基于手机定位服务的地震灾情速报和搜救技术探讨

介绍了无线移动定位技术,TOA、TDOA定位技术原理与数学模型,分析了手机定位服务在地震灾情速报和搜救被困人员的应用价值,提出了手机定位服务于灾情速报和地震灾区埋压被困人员搜救技术系统架构,为地震灾区的快速圈定提供重要支持,使得对大面积的地震灾区埋压被困人员准确、快速搜救成为可能。     

基于Wi-Fi信号的地震废墟被困人员侦查系统

针对震后大面积废墟下被困人员快速准确检测与定位的需求,本文提出了基于Wi-Fi信号的地震灾害人员侦查技术。以嵌入式技术为基础,涉及FSK通信、Wi-Fi定位、Wi-Fi定位算法等方面的研究,提出Wi-Fi热点中继设备和显控中心平台切实可行的设计解决方案,研制出能够实现震后大面积废墟下被困人员快速定位的设备,并提出设备布设方案。为我国地震救援提供一种有效的技术手段。     

分布式超宽带雷达地震被困人员协同探测技术

针对震后在大面积废墟下快速准确检测与定位被困人员的需求,本论文提出了用分布式超宽带雷达探测地震被困人员的技术,主要包括对分布式超宽带雷达协同探测网络构建、超宽带雷达生命迹象探测算法、分布式雷达节点探测数据融合方法等3个方面进行研究,对多雷达干扰抑制、分布式雷达节点自定位、微弱生命迹象稳健探测、废墟穿透定位误差补偿等关键技术难题提供了设计方案,为完成分布式超宽带雷达系统的研制奠定了技术基础。     

震后基于无人机快速三维定位被困人员模型研究

针对震后被倒塌建筑物或滑坡埋压的被困人员进行快速定位问题，在阅读大量相关文献的基础上，以无人机遥感、地理信息空间和三维质心定位技术为基础，采用无线信号RSSI测距模型，配合影像范围内基准影像数据辅助定位，构建震后基于无人机快速三维定位被困人员模型。以红河县城区作为研究区，对城区内特定人员进行三维定位，结果表明该模型定位精度高，对震后废墟被困人员营救具有重要意义。     

地震废墟环境下Wi-Fi无线信号传播模型参数测量

本文主要针对地震废墟下手机Wi-Fi无线定位,分析实际废墟环境下Wi-Fi 2.4G无线信号的传播特性。通过对废墟结构的分析,使用矢量网络分析仪进行信道测量,对大尺度和小尺度衰减两种特性进行信道分析。采取理论预测和实际测量分析相结合的方法,对2008年5·12汶川地震的极重灾区遗址进行了废墟实地测量。对大尺度衰减进行路径损耗和钢筋混凝土吸收损耗分析,对小尺度衰减进行了平均超量时延和均方根时延分析,利用加窗、计算滑动均值,得到废墟下2.4G无线信号的传播规律,为下一步定位工作提供理论基础。     

地震定位方法适用性分析

选取辽宁区域三种不同类型的六次地震事件,运用单纯型、Hyposat、HYP2000三种定位方法对其进行重新定位,产出的结果进行对比分析。结果表明,Hyposat方法在定位这三种类型的地震时,残差范围最小最为稳定,定位网内地震时震中差也相对比较小,较适用于内陆地震和矿震的地震定位。     

星基增强系统L1频段信息服务性能分析

在北斗全球导航服务进程中,北斗星基增强服务的建设是我国卫星导航事业自身建设和不断完善发展的内在需求,更是我国卫星导航系统标准化建设的必然要求。本文基于星基增强信息定位原理,研究并实现星基增强系统的标准定位算法,采用IGS站点数据及增强信息电文,对WAAS与EGNOS系统服务性能进行分析评估,在“陆态网络”数据处理中,加入SBAS信息也可对相关误差进行改正。结果表明,加入播发的差分改正信息定位精度相对于伪距单点定位显著提高,平面方向统计均方根残差优于1m,高程方向优于1.2m;研究发现受地面参考站分布区域以及电离层、观测星座的影响,WAAS和EGNOS在定位服务性能覆盖范围内均表现出一定的区域性。从总体分析来看,不同系统空间段GEO卫星播发SBAS消息特性不一,均满足单频定位需求,EGNOS稳定性低于WAAS系统,播发消息时有中断现象,在实时单频定位性能方面,WAAS的服务性能较EGNOS得到更优的解算结果。     

基于移动通信大数据的地震灾区人口快速处理系统研究

破坏性地震发生后,及时准确掌握被困人数和具体位置是救援的关键。传统地震应急基础数据库的人口数据是某个时期以行政单元或者公里格网为基础的统计数据,缺乏时效性和空间分布特征,难以据此准确评估地震灾区被困人员的分布情况。该研究根据移动通信定位技术中的被动Cell-ID定位法原理,获取研究区手机定位数据,系统以Microsoft Visual Studio 2012为开发平台,运用C#语言和ArcEngine开发组件来构建,对获取的手机定位数据进行处理,评估灾区被困人口的分布情况,制作专题图,为震后的应急救援提供参考依据。     

震后倒塌建筑物的处理:遇难人员搜寻与废墟清理

汶川地震及近几年国内外发生的一些破坏性地震灾害中,在应急期的幸存者搜救行动之后,倒塌建筑物的处理问题已经逐渐凸显出来,其中重点是对遇难人员的搜寻和对废墟的清理。本文通过对2010年海地地震和2011年新西兰地震救援的实际经验的总结,分析了如何科学、有序地开展废墟的清理和遇难人员的搜寻工作,包括对新西兰地震震害情况的概述、主要建筑物破坏情况的描述和搜救的基本过程。对重型机械的使用、人工破拆处理和遗体鉴别这3个关键环节进行了重点阐述,并对存在的问题进行了讨论。     

基于Wi-Fi信号的地震埋压人员快速求救与搜救系统开发

大震巨灾发生后,如何在72 h黄金救援期挽救人民群众的生命是救援工作的重中之重,但往往由于通信基站破坏或通信阻塞,使得被埋压人员无法与外界取得联系,只能通过呼救或敲击等原始方式求救,效果不佳且耗费体力。外界搜索一般通过人工搜索、搜救犬、生命探测仪等方式,存在探测区域小、易受干扰、价格昂贵等不足。针对这一问题,提出了基于Wi-Fi的新型地震埋压人员快速求救和搜救系统,具有覆盖范围广、传输速度快、成本低、易操作等优点,可有效提高搜救效率。与其他Wi-Fi定位方法不同,基于信号强度的RSSI测距定位算法不需事先收集Wi-Fi接入点的位置信息,更加符合震后搜救的实际情况。借助目前普遍使用的移动智能终端,受困人员通过客户端程序发送求救信号,救援人员利用基于Wi-Fi信号强度的RSSI测距模型,通过三点定位和优化处理,快速确定埋压人员的具体位置,从而有针对性地分配救援力量,及时高效地展开救援。经过在国家陆地搜寻与救护基地不同废墟环境场景下的实地测试,系统运作效果良好,能满足地震求救、搜救人员的救援需要。     

利用煤体破裂电磁信号进行局部震源定位方法研究

准确预测煤岩破裂震源方位,确定采掘工作面重点灾害区域,可以使煤岩动力灾害防治措施更为有效.根据煤岩变形破裂电磁效应规律和电磁波基础理论,提出了一种利用电磁信号能量来确定局部震源方位的方法,并通过实验室定向接收实验和平煤十矿现场测试验证该方法的有效性.结果表明,电磁信号强度随着煤岩体应力状态变化而变化;两个正交天线接收的电磁信号能量分别与各自接收夹角余弦值的平方成正比,利用此比例关系可以确定震源的方位;电磁信号定位方法与静态指标法预测局部区域危险性具有较好的检验一致性.研究成果为煤岩动力灾害重点灾害区域的判定提供依据.     

河津地震序列的精定位研究

采用双差定位法,对2010年1月24日发生在山西河津与万荣交界的4.8级地震序列进行重新定位,结果显示,重新定位后,对于本次地震的发震构造,地震现场考察结果依据等震线图、余震分布特征,对震中区附近的主要活动断裂进行逐个排查分析,最终确定为NW向的西辛封断裂.     

Variations in the parameters of VLF signals on the DEMETER satellite during the periods of seismic activity

Two methods for diagnosing ionospheric disturbances using VLF signals received on the DEMETER satellite are considered in connection with two cases of high seismic activity: the method for analyzing a signal reception zone in order to find large-scale spatial variations and the residual signal method used to reveal time variations. Based on an analysis of the VLF signal reception zone, performed in connection with the catastrophic earthquake near Sumatra, it has been found out that the signal amplitude decreased during a month before the earthquake. As a result, it has been concluded that the zone of ionospheric disturbances extends for several thousand kilometers. It has been indicated that the residual signal method showed good agreement between the ground and satellite data when high seismic activity near Japan was analyzed.     

晋冀鲁豫交界地区震源位置及震源区速度结构的联合反演

利用邯郸数字台网记录到的2001—2008年间460次M_L≥1.0地震的1861条P波到时数据, 采用震源位置和速度结构联合反演方法确定晋冀鲁豫交界地区(35.0°~38.0°N, 113.0°~116.0°E)地震的震源位置分布和该区域的速度结构。 结果表明: ① 经过重新定位后, P波走时的均方根残差(RMS)由反演前的1.35 s降到反演后的0.45 s。 定位偏差在EW方向上平均为0.031 km, 在NS方向上平均为0.029 km, 在垂直方向上平均为0.060 km。 ② 邢台震区的中小地震明显呈NEE向分布, 深度主要集中分布在7~14 km范围内; 磁县震区中小震分布相对复杂, 具有NEE和NWW两个展布方向, 震源深度主要集中在8~18 km范围内, 总体上晋冀鲁豫交界地区中小地震深度呈现北部浅南部深的趋势。 ③ 反演得到了晋冀鲁豫交界地区的速度结构, 在邢台地震极震区下方7~14 km处存在低速层, 与1966年邢台7.2级地震的震源深度一致;在磁县地震极震区下方13~18 km处也存在低速层与1831年磁县7.5级地震震源深度一致, 且磁县震区下方的速度结构比邢台震区更为复杂。     

基于手机位置数据的四川九寨沟7.0级地震人流分析

2017年8月8日四川九寨沟7.0级震后,浙江省地震局利用大数据采集了1031.99万条手机位置记录和4.46万个空间格网位置。本文结合24hr连续定位的手机数据,使用手机位置数据分别对九寨沟灾区人口从时间和地理维度上进行了量化分析,估计了多维人口分布的偏差,同时,探讨了剔除微观误差数据用户来估算灾区通讯基站退服分布的方法。该项工作为震后快速获取灾区人口实时动态分布提供了有效途径,同时也为地震灾害评估提供了较准确的依据。     

地震速报实时显示系统的实现

地震监测中心主要是以手机短信形式向有关人员发送地震速报信息,需要查看震中的详细位置或震中距只能手T在地图上查找测量.地震速报实时显示系统,可以以电子地图的形式直观显示地震三要素使用户除了能用手机短信获取信息外,还可以通过客户端软件实时获取地震速报信息.     

利用三维高斯射线束成像进行地震定位

常规的地震定位方法通常需要拾取地震记录的初至,当初至不明显或被较高水平的噪声淹没时精度较低.本文采用基于三维高斯射线束的偏移成像方法对震源进行定位,较好地解决了该问题.通过三维高斯射线束对台站记录进行偏移归位,并将各台站成像结果的交点作为地震能量释放的中心位置;当各台站成像结果不能交于一点时,采用三维空间高斯滤波方法可实现震源位置的自动获取.提出的变网格计算方案极大地减少了计算量,显著地提高了成像精度和计算效率.利用首都圈地震台网数据,对涿鹿、滦县以及房山三个地震事件进行试算,结果表明:基于变网格三维高斯束偏移成像的地震定位方法自动化程度很高,而且具有较好的抗噪能力,特别适合处理低信噪比资料的地震定位问题.     

基于压缩感知的信号重建方法及在气枪震源信号处理中的应用

在气枪源探测过程中,由于各种干扰因素的影响,导致部分有效信号缺失或受随机干扰严重,为了重构出连续完整的数据,依据气枪源信号在傅里叶变换域中具有稀疏性的特点,构建了一种基于压缩感知(Compressive Sensing,简称CS)的缺失信号重建方法。首先进行数值模拟,并将该方法与传统的插值方法处理效果进行对比,对重建效果进行均方根误差及信噪比(SNR)分析,结果显示:压缩感知方法重建前后信号的波形吻合度高、振幅一致性更强、同相轴清晰且连续性相同,对噪声压制较好。综上表明:该方法重建效果优于传统的三次样条插值方法。将该方法应用于实际资料,结果显示受干扰的有效信号能够得到很好的恢复重建。     

基于气枪震源信号和背景噪声的2016年呼图壁6.2级地震前后波速变化特征初步研究

本文选取呼图壁气枪发射台周边流动台记录的2016年6月至2017年12月气枪震源信号和背景噪声信号,分别采用互相关时延检测法和移动窗互谱法研究2016年12月呼图壁6.2级地震前后波速变化特征,得到以下初步结果:呼图壁6.2级地震前后,距6.2级地震60 km的流动台记录的气枪震源信号未发现明显的波速变化,距6.2级地...