论空间定位技术在消防救援行动中的应用
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摘 要：随着经济发展和科技进步，消防救援队员作战任务愈来愈艰巨。本文详细介绍了空间定位技术的原理，并重点介绍了UWB和ZigBee技术在消防救援中的应用。最后结合消防救援的特性分析空间定位技术在消防救援行动中的必要性和重要性。
关键词：空间定位技术 技术原理 消防救援行动 应用
中图分类号：X932 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）05（b）-0003-01
目前，中国城市化发展愈来愈快，给消防部队带来的挑战也愈来愈大。怎样在复杂的作战任务面前，充分发挥作战能力是摆在消防人员面前的一大难题。而空间定位技术的出现则有效地缓解了这一难题。
1 空间定位技术的介绍
空间定位技术是在美国最先研制的，并且主要应用于海、陆、空导航与定位的新一代系统。空间定位技术是根据高速运动的卫星作为起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。空间定位技术的特点：（1）全天候和全球化的为用户提供实时有效的三维位置；（2）定位精度高，采用的差分定位极大提高了精确度；（3）位置定位更加灵活，操作更加简便。
2 空间定位技术在消防救援行动中的应用
空间定位技术方式多样，应用范围也颇为广泛。其移动终端定位主要包括室内定位技术（包括光跟踪技术、蓝牙定位、UWB定位和ZigBee定位等）和移动定位技术（包括Cell-Id技术和GPS定位技术）。室内定位技术和移动定位技术这两种技术，根据其优缺点的不同在消防救援行动中发挥着不同程度的作用[1]。
2.1 消防救援行动中室内定位技术分析
室内定位技术主要用于实现精确的空间三维，如在处理突发性、恶性事故中确定消防队员在室内的精确位置。目前空间定位技术所具有的模式主要有：光跟踪技术、蓝牙技术、UWB技术和ZigBee技术等。
2.1.1 光跟踪定位系统
光跟踪定位技术要求利用探测器（视频类等设备）对目标进行跟踪，通过特定算法和人工观察来定位可预测目标。当前的光定位技术主要利用红外线摄像机和红外线发光二极管的系列协调配合，使用机器人系统的配合最终达到定位的目的。但可惜的是，这种定位系统因对消防救援意义不大，所以没有得到很大的应用。
2.1.2 蓝牙定位技术
蓝牙定位是一种在短距离能够实现的语音数据传输和接收、耗能极低的无线传输技术。“一对一”和“一对多”的特性可实现蓝牙局域网与移动终端的链接，并最终获得终端的定位信息。虽然蓝牙设备价格高昂，可进行定位的距离很短，但其主要优势是能够快速搜索到终端设备，并且信号传输基本受距离影响不大。在消防救援行动中，有积极的辅助作用。
2.1.3 UWB定位技术
UWB（Ultra Wideband）技术是目前世界上最先进、定位精确度最高的一种系统。这种新兴无线通信技术，也称之为无线载波通信超宽带。其主要特性表现为传输速度快、成本低、功耗消耗低和信号抗干扰性强。
此系统还能确定受灾区域的人数，对区域内人数进行全程动态监控，大大降低了消防人员的工作强度。此外，UWB技术在受灾区域内设置多个危险边界，为靠近危险区域救援人员发出报警信号，保证救援人员的人身安全。同时，该系统在发生突发事件时，能够迅速定位受困人员的位置，大大加快了救援人员的救援时间，从而提高了工作效率。
该系统能够配备到手机、Ipad或者PDA终端设备中去，这种先进、高效与便捷的消防救援技术是未来消防领域内单兵定位的一个重要发展趋势。
2.1.4 ZigBee定位技术
ZigBee定位技术的名称与蜂群使用的通信方式有关。它主要应用于各种电子设备间的双向无线通信方式。其主要优点表现为传输范围短、成本极低、数据传输速率低、能源消耗低、操作更为简便。ZigBee定位技术，类似于通用的移动通信技术（包括CDMA网或GSM技术），是一个由无线数传模块（约65000个）构建的双向无线数据传输网络技术。Zig Bee技术是基于IEEE802.15.4标准开发的无线协议，并且每一个ZigBee网络数传模块都单独拥有一个身份识别标志。
在一个可确定的网络范围内，各ZigBee网络点之间可以随时通信；每个网络节点间的距离由最初的75 m，发展到后来几百米，甚至是几千米。作为一种新型的无线网络技术，为消防救援中的空间定位提供了很大的技术支持，极大节省了救援时间。
国内ZigBee技术的发展正处于初级阶段，其主要尝试也主要应用于定位矿难中地下受困的矿井人员，并未在消防救援中得到很大的普及，尤其是在突发性重大灾难面前。而这种以ZigBee定位技术为核心的空间定位技术最早是在美国开展并加以推广的。伴随国际国内技术的不断更新和进一步发展，相信在未来，ZigBee技术在消防救援领域会得到更大的利用。
2.2 消防救援行动中移动定位技术分析
移动定位技术是一种可以为消防队员实时提供极为精确的定位信息、实时监控及跟踪的无线通信技术。它主要包括移动终端和移动网络的定位技术。其主要利用无线移动通信网络，接收并分析无线信号参数，最后对移动终端和设施所处位置准确测定。其主要优点表现在监测范围广、接受信号速度快、抗干扰性强等。
2.2.1 移动终端的定位技术
移动终端定位技术是首先确定多个网络基站的位置，在发生险情时该基站发射已确定的该基站精确位置的求救信号。最后，移动终端通过处理既得信号，确定其与各基站间的位置关系，再根据既有算法从而确定自己的位置。此技术定位精确度极高，误差小。然而，此类技术在安装到用户手机的过程中，对用户手机的设备和网络配置要求极高，从而加大了手机本身的能源消耗，也限制了其在大众中的普及和应用。
2.2.2 移动网络的定位技术
移动网络定位技术是以Cell-Id技术为主，把自己的标志号安装到各个小区的信号收发器上，通过精确的坐标来确认精确位置。网络覆盖率是移动网络定位技术能够得以运行的首要前提。故而，这种技术无法应用于没有网络覆盖的偏远山区及落后地区。
3 结论
综上所述，虽然空间定位技术在消防救援行动中得到很大程度上的应用，但还存在很多局限性。目前，随着相关科技的进步和推广，高精度、无误差和三维化的定位技术也得到很好推广和利用。未来，在空间定位技术的支持下，消防救援部队在救援活动中肯定能够发挥更加积极的作用。
参考文献
[1] 田宇，疏学明，马鑫.消防部队救援行动中的灾情信息需求与分析[J].武警学院学报，2011（6）：70-76.