摘要：本文主要陈述和分析了无线定位技术在应急救援中的意义和具体实施，包括无线定位在紧急救援中的发展历史和国内的发展现状、现有的应用于应急救援中的无线定位技术，主要包括基于蜂窝网络的定位技术、GPS技术和A-GPS技术。最后，结合ESRI公司发布的ArcGIS API for Silverlight接口，编写网页实现了定位之后的缓冲区分析和救援站点查询。 关键词：应急救援；无线定位；地理信息系统
一、引言
应急救援，一般是指针对突发、具有破坏力的紧急事件采取预防、预备、响应和恢复的活动。它包括政府提供的紧急救援服务(包括火警、匪警、急救)和企业提供的紧急救援服务，如高山救援、海洋救援、户外远足救援、台风洪灾救援等。应急救援的基本任务[1]在于立即组织营救受害人员，组织撤离或者采取其他措施保护危险区域的其他人员；迅速控制事态，并对事故造成的危险、危害进行监测、检测，测定事故的危害区域、危害性质及维护程度；消除危害后果，做好现场恢复；查明事故原因，评估危害程度。
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应急情况下的定位工作是应急救援响应的基础工作，其重点在于速度和精度，并直接影响到后续救援工作的速度和质量。小到火灾现场的定位，大到地震范围的确定，越快定位到准确地点，就能越快地进行应急资源分配，挽救更多人的生命和财产。
紧急定位有多种方法，比较简单的方法比如在公共场所设立报警牌并进行编号方便在接到报警时迅速定位，比较普遍的则是通过报警的固定电话或手机定位其位置。在定位技术的分类上有基于视觉和非视觉两种。基于视觉的方法即基于人眼或机器视觉原理的定位系统如人工监视和视频监控，这种方法一般工作量较大，或者识别算法复杂，不适合大范围投入使用。基于非视觉的方法即以无线定位技术为基础延伸出的定位系统，比如GNSS、WSN、WiFi定位、ZigBee定位，蜂窝网络定位等等。有目前广泛应用于应急情况下的定位技术主要是基于蜂窝网络的定位技术和GPS技术。
在完成定位后，如何根据定位结果查最近的救援站点，并进行资源分配，也是关乎救援成果的重要一环。本文中将定位结果与地理信息系统相结合，查询距离定位地点一定范围内的救援站点，以方便后续救援工作。
二、紧急定位技术的发展
对于公共应急救援定位来说，1996年美国通信委员会(FFC)颁布的行政命令E911具有极其重要的意义。其主要内容是强制性要求构建一个公众安全无线网络，即无论在任何时间和地点，都能通过手机信号追踪到用户。E911的一期工程于1998年完成，规定当PSAP(公众治安应答站)收到一次911呼叫时，应包含回拨电话号码和有关主叫人的位置信息；采用的技术主要是CELL--ID技术稍加改进，采用六分之一蜂窝区(即六扇区之一)定位。1999年，FCC根据定位的类型不同，对定位精度提出了更加明确的要求：当采于蜂窝通信网络定位时，不改动终端通信设备情况下，要求至少67%概率下定位精度为l00m以内，至少95%的概率下定位精度为300m以内；采用移动终端定位时，至少67%的概率下定位精度为50m以内，至少95%的概率下定位精度为150m以内。到2006年，也就是E911规定发布的10年后，覆盖美国全国的追踪系统已基本建成[2]。
除了精度以外，E911还规定，不晚于2001年10月1日，运营商必须销售并激活有定位能力的终端。而定位精度上的规定使得美国新上市的终端均为GPS终端。
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这一领域的政府机构，除了制定法规的FFC，还有NENA(National Emergency Number Association，美国国家紧急电话协会)，NENA的职责是确保911系统的技术领先、可行及
实习，在执行工程中，NENA进行研究、规划、培训和教育，并制定911/E911功能和接口规范，协调和推动各标准化组织在该领域的工作[3]。
美国的E911条例出台以后，其它国家也拟定了类似的规定，而且在定位技术和精度方面达成了一致。在政府的强制性要求和巨大市场利润的驱动下，国内外涌现了研究蜂窝定位技术的热潮，从而加速了该技术的进步及基于无线电定位技术的位置服务(LCS)在全球的发展。
欧洲的法规则为E11欧共体2002/22号“统一服务指令”，该指令规定用户拨打紧急救援电话时通信网必须传输用户的地理位置给紧急救援服务中心，紧急救援对用户免费。但该指令未规定地理位置的精度和定位成功率。除此之外，许多国家也针对用户的隐私问题制定了一些法规，如日本1998年的《电信用户业务保护用户数据指南》，规定运营商不得将用户位置传输给第三方。
在我国，虽然移动通信网定位的研究很多，但通过移动通信网进行紧急定位的技术近几年才开始在公安部门普遍应用。
三、紧急定位技术
定位技术种类繁多，各有特点，紧急情况下定位技术的选择主要要从定位速度、定位精度、定位条件和定位成本四方面来考虑。在定位时间上，要做到尽可能快，时间就是生命，必须为后续救援留出足够的时间，定位响应的时间尽可能在数秒之内；定位精度上，根据具体情况的要求可能精度要求各有不同，比如在人口密集的城市中心定位精度的要求比人口稀疏的郊区和农村要高，但基本都应该在几百米以内；定位条件即在任何情况下紧急定位系统都应当保持工作状态，不能因为天气条件或者突发事故而完全失去工作能力；在定位成本上，无论对于政府、专业的救援公司还是志愿者组织，都希望用最少的资金和资源达成最好的定位效果。程控步进衰减器系统
目前主要应用于紧急定位的技术主要有基于蜂窝网络的定位技术、GPS技术和A-GPS（辅助GPS）技术，这三种技术各有优缺点，应用的范围也略有不同，下面对这三种技术进行详细的介绍。
3.1基于蜂窝网络的定位技术
蜂窝网络或移动网络（Cellular Network）是一种移动通信硬件架构，把移动电话的服务区分为一个个正六边形的子区，每个小区设一个，形成了形状酷似“蜂窝”的结构，因而
把这种移动通信方式称为蜂窝移动通信方式。压缩木耳
蜂窝网络组成主要有以下三部分：移动站，子系统，网络子系统。移动站就是我们的网络终端设备，比如手机或者一些蜂窝工控设备 。子系统包括我们日常见到的移动、无线收发设备、专用网络（一般是光纤）、无线的数字设备等等。我们可以把子系统看作是无线网络与有线网络之间的转换器[4]。
随着社会的发展，人们的活动范围越来越大，而且越来越不确定。这种移动性和不确定性给移动通信带来市场和挑战的同时，也为移动定位业务的开展和扩大提供了必要的条件，带来了无限商机。另一方面，移动台的位置信息对于通信网本身也是非常重要的信息。得到移动台位置也是通信网自身发展的需要。
图1 蜂窝网络
在应急救援方面，移动用户的流动性使得很多情况下用户对周围环境并不熟悉，因此紧急呼叫时很难准确描述其所处的地理位置，这对后续救援十分不利甚至贻误时机，危险情况下的紧急救援就显得尤为重要。用无线电话呼叫救援中心有很大的局限性，在用户不知道自己位置的情况下，使用移动电话呼叫救援中心也无法明确用户的位置，救援中心仍然不能实施快速、有效的救援活动。如果移动用户的手机支持移动定位业务，用户发出紧急呼叫的同时，移动通信网络在将该紧急呼叫发送到救援中心的同时，会启动支持移动定位业务的网元，将该位置信息和用户的语音信息一并传送给救援中心，自动地将 MS 的确切定位值提供给有关部门，并与GIS及其它的调度管理应用系统配合构成高度智能化的计算机辅助决策(CAD)系统相结合，救援中心接到呼叫后，根据得到的位置信息，就能快速、高效地开展救援活动，大大提高了救援的成功率，为快速、准确、科学合理地接警处警打下坚实的基础，极大地提高社会联动公众紧急服务的现代化水平。
在基于蜂窝网络的定位系统中，可以利用信号强度(SS)、载波相位(CP)、信号到达角度(AOA)和时间测量值(包括信号到达时间 TOA、信号到达时间差 TDOA)以及它们的组合进
行定位估算。每个参数测量值可以确定目标所在的一条轨迹，多个测量值可以确定目标所处的多条轨迹，通过求解轨迹交点便可以确定移动目标的位置。在一个具体的蜂窝定位系统中可以采用同类型的测量值或不同类型的测量值来确定移动台(MS)所处的不同轨迹，求解其交点进行定位[5]。
