31)與主基站的位置(x01,y01)的關(guān)系滿足下式:
其中n,n’表示從基站,且n’≠n:n,n’=1,2,3;
②主基站(x0,y0)的飛行位置”2”(x02,y02)為:其他三臺(tái)從基站的位置(x12,y12),(x22,y22),(x32,y32)與主基站的位置(x02,y02)的關(guān)系滿足下式:
其中n,n,表示從基站,且n’≠n:n,n’=1,2,3;
③基站(x0,y0)的飛行位置”3”(x03,y03)為:其他三臺(tái)從基站的位置(x13,y13),(x23,y23),(x33,y33)與主基站的位置(x03,y03)的關(guān)系滿足下式:
其中n,n’表示從基站,且n’≠n:n,n’=1,2,3
以上為偽基站組的部署方式(IV),無(wú)人機(jī)按照測(cè)算的經(jīng)緯度點(diǎn)飛行到指定位置;
災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)的矢量邊界的最小外包矩形滿足以下條件:
{(a>1700)∪(b>1500)},
將最小外包矩形分割成多個(gè)長(zhǎng)邊a=1700m,短邊b=1500m的小矩形后:
剩余部分的小矩形邊長(zhǎng)滿足條件:{(a≤1250)∪(b≤864)}時(shí),偽基站組按照部署方式(I)進(jìn)行部署;
剩余部分的小矩形邊長(zhǎng)不滿足條件:{(a≤1250)∪(b≤864)}時(shí),剩余部分同樣也算做一個(gè)長(zhǎng)邊a=1700m,短邊b=1500m的小矩形處理,偽基站組按照部署方式(IV)進(jìn)行部署。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于,步驟(2)的具體方法如下:設(shè)災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域的最小外包矩形的長(zhǎng)邊=a,短邊=b,單位為米,并且其矢量邊界的四個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)分別為
{(x左上,y左上),(x左上,y左上),(x右下,y右下),(x右下,y右下)};
針對(duì)最小外包矩形的長(zhǎng)邊a為豎直方向的災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域:
當(dāng)其最小外包矩形滿足以下條件時(shí):
{(a≤1250)∪(b≤864)}
①主基站(x0,y0)的起始位置"1"(x01,y01)為:其他三臺(tái)從基站的位置(x11,y11),(x21,y21),(x31,y31)與主基站的位置(x01,y01)的關(guān)系滿足下式:
其中n,n’表示從基站,且n’≠n:n,n’=1,2,3;
以上為偽基站組的部署方式(V),無(wú)人機(jī)按照測(cè)算的經(jīng)緯度點(diǎn)飛行到指定位置;當(dāng)其最小外包矩形滿足以下條件時(shí):
{(1250<a≤1700)∪(b≤864)}
①主基站(x0,y0)的起始位置"1"(x01,y01)為:其他三臺(tái)從基站的位置(x11,y11),(x21,y21),(x31,y31)與主基站的位置(x01,y01)的關(guān)系滿足下式:
其中n,n’表示從基站,且n’≠n:n,n’=1,2,3;
②主基站(x0,y0)的飛行位置"2"(x02,y02)為:其他兩臺(tái)從基站的位置(x12,y12),(x22,y22)滿足,
以上為偽基站組的部署方式(VI),無(wú)人機(jī)按照測(cè)算的經(jīng)緯度點(diǎn)飛行到指定位置;
當(dāng)其最小外包矩形滿足以下條件時(shí):
{(1250≤a≤1700)∪(864<b≤1250)}
①主基站(x0,y0)的起始位置"1"(x01,y01)為::其他三臺(tái)從基站的位置(x11,y11),(x21,y21),(x31,y31)與主基站的位置(x01,y01)的關(guān)系滿足下式:
其中n,n’表示從基站,且n’≠n:n,n’=1,2,3;
③主基站(x0,y0)的飛行位置"2"(x02,y02)為:其他三臺(tái)從基站的位置(x12,y12),(x22,y22),(x32,y32)與主基站的位置(x02,y02)的關(guān)系滿足下式:
其中n,n’表示從基站,且n’≠n:n,n’=1,2,3;
以上為偽基站組的部署方式(VII),無(wú)人機(jī)按照測(cè)算的經(jīng)緯度點(diǎn)飛行到指定位置;當(dāng)其最小外包矩形滿足以下條件時(shí):
{(a>1700)∪(b>1500)},
需將最小外包矩形分割成多個(gè)長(zhǎng)邊a=1700m,短邊b=1500m的小矩形,每個(gè)小矩形內(nèi):
①主基站(x0,y0)的起始位置"1"(x01,y01)為:其他三臺(tái)從基站的位置(x11,y11),(x21,y21),(x31,y31)與主基站的位置(x01,y01)的關(guān)系滿足下式:
其中n,n’表示從基站,且n’≠n:n,n’=1,2,3;
②主基站(x0,y0)的飛行位置"2"(x02,y02)為:其他三臺(tái)從基站的位置(x12,y12),(x22,y22),(x32,y32)與主基站的位置(x02,y02)的關(guān)系滿足下式:
其中n,n’表示從基站,且n’≠n:n,n’=1,2,3;
③主基站(x0,y0)的位置"3"(x03,y03)為:其他三臺(tái)從基站的位置(x13,y13),(x23,y23),(x33,y33)與主基站的位置(x03,y03)的關(guān)系滿足下式:
其中n,n’表示從基站,且n’≠n:n,n’=1,2,3;
以上為偽基站組的部署方式(VIII),無(wú)人機(jī)按照測(cè)算的經(jīng)緯度點(diǎn)飛行到指定位置;
災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)的矢量邊界的最小外包矩形滿足以下條件時(shí):
{(a>1700)∪(b>1500)}
將最小外包矩形分割成多個(gè)長(zhǎng)邊a=1700m,短邊b=1500m的小矩形后:
剩余部分的小矩形邊長(zhǎng)滿足條件:{(a≤1250)∪(b≤864)}時(shí),偽基站組按照部署方式(V)進(jìn)行部署;
剩余部分的小矩形邊長(zhǎng)不滿足條件:{(a≤1250)∪(b≤864)}時(shí),剩余部分同樣也算做一個(gè)長(zhǎng)邊a=1700m,短邊b=1500m的小矩形處理,偽基站組按照部署方式(VIII)進(jìn)行部署。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于,步驟(2)的具體方法如下:設(shè)災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域的最小外包矩形的長(zhǎng)邊=a,短邊=b,單位為米,并且其矢量邊界的四個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)分別為
{(x左上,y左上),(x左上,y左上),(x右下,y右下),(x右下,y右下)};
針對(duì)最小外包矩形的長(zhǎng)邊a為東北-西南方向的災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域:
當(dāng)其最小外包矩形滿足以下條件時(shí):
{(a≤1250)∪(b≤864)}
①主基站(x0,y0)的起始位置"1"(x01,y01)為:其他三臺(tái)從基站的位置(x11,y11),(x21,y21),(x31,y31)與主基站的位置(x01,y01)的關(guān)系滿足下式:
其中n,n’表示從基站,且n’≠n:n,n’=1,2,3;
以上為偽基站組的部署方式(IX),無(wú)人機(jī)按照測(cè)算的經(jīng)緯度點(diǎn)飛行到指定位置;當(dāng)其最小外包矩形滿足以下條件時(shí):
{(1250<a≤1700)∪(b≤864)}
主基站(x0,y0)的起始位置”1”(x01,y01)為:其他三臺(tái)從基站的位置(x11,y11),(x21,y21),(x31,y31)與主基站的位置(x01,y01)的關(guān)系滿足下式:
其中n,n’表示從基站,且n’≠n:n,n’=1,2,3;
②主基站(x0,y0)的飛行位置"2"(x02,y02)為:其他兩臺(tái)從基站的位置(x12,y12),(x22,y22)滿足,
以上為偽基站組的部署方式(X),無(wú)人機(jī)按照測(cè)算的經(jīng)緯度點(diǎn)飛行到指定位置;
當(dāng)其最小外包矩形滿以下條件時(shí):
{(1250≤a≤1700)∪(864<b≤1250)}
①主基站(x0,y0)的起始位置"1"(x01,y01)為:其他三臺(tái)從基站的位置(x11,y11),(x21,y21),(x31,y31)與主基站的位置(x01,y01)的關(guān)系滿足下式:
其中n,n’表示從基站,且n’≠n:n,n’=1,2,3;
②主基站(x0,y0)的飛行位置"2"(x02,y02)為:其他三臺(tái)從基站的位置(x12,y12),(x22,y22),(x32,y32)與主基站的位置(x02,y02)的關(guān)系滿足下式:
其中n,n’表示從基站,且n’≠n:n,n’=1,2,3;
以上為偽基站組的部署方式(XI),無(wú)人機(jī)按照測(cè)算的經(jīng)緯度點(diǎn)飛行到指定位置;當(dāng)其最小外包矩形滿足以下條件時(shí):
{(a>1700)∪(b>1500)}
①主基站(x0,y0)的起始位置"1"(x01,y01)為:其他三臺(tái)從基站的位置(x11,y11),(x21,y21),(x31,y31)與主基站的位置(x01,y01)的關(guān)系滿足下式:
其中n,n’表示從基站,且n’≠n:n,n’=1,2,3;
②主基站(x0,y0)的飛行位置"2"(x02,y02)為:其他三臺(tái)從基站的位置(x12,y12),(x22,y22),(x32,y32)與主基站的位置(x02,y02)的關(guān)系滿足下式:
其中n,n’表示從基站,且n’≠n:n,n’=1,2,3;
③主基站(x0,y0)的飛行位置"3"(x03,y03)為:其他三臺(tái)從基站的位置(x13,y13),(x23,y23),(x33,y33)與主基站的位置(x03,y03)的關(guān)系滿足下式:
其中n,n’表示從基站,且n’≠n:n,n’=1,2,3;
以上為偽基站組的部署方式(XII),無(wú)人機(jī)按照測(cè)算的經(jīng)緯度點(diǎn)飛行到指定位置;災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)的矢量邊界的最小外包矩形滿足以下條件:
{(a>1700)∪(b>1500)}時(shí),將最小外包矩形分割成多個(gè)長(zhǎng)邊a=1700m,短邊b=1500m的小矩形后:
剩余部分的小矩形邊長(zhǎng)滿足條件(IX),偽基站組按照部署方式(IX)進(jìn)行部署;
剩余部分的小矩形邊長(zhǎng)不滿足條件(IX),剩余部分同樣也算做一個(gè)長(zhǎng)邊a=1700m,短邊b=1500m的小矩形處理,偽基站組按照部署方式(XII)進(jìn)行部署。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于,步驟(2)的具體方法如下:設(shè)災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域的最小外包矩形的長(zhǎng)邊=a,短邊=b,單位為米,并且其矢量邊界的四個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)分別為
{(x左上,y左上),(x左上,y左上),(x右下,y右下),(x右下,y右下)};
針對(duì)最小外包矩形的長(zhǎng)邊a為西北-東南方向的災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域:
當(dāng)其最小外包矩形滿足以下條件時(shí):
{(a≤1250)∪(b≤864)}
①主基站(x0,y0)的起始位置”1”(x01,y01)為:其他三臺(tái)從基站的位置(x11,y11),(x21,y21),(x31,y31)與主基站的位置(x01,y01)的關(guān)系滿足下式:
其中n,n’表示從基站,且n’≠n:n,n’=1,2,3;
以上為偽基站組的部署方式(XIII),無(wú)人機(jī)按照測(cè)算的經(jīng)緯度點(diǎn)飛行到指定位置;
當(dāng)其最小外包矩形滿足以下條件時(shí):
{(1250<a≤1700)∪(b≤864)}
①主基站(x0,y0)的起始位置"1"(x01,y01)為:其他三臺(tái)從基站的位置(x11,y11),(x21,y21),(x31,y31)與主基站的位置(x01,y01)的關(guān)系滿足下式:
其中n,n’表示從基站,且n’≠n:n,n’=1,2,3;
②主基站(x0,y0)的飛行位置"2"(x02,y02)為:其他兩臺(tái)從基站的位置(x12,y12),(x22,y22)滿足,
以上是偽基站組的部署方式(XIV),無(wú)人機(jī)按照測(cè)算的經(jīng)緯度點(diǎn)飛行到指定位置;
當(dāng)其最小外包矩形滿足以下條件時(shí):
{(1250≤a≤1700)∪(864<b≤1250)}
①主基站(x0,y0)的起始位置"1"(x01,y01)為:其他三臺(tái)從基站的位置(x11,y11),(x21,y21),(x31,y31)與主基站的位置(x01,y01)的關(guān)系滿足下式:
其中n,n’表示從基站,且n’≠n:n,n’=1,2,3;
②主基站(x0,y0)的飛行位置”2”(x02,y02)為:其他三臺(tái)從基站的位置(x12,y12),(x22,y22),(x32,y32)與主基站的位置(x02,y02)的關(guān)系滿足下式:
其中n,n’表示從基站,且n’≠n:n,n’=1,2,3;
以上為偽基站組的部署方式(XV),無(wú)人機(jī)按照測(cè)算的經(jīng)緯度點(diǎn)飛行到指定位置;
當(dāng)其最小外包矩形滿足以下條件時(shí):
{(a>1700)∪(b>1500)}
需將最小外包矩形分割成n個(gè)長(zhǎng)邊a=1700m,短邊b=1500m的小矩形,每個(gè)這樣的邊長(zhǎng)為1700×1500的小矩形內(nèi):
①主基站(x0,y0)的起始位置"1"(x01,y01)為:其他三臺(tái)從基站的位置(x11,y11),(x21,y21),(x31,y31)與主基站的位置(x01,y01)的關(guān)系滿足下式:
其中n,n’表示從基站,且n’≠n:n,n’=1,2,3;
②主基站(x0,y0)的飛行位置"2"(x02,y02)為:其他三臺(tái)從基站的位置(x12,y12),(x22,y22),(x32,y32)與主基站的位置(x02,y02)的關(guān)系滿足下式:
其中n,n’表示從基站,且n’≠n:n,n’=1,2,3;
②主基站(x0,y0)的飛行位置”3”(x03,y03)為:其他三臺(tái)從基站的位置(x13,y13),(x23,y23),(x33,y33)與主基站的位置(x03,y03)的關(guān)系滿足下式:
其中n,n’表示從基站,且n’≠n:n,n’=1,2,3;
以上為偽基站組的部署方式(XVI),無(wú)人機(jī)按照測(cè)算的經(jīng)緯度點(diǎn)飛行到指定位置;
災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)的矢量邊界的最小外包矩形滿足以下條件:
{(a>1700)∪(b>1500)}時(shí),
將最小外包矩形分割成多個(gè)長(zhǎng)邊a=1700m,短邊b=1500m的小矩形后:
剩余部分的小矩形邊長(zhǎng)滿足條件:{(a≤1250)∪(b≤864)}時(shí),偽基站組按照部署方式(XIII)進(jìn)行部署;
剩余部分的小矩形邊長(zhǎng)不滿足條件:{(a≤1250)∪(b≤864)}時(shí),剩余部分同樣也算做一個(gè)長(zhǎng)邊a=1700m,短邊b=1500m的小矩形處理,偽基站組按照部署方式(XVI)進(jìn)行部署。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,步驟(4)的具體方法為:后臺(tái)信息處理與管理系統(tǒng)對(duì)偽基站搜索到的手機(jī)信息方位與數(shù)量信息進(jìn)行剔除校對(duì),剔除重復(fù)覆蓋區(qū)域的手機(jī)信息方位與數(shù)量信息,即對(duì)于同一路手機(jī)信號(hào),經(jīng)緯度相同的手機(jī)方位信息和數(shù)量信息分別只保留一個(gè),同時(shí)剔除災(zāi)害區(qū)域內(nèi)的手機(jī)信號(hào)方位與數(shù)量信息,被困人口數(shù)量的計(jì)算公式為:
災(zāi)害區(qū)域內(nèi)被困人口數(shù)量=偽基站探測(cè)的手機(jī)信號(hào)數(shù)-同一路信號(hào)中經(jīng)緯度相同的手機(jī)信號(hào)數(shù)+1-災(zāi)害區(qū)域范圍外的手機(jī)信號(hào)數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法,其特征在于,步驟(4)的具體方法為:
設(shè)偽基站探測(cè)到的一串手機(jī)信號(hào)的經(jīng)緯度信息表示為
M{(x′1,y′1),(x′2,y′2)…(x′n,y′n)},同一路手機(jī)信號(hào)中經(jīng)緯度相同的手機(jī)信號(hào)經(jīng)緯度信息表示為N{(x′n,y′n),(x′n,y′n)…(x′n,y′n)},災(zāi)害區(qū)域范圍外的手機(jī)信號(hào)表示為R,任意一點(diǎn)的位置坐標(biāo)為(x′,y′)災(zāi)害區(qū)域內(nèi)被困人口數(shù)量表示為Z;
則Z=M{(x′1,y′1),(x′2,y′2)…(x′n,y′n))}-N{(x′n,y′n),(x′n,y′n)…(x′n,y′n))}+1-R,
其中:M、N、R表示符合該條件的手機(jī)信號(hào)的數(shù)量;
其中:R={x<x左,n或x>x右,n,n=上,下}或{y<yn,下或x>xn,上,n=左,右}。