劉旭東，劉曉榮，陳國(guó)良，范晨芳

大型戰(zhàn)斗艦艇傷員定位技術(shù)研究

劉旭東，劉曉榮，陳國(guó)良，范晨芳

歸納和分析了目前常用相關(guān)室內(nèi)定位方法，對(duì)不同定位方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比較，討論了在大型戰(zhàn)斗艦艇上不同定位方法應(yīng)用時(shí)存在的缺陷和問(wèn)題，由此明確了大型戰(zhàn)斗艦艇傷員定位系統(tǒng)相關(guān)概念，完成了大型戰(zhàn)斗艦艇傷員定位技術(shù)的探討研究，并認(rèn)為超寬帶（ultra wideband，UWB）定位技術(shù)可以作為大型戰(zhàn)斗艦艇傷員定位的關(guān)鍵技術(shù)之一。[關(guān)鍵詞]大型戰(zhàn)斗艦艇；室內(nèi)定位；超寬帶

0 引言

現(xiàn)代海上戰(zhàn)爭(zhēng)是高技術(shù)條件下軍事雙方的激烈對(duì)抗，短時(shí)間內(nèi)就可造成大量戰(zhàn)斗艦艇的人員傷亡，傷情復(fù)雜，傷勢(shì)嚴(yán)重。在戰(zhàn)斗狀態(tài)中，艦艇衛(wèi)勤人員如何在短時(shí)間內(nèi)對(duì)大型戰(zhàn)斗艦艇上多達(dá)上千個(gè)艙室內(nèi)不同戰(zhàn)位的傷員進(jìn)行精確定位，成為傷員準(zhǔn)確快速尋找、成功施救的關(guān)鍵。因此，對(duì)大型戰(zhàn)斗艦艇傷員定位的研究顯得十分迫切和必要，本文就大型戰(zhàn)斗艦艇傷員定位方法進(jìn)行系統(tǒng)地分析和綜述。

1 大型戰(zhàn)斗艦艇傷員定位系統(tǒng)概述

水面戰(zhàn)斗艦艇是指裝有武器、用于直接作戰(zhàn)的水面艦艇，按照其排水量大小分為大、中、小型。但實(shí)際上，大型戰(zhàn)斗艦艇通常作為一種海上作戰(zhàn)平臺(tái)，有相當(dāng)先進(jìn)的動(dòng)力為基礎(chǔ)，包含航空母艦、巡洋艦、大型驅(qū)逐艦等多種艦艇。在我國(guó)現(xiàn)有海軍艦艇序列中，海上大型戰(zhàn)斗艦艇主要指航空母艦，如“遼寧號(hào)”航空母艦?！斑|寧號(hào)”航空母艦編制船員1 900多人，其中，艦載機(jī)飛行員600多人，艙室數(shù)量多達(dá)3 800多個(gè)[1]。在戰(zhàn)斗狀態(tài)下或者平時(shí)訓(xùn)練中，一旦出現(xiàn)爆炸等意外事故，傷員救援難度將非常大。因此有必要研發(fā)適用于大型戰(zhàn)斗艦艇環(huán)境和海上作戰(zhàn)需要的傷員定位系統(tǒng)，以便對(duì)傷員展開(kāi)及時(shí)有效的醫(yī)療救助。

區(qū)域定位就是指在某個(gè)特定環(huán)境中，在已知相當(dāng)數(shù)量基準(zhǔn)點(diǎn)位置的前提下，通過(guò)比較待定位點(diǎn)相對(duì)于已知位置基準(zhǔn)點(diǎn)的位置，進(jìn)而確定待定位點(diǎn)位置的過(guò)程。區(qū)域定位的核心技術(shù)是精確得出待定位點(diǎn)與設(shè)定的基準(zhǔn)點(diǎn)之間的相對(duì)位置[2]。目前常用的室外定位方法，如“北斗”衛(wèi)星定位系統(tǒng)或者GPS定位系統(tǒng)，由于信號(hào)阻擋和多徑效應(yīng)等因素導(dǎo)致在建筑相對(duì)密集的區(qū)域定位效果很差，在這些地方需要用室內(nèi)定位方法來(lái)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)目標(biāo)的精確定位[3]。大型戰(zhàn)斗艦艇傷員定位就是通過(guò)室內(nèi)定位相關(guān)的設(shè)備和方法，確定大型戰(zhàn)斗艦艇傷員具體所在戰(zhàn)位和艙室的過(guò)程。

2 常用室內(nèi)定位方法對(duì)比

2.1 射頻識(shí)別定位技術(shù)（radio frequency identification，RFID）

射頻識(shí)別是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，是以射頻微波信號(hào)為媒介，通過(guò)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取對(duì)象的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)相互通信。RFID定位系統(tǒng)的組成部分包括：閱讀器（reader）、天線（antenna）、標(biāo)簽（tag）和數(shù)據(jù)處理終端（PC）[4]。讀寫(xiě)器在一定范圍內(nèi)發(fā)射射頻信號(hào)，一旦標(biāo)簽進(jìn)入讀寫(xiě)器射頻信號(hào)的發(fā)射范圍內(nèi)，標(biāo)簽天線就可以獲得感應(yīng)電流，開(kāi)始為RFID芯片提供能量。此時(shí)，芯片借助內(nèi)置的天線以射頻信號(hào)的形式向讀寫(xiě)器發(fā)送原本存儲(chǔ)于芯片內(nèi)的信息。讀寫(xiě)器在對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和解碼之后，通過(guò)有線或者無(wú)線的方式發(fā)送至計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理終端，通過(guò)相應(yīng)算法得到標(biāo)簽位置[5]。

射頻識(shí)別定位技術(shù)具有成本低、可重復(fù)使用、可讀寫(xiě)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量大、非接觸、可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)、同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽、無(wú)需進(jìn)行人工干預(yù)、惡劣環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行等諸多優(yōu)點(diǎn)[6]。但存在如下不足：（1）標(biāo)志之間作用距離較短；（2）讀寫(xiě)器所接收的標(biāo)簽數(shù)據(jù)中的信息過(guò)于簡(jiǎn)單，無(wú)法對(duì)復(fù)雜環(huán)境下的信息進(jìn)行通信和處理，不方便同其他通信網(wǎng)絡(luò)整合。

張政等人在《基于射頻識(shí)別技術(shù)的室內(nèi)定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》一文中將射頻識(shí)別技術(shù)與ZigBee無(wú)線傳輸系統(tǒng)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了化工生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)危險(xiǎn)化學(xué)品的定位[7]；羅賢東等人在《基于RFID的井下人員定位系統(tǒng)的研究》一文中以射頻識(shí)別技術(shù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了礦井下人員的定位、動(dòng)態(tài)監(jiān)控，提高了營(yíng)救被困人員的效率[8]；王勇等在《一種基于RFID的室內(nèi)定位算法》一文中提出通過(guò)對(duì)室內(nèi)參考標(biāo)簽以及讀寫(xiě)器的平均布置和等邊三角形的質(zhì)心算法來(lái)實(shí)現(xiàn)定位[9]；劉瀟等在《基于RFID的智能家居用戶識(shí)別定位技術(shù)分析》一文中對(duì)RFID定位原理進(jìn)行了分析，認(rèn)為基于空間劃分的定位原理是比較好的選擇[10]。

2.2 紅外定位方法（infrared data association，IrDA）

紅外通信是以紅外線作為通信媒質(zhì)的通信方式，最早有關(guān)紅外通信的研究始于1979年IBM公司的F.R.Gfeller發(fā)表的關(guān)于室內(nèi)紅外無(wú)線通信設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)的論文。紅外線定位方法主要是利用紅外發(fā)射器在規(guī)定的間隔時(shí)間內(nèi)發(fā)射紅外信號(hào)，依靠紅外接收器接收到信號(hào)的時(shí)間來(lái)對(duì)移動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行定位的方法[11]。

利用紅外線進(jìn)行定位的方法成本較低，便于一定規(guī)模的使用。但由于紅外線波長(zhǎng)較短，因此只能在特定角度范圍內(nèi)實(shí)施直接傳輸操作。這也就要求2個(gè)通信設(shè)備的發(fā)射端和接收端必須對(duì)準(zhǔn)進(jìn)行視距傳播，難以繞開(kāi)障礙物[12]。同時(shí)，紅外信號(hào)易受到可見(jiàn)光的干擾，定位精度較低。

魯琦等在《基于單片機(jī)的紅外超聲室內(nèi)定位系統(tǒng)》一文中以超聲和紅外傳感器為測(cè)距工具實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)精確定位[13]；周孟然等在《基于紅外激光定位技術(shù)的礦井提升機(jī)位置跟蹤系統(tǒng)的研究》一文中以紅外定位技術(shù)為基礎(chǔ)，通過(guò)計(jì)算紅外線往返于被測(cè)距離的相位差來(lái)完成距離測(cè)定[14]。

2.3 藍(lán)牙定位技術(shù)

藍(lán)牙主要是采用GFSK調(diào)制方式、跳頻擴(kuò)頻方案，工作在2.4 GHz的ISM頻段[15]。藍(lán)牙定位系統(tǒng)是以手機(jī)藍(lán)牙模塊為基礎(chǔ)，借助Wi-Fi和局域網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)目標(biāo)的定位。定位的原理是以基于接收信號(hào)強(qiáng)度（received signal strength，RSS），同時(shí)需要大量的人力進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集標(biāo)定。由于以手機(jī)藍(lán)牙為代表的藍(lán)牙通信技術(shù)的廣泛使用，不需要為移動(dòng)目標(biāo)另外配置通信器材，在一定程度上節(jié)約了系統(tǒng)成本。藍(lán)牙4.0標(biāo)準(zhǔn)下的定位技術(shù)增加了信號(hào)傳輸?shù)木嚯x，可進(jìn)行加密，在一定程度上提高了定位的精度[16]。

在實(shí)際環(huán)境中，藍(lán)牙信號(hào)傳播受到人群移動(dòng)、溫度、濕度、多徑衰退以及室內(nèi)格局變化等環(huán)境因素影響，會(huì)產(chǎn)生比較劇烈的波動(dòng)[17]。同時(shí)，藍(lán)牙通信數(shù)據(jù)傳輸速率有限，在大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中如果部分的骨干傳輸節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)流量較大，可能會(huì)形成通信速率瓶頸。藍(lán)牙通信傳輸距離太短，無(wú)法穿透一般的障礙物，在進(jìn)行大規(guī)模組網(wǎng)時(shí)，存在較大延時(shí)[18]。

張浩等在《藍(lán)牙手機(jī)室內(nèi)定位系統(tǒng)》一文中提出并實(shí)現(xiàn)了一種基于藍(lán)牙技術(shù)和Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的低成本定位系統(tǒng)[17]；毛飛等在《基于藍(lán)牙的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)》一文中采用節(jié)能工作模式和星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫咕W(wǎng)絡(luò)中藍(lán)牙從結(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)從7個(gè)增加至25個(gè)，增大了藍(lán)牙定位技術(shù)的靈活性和可靠性[19]；江德祥在《基于核嶺回歸的自適應(yīng)藍(lán)牙定位方法》一文中根據(jù)藍(lán)牙信號(hào)強(qiáng)度動(dòng)態(tài)變化的特征提出了一種基于核嶺回歸（kernel ridge regression，KRR）的定位方法，改善了藍(lán)牙定位效果[20]；李娟娟等在《藍(lán)牙4.0標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范下的模糊指紋定位算法》一文中在新發(fā)布的藍(lán)牙4.0標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范下，提出的一種模糊指紋定位算法提高了定位的精度[16]。

2.4 超聲波定位方法

超聲波定位方法主要用基于到達(dá)時(shí)間差（time difference of arrival，TDOA）的算法，定位原理與短距離無(wú)線電定位方法類(lèi)似[21]。超聲波接收器和發(fā)射器按照預(yù)定的頻率（40～130 kHz）進(jìn)行發(fā)射，一般要求每10 m2左右的空間中設(shè)置一個(gè)固定的超聲波基站的接收器。超聲波發(fā)射模塊包括調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生模塊、調(diào)制信號(hào)放大模塊、超聲波信號(hào)發(fā)送模塊。由于超聲波信號(hào)在空氣中衰減較大，即使在轉(zhuǎn)換成電信號(hào)之后幅值仍然很小，超聲波接收器在接收到信號(hào)之后，需要將超聲波信號(hào)進(jìn)行放大，因此定位只能在較小的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)。同時(shí)超聲波接收器分布擴(kuò)展性低，布設(shè)復(fù)雜，定位成本高，不適合進(jìn)行遠(yuǎn)距離定位和快速定位[22]。

華蕊等在《超聲波定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)》一文中采用基于TDOA的算法構(gòu)建了一套短距離的超聲波定位系統(tǒng)[22]；鄭靜等在《室內(nèi)超聲波定位系統(tǒng)的構(gòu)建與測(cè)試》一文中將單片無(wú)線收發(fā)模塊和超低功耗控制器與電路系統(tǒng)整合，設(shè)計(jì)出適用于大型倉(cāng)儲(chǔ)尋物的超聲波定位系統(tǒng)[23]；蔣林等在《一種新的超聲波絕對(duì)定位方法》一文中提出用新的方法——冗余超聲波信息特殊融合法來(lái)提高超聲波定位的精度，減少誤差[24]。

2.5 ZigBee定位技術(shù)

ZigBee無(wú)線通信技術(shù)是一種短距離無(wú)線通信技術(shù)，主要應(yīng)用于低速率傳輸數(shù)據(jù)。ZigBee聯(lián)盟于2001年8月成立。2002年，荷蘭的飛利浦半導(dǎo)體公司、日本的三菱公司、英國(guó)Invensys公司以及美國(guó)的Motorola公司同時(shí)宣布，他們將加盟“ZigBee”聯(lián)盟，進(jìn)行名為“ZigBee”的無(wú)線通信協(xié)議的研發(fā)工作。經(jīng)過(guò)了十多年的發(fā)展，ZigBee通信協(xié)議經(jīng)過(guò)了幾代的發(fā)展，目前已經(jīng)推出了ZigBee PRO新技術(shù)，對(duì)信息進(jìn)行處理的技術(shù)從之前的直接擴(kuò)頻發(fā)展為自動(dòng)調(diào)頻技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)通過(guò)網(wǎng)型網(wǎng)絡(luò)在包括網(wǎng)絡(luò)完全、多路徑路自動(dòng)選擇、突變的網(wǎng)絡(luò)單元以及復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)等方面都實(shí)現(xiàn)了突破性的進(jìn)展，同時(shí)整個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行耗能更低，穩(wěn)定性更強(qiáng)。

ZigBee定位系統(tǒng)總體構(gòu)架包括定位基站、無(wú)線定位機(jī)和系統(tǒng)服務(wù)器等組成部分。其中無(wú)線定位機(jī)以無(wú)線的方式不斷發(fā)送信號(hào)，分布于環(huán)境中定位基站在接收到信號(hào)之后將信息上報(bào)至系統(tǒng)服務(wù)器分析、處理，完成對(duì)移動(dòng)目標(biāo)的定位過(guò)程。ZigBee定位技術(shù)具有近距離、低成本、低能耗、高容量、穩(wěn)定可靠、短延時(shí)、高安全以及免執(zhí)照頻段等眾多優(yōu)點(diǎn)[25]。但相對(duì)于超寬帶（ultra wideband，UWB）技術(shù)，ZigBee定位網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)通信速率較低，無(wú)法實(shí)現(xiàn)信息的高速傳遞與共享[26]。

周俊等在《基于ZigBee技術(shù)的定位系統(tǒng)研究與實(shí)驗(yàn)》一文中設(shè)計(jì)了以CC2431無(wú)線定位引擎作為核心元件并結(jié)合ZigBee參考節(jié)點(diǎn)的短距離無(wú)線定位系統(tǒng)，定位精度達(dá)3～5 m[27]；江曉飛等在《基于Zig－Bee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)》一文中利用紅外、超聲傳感器發(fā)送和接收信號(hào)，利用ZigBee網(wǎng)絡(luò)傳輸實(shí)現(xiàn)室內(nèi)定位[28]；汪苑等在《基于ZigBee與加權(quán)質(zhì)心法的室內(nèi)定位方案研究》一文中提出了以ZigBee無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和加權(quán)質(zhì)心法為基礎(chǔ)的室內(nèi)定位方案[29]。

2.6 Wi-Fi定位技術(shù)

Wi-Fi全稱(chēng)是Wireless-Fidelity，是目前應(yīng)用最多的、工作頻段在2.4 GHz無(wú)線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)[30]。Wi-Fi定位是當(dāng)個(gè)人計(jì)算機(jī)、手機(jī)等移動(dòng)終端接入無(wú)線局域網(wǎng)（wireless local area networks，WLAN）之后，通過(guò)基站或者接入點(diǎn)（AP）發(fā)送的信標(biāo)信號(hào)中所包含的RSS實(shí)現(xiàn)定位[31]。

Wi-Fi定位具有的優(yōu)點(diǎn)包括：（1）熱點(diǎn)分布廣，可以在各種場(chǎng)合進(jìn)行定位；（2）接入門(mén)檻低，定位系統(tǒng)依靠現(xiàn)有Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)即可實(shí)現(xiàn)，不需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的改建；（3）靈活性較高，非視距傳播對(duì)Wi-Fi影響較小，在建筑物密集的地方仍可使用[32]。但由于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在協(xié)議方面的開(kāi)放性，Wi-Fi定位技術(shù)在信息保密性和安全性方面存在著隱患。

陸霞等在《WiFi定位技術(shù)——基于質(zhì)心定位的三邊定位算法的研究》一文中通過(guò)將質(zhì)心定位的思想與三邊定位方法結(jié)合，彌補(bǔ)了三邊定位方法的不足，提高了Wi-Fi定位的精度[32]；常曉潔等在《基于Wi-Fi無(wú)線區(qū)域定位的精確度影響因子研究》一文中就不同類(lèi)型的影響因素對(duì)Wi-Fi定位精度的影響進(jìn)行討論，并提出了相應(yīng)的優(yōu)化方法[33]；芬蘭赫爾辛基大學(xué)利用WiFi技術(shù)開(kāi)發(fā)出應(yīng)用于室內(nèi)的Ekahau定位系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端的定位[30]。

2.7UWB定位技術(shù)

UWB技術(shù)源于20世紀(jì)60年代興起的脈沖通信技術(shù)，以頻譜極寬的超短脈沖作為通信信號(hào)，又被叫做無(wú)載波通信、基帶通信或者脈沖無(wú)線電技術(shù)，主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)檐娪美走_(dá)、通信系統(tǒng)和定位[34]。2002年2月，美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）通過(guò)了將UWB技術(shù)應(yīng)用于民用領(lǐng)域的決定。隨后日本在2006年8月對(duì)開(kāi)放了超寬帶的頻段。中國(guó)于2008年12月12日正式發(fā)布了自己的UWB頻譜規(guī)劃[35]。

UWB定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用無(wú)載波通信方式，不需要進(jìn)行射頻調(diào)制和解調(diào)，無(wú)需進(jìn)行上、下變頻，降低了系統(tǒng)的復(fù)雜性。如果傳輸距離在10m以?xún)?nèi)，UWB數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)到500 Mbit/s，供無(wú)線局域網(wǎng)和個(gè)人通信使用[36]。相對(duì)現(xiàn)有的短距離通信技術(shù)，UWB技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)更高的定位精度和更快的傳輸速率。系統(tǒng)定位大都采用TDOA定位算法，降低定位目標(biāo)與參考節(jié)點(diǎn)時(shí)間同步的要求[37]。

UWB定位系統(tǒng)具有成本低、功耗低、穿透能力強(qiáng)、截獲概率低、抗多徑能力強(qiáng)、和現(xiàn)有其他無(wú)線通信系統(tǒng)共享頻譜等優(yōu)點(diǎn)[38]。從理論上講，超寬帶通信系統(tǒng)發(fā)射功率譜密度非常低，應(yīng)該可以和其他無(wú)線通信系統(tǒng)兼容。但實(shí)際上還是存在一部分干擾現(xiàn)象。原因是UWB脈沖波形的可控性較差，單個(gè)脈沖所覆蓋的頻譜很寬，有可能對(duì)其他通信設(shè)備造成干擾。

付俊等在《UWB技術(shù)在無(wú)線定位中的應(yīng)用》一文中以UWB無(wú)線通信技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合Ubisense 7000定位系統(tǒng)對(duì)UWB定位技術(shù)進(jìn)行介紹[39]；陳曦等在《基于UWB技術(shù)的無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)研究綜述》一文中介紹了UWB技術(shù)和自組網(wǎng)技術(shù)，并對(duì)二者結(jié)合的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行探討[40]；李正榮等在《超寬帶定位技術(shù)的分析與思考》一文中討論了超寬帶定位技術(shù)中熱點(diǎn)研究問(wèn)題，分析了UWB定位技術(shù)目前的應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀[34]。

主要室內(nèi)定位技術(shù)的特點(diǎn)比較見(jiàn)表1。

3 討論

綜上所述，不同的室內(nèi)定位技術(shù)對(duì)周?chē)h(huán)境以及系統(tǒng)構(gòu)成有不同的要求，定位效果也不盡相同。（1）在海上大型戰(zhàn)斗艦艇訓(xùn)練以及戰(zhàn)斗過(guò)程中，由于保密安全的需要，為每一個(gè)戰(zhàn)位人員配備手機(jī)藍(lán)牙終端的條件較難實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，藍(lán)牙定位系統(tǒng)構(gòu)成還包括局域網(wǎng)絡(luò)，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜程度。（2）由于艦艇艙室房間數(shù)量多、位置復(fù)雜，紅外信號(hào)由于其視距傳播特性，難以繞開(kāi)障礙物，導(dǎo)致其較難實(shí)現(xiàn)艦艇上復(fù)雜環(huán)境中傷員定位功能。（3）超聲波定位中需要對(duì)超聲波接收器進(jìn)行廣泛布設(shè)，不適用于海上大型戰(zhàn)斗艦艇作戰(zhàn)的需要，提高定位的成本。同時(shí)，由于超聲波傳感器無(wú)法與自組網(wǎng)技術(shù)結(jié)合，一旦部分艙室傳感器被破壞失靈，就無(wú)法完成相應(yīng)的定位功能。（4）射頻識(shí)別定位技術(shù)應(yīng)用在大型戰(zhàn)斗艦艇時(shí)存在著和超聲波定位相同的不足。此外，射頻識(shí)別讀寫(xiě)器所接收的標(biāo)簽數(shù)據(jù)中信息過(guò)于簡(jiǎn)單，無(wú)法對(duì)復(fù)雜環(huán)境下的信息進(jìn)行通信和處理。（5）ZigBee定位系統(tǒng)具有眾多優(yōu)點(diǎn)，但數(shù)據(jù)傳輸速率低，不能完成傷員快速定位。（6）Wi-Fi定位系統(tǒng)中若某一接入點(diǎn)被破壞，就不能實(shí)現(xiàn)其網(wǎng)絡(luò)中的終端定位。此外Wi-Fi由于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)安全問(wèn)題，不適用于大型戰(zhàn)斗艦艇的傷員定位。（7）在大型戰(zhàn)斗艦艇傷員定位系統(tǒng)中使用UWB技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)短距離內(nèi)數(shù)據(jù)的高速傳輸。相對(duì)有線通信來(lái)講可以節(jié)省艙室空間，去除布線的繁雜工作，便于操作和維護(hù)。同時(shí)，將UWB技術(shù)和自組網(wǎng)技術(shù)結(jié)合起來(lái)，即使在部分艙室傳感器被破壞之后，剩余的網(wǎng)絡(luò)仍然能較好地完成定位功能。

表1 主要室內(nèi)定位技術(shù)特點(diǎn)比較[41]

4 展望

目前，我們對(duì)于大型戰(zhàn)斗艦艇傷員定位系統(tǒng)的研究還處于理論研究中，將目前應(yīng)用較廣泛的室內(nèi)定位技術(shù)進(jìn)行了對(duì)比分析。通過(guò)對(duì)比，我們確定了以UWB技術(shù)作為大型戰(zhàn)斗艦艇傷員定位系統(tǒng)的主要技術(shù)方向，結(jié)合自組網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)傷員定位。下一步工作中，我們還將與相關(guān)技術(shù)廠家合作進(jìn)行定位系統(tǒng)的產(chǎn)品研發(fā)，并對(duì)研發(fā)產(chǎn)品進(jìn)行試驗(yàn)和推廣，確保能真正實(shí)現(xiàn)大型戰(zhàn)斗艦艇傷員準(zhǔn)確、快速定位。

[1]賀鳴.中國(guó)“遼寧”號(hào)航母的前世今生[J].中國(guó)軍轉(zhuǎn)民，2012（10）：32-33.

[2]夏芮沛，翟超，方俊偉.Zigbee無(wú)線定位系統(tǒng)[J].機(jī)電一體化，2008，14（7）：67-68.

[3]康會(huì)娜，張崎.大型場(chǎng)館游客定位誘導(dǎo)系統(tǒng)的研究[J].信息技術(shù)，2010（8）：65-69.

[4]宋遠(yuǎn)峰，劉新.基于RFID的定位系統(tǒng)綜述[J].數(shù)字通信，2013，40（4）：9-13，33.

[5]韓晶.基于RFID標(biāo)簽的定位原理和技術(shù)[J].電子科技，2011，24（7）：64-67.

[6]常崇旺，張永生，李斌，等.基于射頻技術(shù)的電子傷票系統(tǒng)[J].解放軍醫(yī)院管理雜志，2010，17（8）：781-782.

[7]張政，夏濤.基于射頻識(shí)別技術(shù)的室內(nèi)定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].化工自動(dòng)化及儀表，2013，40（5）：619-623.

[8]羅賢東，唐沖，趙衛(wèi)華.基于RFID的井下人員定位系統(tǒng)的研究[J].采礦技術(shù)，2007，7（2）：57-58.

[9]王勇，胡旭東.一種基于RFID的室內(nèi)定位算法[J].浙江理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，26（2）：228-231.

[10]劉瀟，劉幸，吳勝華.基于RFID的智能家居用戶識(shí)別定位技術(shù)分析[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2011，1（9）：60-62.

[11]續(xù)蕾.基于無(wú)線通信技術(shù)的藍(lán)牙與紅外技術(shù)的比較與分析[J].計(jì)算機(jī)與電信，2011（4）：72-73.

[12]吳琳.室內(nèi)定位技術(shù)探討[J].江西測(cè)繪，2013（2）：54-60.

[13]魯琦，殳國(guó)華.基于單片機(jī)的紅外超聲室內(nèi)定位系統(tǒng)[J].微處理機(jī)，2006，27（2）：66-69.

[14]周孟然，吳永祥.基于紅外激光定位技術(shù)的礦井提升機(jī)位置跟蹤系統(tǒng)的研究[J].煤炭學(xué)報(bào)，2002，27（6）：658-660.

[15]胡君萍.UWB技術(shù)及其應(yīng)用探討[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，27（5）：261-264.

[16]李娟娟，張金藝，張秉煜，等.藍(lán)牙4.0標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范下的模糊指紋定位算法[J].上海大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2013，19（2）：126-131.

[17]張浩，趙千川.藍(lán)牙手機(jī)室內(nèi)定位系統(tǒng)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2011，31（11）：3 152-3 156.

[18]陳學(xué)卿，高凡，馬偉朕.基于超寬帶（UWB）技術(shù)的無(wú)線定位系統(tǒng)的研究[J].桂林航天工業(yè)高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào)，2008，13（4）：15-16.

[19]毛飛，蔣挺，周正，等.基于藍(lán)牙的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)[J].系統(tǒng)工程與電子技術(shù)，2005，27（6）：1 142-1 144.

[20]江德祥，胡明清，陳益強(qiáng)，等.基于核嶺回歸的自適應(yīng)藍(lán)牙定位方法[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究，2010，27（9）：3 487-3 489，3 492.

[21]韓霜，羅海勇，陳穎，等.基于TDOA的超聲波室內(nèi)定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].傳感技術(shù)學(xué)報(bào)，2010，23（3）：347-353.

[22]華蕊，郝永平，楊芳.超聲波定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].國(guó)外電子測(cè)量技術(shù)，2009，28（6）：65-66.

[23]鄭靜，張劼，華澤釗，等.室內(nèi)超聲波定位系統(tǒng)的構(gòu)建與測(cè)試[J].上海理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，29（6）：553-556.

[24]蔣林，閆繼宏，臧希喆，等.一種新的超聲波絕對(duì)定位方法[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)：工學(xué)版，2009，39（1）：188-193.

[25]齊麗娜，干宗良.一種新的無(wú)線技術(shù)ZigBee[J].電信快報(bào)，2004（9）：12-14.

[26]吳呈瑜，孫運(yùn)強(qiáng).基于ZigBee技術(shù)的短距離無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)[J].儀表技術(shù)與傳感器，2008（5）：38-39.

[27]周俊，張少欣.基于ZigBee技術(shù)的定位系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[J].通信技術(shù)，2011，44（4）：161-163.

[28]江曉飛，王英俊，王武，等.基于ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].福建計(jì)算機(jī)，2010，26（9）：13-15.

[29]汪苑，林錦國(guó)，卓曉冬.基于ZigBee與加權(quán)質(zhì)心法的室內(nèi)定位方案研究[J].機(jī)床與液壓，2012，40（1）：61-64.

[30]陳顥文.Wi-Fi定位系統(tǒng)在教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].數(shù)字化用戶，2013（20）：116.

[31]肖建飛.WiFi定位的應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)光盤(pán)軟件與應(yīng)用，2011（17）：77.

（????）（????）

[32]陸霞.WiFi定位技術(shù)——基于質(zhì)心定位的三邊定位算法的研究[J].計(jì)算機(jī)知識(shí)與技術(shù)，2013，9（25）：5 765-5 767.

[33]常曉潔，江肖強(qiáng).基于WIFI無(wú)線區(qū)域定位的精確度影響因子研究[J].通信技術(shù)，2013，46（6）：62-65.

[34]李正榮，黃曉濤.超寬帶定位技術(shù)的分析與思考[J].電信快報(bào)，2008（4）：29-32.

[35]劉琪，閆麗，周正.UWB的技術(shù)特點(diǎn)及其發(fā)展方向[J].現(xiàn)代電信科技，2009，39（10）：6-10.

[36]劉芬，付仕明.UWB與Bluetooth的分析與比較[J].科技傳播，2011（16）：193-194.

[37]丁銳，錢(qián)志鴻，王雪.基于TOA和DOA聯(lián)合估計(jì)的UWB定位方法[J].電子與信息學(xué)報(bào)，2010，32（2）：313-317.

[38]李福昌.UWB超寬帶技術(shù)發(fā)展展望[J].無(wú)線電技術(shù)與信息，2007（7）：1-2.

[39]付俊.UWB技術(shù)在無(wú)線定位中的應(yīng)用[J].艦船電子工程，2009，29（1）：3-4.

[40]陳曦，張大龍，于宏毅，等.基于UWB技術(shù)的無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)研究綜述[J].電訊技術(shù)，2004，44（1）：6-9.

[41]房秉毅.基于超寬帶技術(shù)的室內(nèi)定位系統(tǒng)[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2006，32（7）：124-127.

（收稿：2014-01-22 修回：2014-04-20）

Research on casualty positioning in large combat vessel

The regular indoor positioning methods are summarized and analyzed for the advantages and disadvantages, and the problems of each method are discussed when applied in large combat vessel.The concept of casualty positioning in large combat vessel is described,and it's pointed out UWB positioning may be a key technology for casualty positioning in large combat vessel.[Chinese Medical Equipment Journal，2014，35（10）：99-102，155]

large combat vessel;indoor positioning;UWB

R318；TN924

A

1003-8868（2014）10-0099-05

10.7687/J.ISSN1003-8868.2014.10.099

軍隊(duì)“十二五”專(zhuān)項(xiàng)課題（2013YY091）

劉旭東（1991—），男，研究方向?yàn)檐婈?duì)衛(wèi)生勤務(wù)、海上衛(wèi)勤信息化，E-mail：liuxudong1991@smmu.edu.cn。

200433上海，第二軍醫(yī)大學(xué)衛(wèi)生勤務(wù)學(xué)系（劉旭東，劉曉榮，陳國(guó)良）；100000北京，人民軍醫(yī)出版社（范晨芳）

劉曉榮，E-mail：lxrsmmu@gmail.com；陳國(guó)良，E-mail：cg1307@ 126.com