CN106092103A - 一种山区野外调查、勘察及搜寻工作的导航方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种山区野外调查、勘察及搜寻工作的导航方法和装置，所述导航方法用于目标地物与出发地之间完全没有路网覆盖或部分没有路网覆盖情况下的导航，在没有路网覆盖的地区，利用遥感图像和/或遥感图像和地形图联合构建路线。本发明导航方法通过在没有路网覆盖的地区利用遥感图像，或遥感图像和地形图联合构建出发地到目标地物之间的部分或全路路线的方式，解决了现有导航方法中的盲点，使本发明方法在目标地物与出发地之间完全没有路网覆盖或部分没有路网覆盖情况下，也能提供完整的导航路线。

Description

一种山区野外调查、勘察及搜寻工作的导航方法和装置

技术领域

本发明涉及山区野外调查、勘察及搜寻工作的导航方法和装置，是一种基于路网地图、遥感图像(包括卫片、航片等)及地形图的目标位置线路设计及导航技术。

背景技术

近年来，人们越来越多的在山区(尤其是高山丛林地区)开展工作或户外活动。在高山丛林地区，目前最为常见的人类活动包括：①工程调查及勘察，公路、铁路等线性工程的地质调查及工程勘察；②实地考察，基于科学研究或某些特殊目的的丛林地区实地考察；③娱乐活动，即在丛林地区开展登山、野营、野餐(炊)等活动。

在山区特别是在高山丛林地区，人烟稀少、交通不便、道路可达性有限、给养物资匮乏、植被茂盛等，这些因素常常极大的降低了工作(或活动)效率，更有甚者带来安全事故。总的来看，山区开展野外活动(或工作)面临的问题主要表现在：

(1)工作效率偏低。随着山区公路、铁路、电力等基础设施建设的不断推进，山区工程的任务量和工作量都越来越大。在山区从事野外工作(或开展活动)，其难度远远大于普通的平地，特别是在植被茂盛的崇山峻岭地区，“准确快速的识别方向”、“寻找最优路径”都存在巨大的难度。如果方向判别失误或未能找到最优路径，那将极大的降低工作效率。尤其是夏日在南方地区开展工作，恶劣的天气势必导致饮水需求的大大增加，而极端天气也可能导致行动能力受限并致使物资不足，这些还将给人员的生命安全带来威胁。因此，提高工作效率成为了山区工作(或开展活动)的第一要务，尤其是对于在山区从事工程调查及勘察的人员更为重要。

(2)目标地物找寻的难度大，重复性工作很难快速准确的开展。大多数山区开展工作的工程人员或科研人员通常都有准确的地物目标，这些目标点的可达性难易也存在巨大差异。对于植被茂密的地区，在地形变化不大或无明显的地物标志的情况下，准确的寻找某指定地物的难度通常较大。如因特殊原因延误进程导致天黑之前无法走出丛林，黑夜中即使有光源(手电筒等)、地形图和GPS也基本无法走出丛林，这是因为没有明显标志或道路的山林中基本无法准确的判断自己的位置和可走的路线。加上山区的交通条件有限，如发生个别目标地物现象的定位失误，这势必需要增加大量的人力、物力和财力才能起到补救效果。另一方面，野外资料的准确性非常重要，特别是对某些特殊的地物现象(如断层、褶皱、滑坡、植物或动物居所等)需要反复的考察或验证。然而，即使是专业人员，技能和本领也存在优劣，何况人在不同时刻的敏感性和反应能力也存在差异，加之引发野外地物发生变化的因素较多，仅仅依靠人脑、手写记录、影像记录或简单的定位工具很难满足现实需求。因此，山林中寻找目标地物或重复开展某线路考察的难度总体较大，目前现有的一些技术手段虽然可行但效率却无法保证。

(3)人员实时情况很难掌握，搜救工作效率偏低。随着近年来山区工程量的逐渐增加，工作量的加大导致工作人员数量不足，减少同时开展工作人员数量(甚至只身一人)的情况也在所难免。由于天气或自然条件的复杂多变，山区开展工作遭遇暴雨、山洪、垮塌等突发事件较为常见，这极可能导致工作人员迷路、受困或出现伤病情况。另一方面，工作(或开展活动)人员因自身因素(如受伤、犯病等)，也可能出现行动能力受限的情况，严重时甚至失去知觉，就更无法主动与外界联系。山区丛林环境工作(或开展活动)的人员必须实时与外界保持联系以确保人员安全，而手机通话或视频等时刻保持联系的方法并不现实。另外，即使山区丛林环境中的工作人员受困后，还能与外界保持通话，但这种通话的时间总体非常有限，具体位置这些信息也很难通过电话、信息或视频影像予以快速准确的传达。因此，当遇到特殊情况时，“快速的寻找往返路线”或“请求并指导营救工作”将极为重要，但现有通讯设备却很难做到，尤其是在工作人员自己已无法操作这些通讯设备时，就更为困难。

针对上述问题，导航装置就成了必不可少的装配。尽管现有部分设备(如手机、GPS及其它导航装置等)具有较强的导航能力，但这些设备仍存在诸多问题：①现有导航装置基本都基于现代路网信息，对于缺乏路网信息的山区或没有道路的丛林地区无法使用；②现有导航装置能耗较大，在储电能力有限的情况下，无法长时间工作，即使随身携带多个蓄电装置，还是无法续航较长时间，而且携带多个蓄电装置也不太方便；③现在的导航装置(包括手机)与外界自动保持联系的能力非常有限，尤其是在用户无法操作设备时，就更难长时间与外界保持联系。

发明内容

本发明的第一发明目的是提供一种山区野外调查、勘察及搜寻工作的导航方法，该导航方法能在“存在路网信息”、“无路网信息但从遥感图像中能识别出道路”和“完全不存在道路”三种状态下，提供导航服务。

本发明的第二发明目的是提供一种用于实施上述方法的导航装置。

本发明的第一发明目的通过如下技术实现：一种山区野外调查、勘察及搜寻工作的导航方法，其特征在于，用于目标地物与出发地之间完全没有路网覆盖或部分没有路网覆盖情况下的导航，在没有路网覆盖的地区，利用遥感图像和/或遥感图像和地形图联合构建路线。

导航包括确定导航路线和根据确定的路线进行导航两步骤。现有的导航方法导航路线的构建都是基于现代路网信息，对无路网覆盖的地区无法构建导航路线。本发明通过在没有路网覆盖的地区利用遥感图像，或遥感图像和地形图联合构建出发地到目标地物之间的部分或全路路线的方式，解决了现有导航方法中的盲点，使本发明方法在目标地物与出发地之间完全没有路网覆盖或部分没有路网覆盖情况下，也能提供完整的导航路线。

作为所述导航方法的优选实施方式，在有路网覆盖的地区，利用路网地图构建路线。还可定量化所构建路线的可达性难易程度值和线路长度，以辅助用户根据自身的情况进行选择。

所述导航方法包括如下具体步骤：

(1)将目标区域的路网地图、遥感图像和地形图导入工作终端形成基础数据库；

(2)对导入的基础数据按卫星定位系统进行位置校准；

(3)获取目标站点位置，所述目标站点为由所述出发地到所述目标地物之间的途径站点或为所述目标地物；

(4)获取出发地位置，所述出发地位置为所述工作终端的实时位置或指定的除实时位置外的其他位置；

(5)获取连接目标站点位置P1和出发地位置P2的路线，包括：

①若目标站点位置P1和出发地位置P2之间能通过路网连接，根据路网地图以规划求解的方式规划出多条推荐路线，并定量化计算出多种推荐路线的线路长度和可达性等指标；

②若目标站点位置P1和出发地位置P2之间无路网覆盖，但在遥感图像上能识别出道路，以规划求解的方式规划出多条推荐路线，并定量化计算出多种推荐路线的线路长度和可达性等指标；

③若目标站点位置P1和出发地位置P2之间既无法通过路网连接，在遥感图像上也没有道路连接时，包括以下步骤：

a)首先，根据地形图中目标站点位置P1和出发地位置P2的高程差，提供至少一条推荐路线，路线推荐原则为：尽可能少的跨越等高线，穿越等高线时选择等高线稀疏的部位；

b)然后，将由地形图确定的推荐路线投影到对应的遥感图像上，剔除需途径无法穿越的障碍物如水域、沼泽等的路线；

c)最后，定量化计算出剩余各条推荐路线的线路长度和可达性等指标；

(6)获取用户根据自身实际情况选定的最优路线；

(7)提供所选路线的全程导航。

所述导航方法还包括位置通报步骤，所述位置通报步骤为：在导航过程中，所述工作终端实时通报其位置信息至服务器，所述服务器存储所述工作终端的实时位置信息，以便服务器对用户进行定位和记录用户的行进路线，方便展开搜救工作。

所述导航方法还包括影像保存步骤，所述影像保存步骤为：在导航过程中，所述工作终端将在沿途拍摄的影像资料及其拍摄位置、拍摄时间等信息发送到所述服务器，所述服务器存储所述影像资料，并在存储所述影像资料时，对所述影像资料赋予位置及时间等基本属性，以供将来需要时可准确的重现原有路径和特殊地物情况。

所述导航方法还包括主动报警和自动报警两步骤，其中，主动报警步骤为：在收到用户的报警指令后，所述工作终端向所述服务器主动发出报警信号；自动报警步骤：当所述服务器在某限定时间内接收到的所述终端的位置信息变化不大，即位置始终处于设定范围内，且发出询问信息到所述终端而未获得回应，则视为所述工作终端自动报警；

所述服务器在收到所述报警信号或视所述工作终端自动报警后，确定所述工作终端的用户受困；

所述服务器在确定所述工作终端的用户受困后，发送受困者的位置信息给所述工作终端附近的搜救人员，以便搜救人员根据服务器内储存的受困者的位置信息及路线信息对其展开搜救工作。

所述导航方法还包括解除报警步骤，所述解除报警步骤为：若用户并未受困或受困解除，在收到用户解除报警的指令后，所述工作终端向所述服务器发送解除报警状态指令，所述服务器收到所述解除报警状态指令后，向所述搜救者发出受困解除和搜救取消的指令。

所述导航方法还包括工作电源和备用电源管理步骤，所述工作电源和备用电源根据电源当前的工作状态划分，所述工作电源管理步骤为：所述工作终端响应所述服务器确定所述工作终端的用户受困后发出的指令，使所述工作终端自动转换为低功耗的待机模式，此时，所述工作终端处于低功耗的节能待机状态，停止与外界的交流，如发出实时位置信息等，且在接收到所述服务器的指令后，才调整到工作状态与外界交流，如发出实时位置信息等，交流结束后，立刻返回低功耗的节能待机状态；

所述后备电源管理步骤为：在所述工作电源消耗殆尽停止工作后，所述工作终端使后备电源依次从上一电源电量耗尽后开始工作，此时，所述工作终端间歇性的(如每半小时或每小时一次)与外界交流，发出实时位置信息等，且交流完毕后立即关机以节能，该状态直至所述工作终端的所有电池单元电量耗尽或所述工作终端的报警状态解除，如所述工作终端的用户得到援救而主动解除所述工作终端的报警状态。

所述导航方法还包括通讯方式转换步骤，所述通讯方式转换步骤为：所述服务器在判断搜救者即将进入或已进入所述工作终端的近距离通讯模块的通讯范围内时，向所述工作终端发送开启其近距离通讯模块的指令，所述工作终端在收到所述指令后，开启其近距离通讯模块，通过所述近距离通讯模块与处于所述近距离通讯模块通讯范围内的搜救者通讯。

本发明的第二发明目的通过如下技术方案实现：一种用于实施上述导航方法的导航装置，它为一便携的工作终端，所述工作终端包括：

控制模块、人机接口、现场信息获取模块、储存模块、数据通讯模块、电池模块；

所述人机接口包括显示模块单元和输入模块单元(两者也可合二唯一，如采用触摸屏)；

所述现场信息获取模块包括成像模块单元和卫星定位模块单元；

所述数据通讯模块包括移动通讯模块单元和低功耗的近距离通讯模块，所述近距离通讯模块包括具有中继功能的通讯模块；

所述显示模块、输入模块单元、存储模块、成像模块单元、卫星定位模块单元、移动通讯模块单元、近距离通讯模块分别与所述控制模块相连；

其特征在于：

所述工作终端还包括选择接通电路模块，所述电池模块包括两个以上独立工作的电池单元，所述电池单元通过所述选择接通电路模块与所述控制模块相连，所述控制模块通过所述选择接通电路模块自动切换作为所述工作终端的供电电源的电池单元。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

1)本发明导航方法和装置通过在没有路网覆盖的地区利用遥感图像，或遥感图像和地形图联合构建出发地到目标地物之间的部分或全路路线的方式，解决了现有导航方法中的盲点，使本发明方法在目标地物与出发地之间完全没有路网覆盖或部分没有路网覆盖情况下，也能提供完整的导航路线；

2)本发明导航方法和装置定量化所构建路线的可达性难易程度值和线路长度等指标，以便辅助用户根据自身实际情况选定的最优路线；

3)本发明导航方法和装置能实时上传其用户的位置信息给服务器，以便服务器能对用户进行定位和记录用户的行进路线，方便后期搜救工作的展开；

4)本发明导航方法和装置具有主动报警和自动报警两种方案，主动报警模块使用户能即时呼救，自动报警模块，则在用户无法主动求救的情况下，使服务器自动代用户报警，以便及时展开搜救工作，有利于更全面的看护工作人员的人身安全；

5)本发明导航方法和装置的服务器在确认用户受困后，能及时、远程调整工作终端电源的工作方式，降低工作终端的能耗，使工作终端能较长时间的工作，为搜救人员和受困者争取时间，相比于现有技术，本发明导航装置对电源的管理，不依赖于用户的操作，可提高受困者特别是已无法操作导航装置的受困者的获救机率；另外，相比于现有技术，本发明工作终端具有两个以上独立工作的电池单元，解决了现有技术中，导航装置备用电源需另外携带的不便问题，更重要的，本发明能实现备用电源的自动投入，使导航装置能自动长时间与外界保持联系，能更好的为无法操作导航装置的受困者争取时间。

附图说明

图1为实施例一中利用卫片构建的连接目标地物A和B的路线；

图2为实施例二中利用遥感图像和地形图联合构建的连接目标地物C和D的路线；

图3为实施例三中利用路网地图、遥感图像、遥感图像和地形图联合构建的连接目标地物E和H的路线；

图4为本发明导航装置的连接结构示意图；

图5为本发明导航装置与服务器的连接结构示意图。

具体实施方式

本发明一种山区野外调查、勘察及搜寻工作的导航方法如实施例一、二、三、四所述。

实施例一

在目标地物A和出发地B之间，完全没有路网覆盖，但从卫片上能识别出道路，利用卫片构建连接A和B的路线，如图1所示。

这里的卫片也可以为航片，或其他类型的遥感图像。

这里的道路的识别、构建，可以是手动方式也可以是自动方式。自动方式可通过遥感图像中路径的色差识别路径，完成路线构建。

实施例二

在目标地物C和出发地D之间，完全没有路网覆盖，且在遥感图像上没有道路连接时，利用遥感图像和地形图联合构建连接C和D的路线，如图2所示。

实施例三

在目标地物E和出发地H之间，F和G为由E到H的途径站点，其中E、F间完全没有路网覆盖，且在遥感图像上没有道路连接，F、G间也完全没有路网覆盖，但从遥感图像上能识别出道路，G、H间有路网覆盖。

利用路网地图构建连接G、H的路线，利用遥感图像构建连接F和G的路线，利用遥感图像和地形图联合构建连接E和F的路线，如图3所示。

作为一种辅助用户选择适合自身的路线的一种手段，上述实施例一、二、三，在完成目标地物和出发地之间路线构建后，可对所构建路线的可达性难易程度值和线路长度等指标进行定量化计算。用户根据自身情况和可达性选择最优路线，提供所选路线的全程导航。

实施例四

实施例四的导航方法实则是利用导航装置即实施例四中工作终端进行导航时的方法，包括如下具体步骤：

(1)将目标区域的路网地图、遥感图像包括卫片、航片等和地形图导入并存储在工作终端的中形成基础数据库；

(2)利用工作终端的控制模块如中央处理器对导入的基础数据按卫星定位系统(BDS、GPS和/或GLONASS)进行位置校准；

(3)获取目标站点位置，通过数据导入、键盘输入或从基础数据库中指定的方式获取目标站点位置，目标站点为由出发地到目标地物之间的途径站点如图3中的站点F和G或为目标地物如图3中的E；目标站点可人为指定，也可根据路径的色差等条件由工作终端推荐；

(4)通过卫星定位系统(BDS、GPS和/或GLONASS)获取实时位置，本实施例中以工作终端的实时位置作为出发地，出发地也可以为除实时位置外的其他位置；

(5)通过工作终端的控制模块计算出连接目标站点位置P1和实时位置P3的路线，包括：

①若目标站点位置P1和实时位置P3之间能通过路网连接，根据路网地图以规划求解的方式规划出多条推荐路线，并定量化计算出多种推荐路线的线路长度和可达性等指标；

②若目标站点位置P1和出发地位置P2之间无路网覆盖，但在遥感地图上能识别出道路，以规划求解的方式规划出多条推荐路线，并定量化计算出多种推荐路线的线路长度和可达性等指标；

③若目标站点位置P1和实时位置P3之间既无法通过路网连接，在遥感地图上也没有道路连接时，包括以下步骤：

a)首先，根据地形图中目标站点位置P1和实时位置P3的高程差，提供至少一条推荐路线，路线推荐原则为：尽可能少的跨越等高线，穿越等高线时选择等高线稀疏的部位；

b)然后，将由地形图确定的推荐路线投影到对应的遥感图像上，剔除必需途经无法穿越的障碍物如水域、沼泽等的路线；

c)最后，定量化计算出剩余各条推荐路线的线路长度和可达性等指标；

(6)获取用户根据自身实际情况选定的最优路线；

(7)提供所选路线的全程导航。

为了让服务器能实时掌握用户的位置，方便服务器对用户进行定位和记录用户的行进路线，方便以后展开搜救工作，在导航过程中，工作终端实时通报其位置信息至服务器，即将基于卫星定位系统(BDS、GPS和GLONASS)的位置数据上传至服务器；而且在导航过程中，工作终端还将根据需要在沿途拍摄的影像资料如特殊的地物图像、拍摄时间、拍摄位置等信息发送到服务器，服务器存储所述影像资料，并在存储所述影像资料时，对所述影像资料赋予位置及时间等基本属性，以供将来需要时可准确的重现原有路径和特殊地物情况。

为了处理导航过程中的紧急情况，本发明导航方法还提供报警步骤，包括主动报警和自动报警。

主动报警：当用户突然遭遇危险情况时，可以通过工作终端主动报警，工作终端收到用户的指令后向服务器主动发出报警信号。

自动报警：当服务器在某限定时间内接收到的终端的位置信息变化不大，即始终处于设定范围内，且发出询问信息到工作终端而未获得回应，则视为自动报警。

服务器在工作终端主动报警或服务器视所述工作终端自动报警后，确定所述工作终端的用户受困。

服务器在确定所述终端的用户受困后，发送受困者的位置信息给工作终端附近的搜救人员，具体为搜救人员的搜救终端，以便搜救人员根据服务器内储存的受困者的位置信息及路线信息对其展开搜救工作。

本发明的两种报警机制，主动报警使用户能即时呼救，自动报警，则在用户失去活动能力的情况，使服务器自动代用户报警，以便及时展开搜救工作，有利于更全面的看护工作人员的人身安全。

当用户并未受困或受困解除，用户可通过工作终端解除报警状态，工作终端响应用户的指令，向服务器发送解除报警状态指令，服务器收到所述解除报警状态指令后，向所述搜救者发出受困解除和搜救取消的指令。

当某用户遇到特殊情况(如掉入陷阱失去活动能力，受伤无法活动，身体突发病，遭遇某种突发情况而失去知觉或死亡)需要帮助(或救助)时，本发明工作终端可长时间提供位置信息，具体通过管理工作终端的工作状态实现。

为延长搜救时间，受困用户的工作终端根据需要配置两个(或多个)独立工作的电池单元，本实施例采用大容量锂电池，分别编号I、II、III…，也可采用电池组。其工作原理及能耗分为两个阶段：①工作电源通常为电池I工作阶段(电池II、III……均不工作)为自服务器确定用户受困开始到电池I电量耗尽，服务器确定用户受困开始就发出指令使工作终端自动调换为低功耗的待机模式，此时受困用户所持工作终端处于低功耗的节能待机状态且停滞与外界的交流(如发出实时位置信息等)，在接收到服务器的指令时将调整工作状态并与外界进行交流(如发出实时位置信息等)，交流结束后立刻返回低功耗的节能待机状态；②电池I消耗殆尽(停止工作)的后工作阶段，即备用电源工作阶段：电池II从电池I电量耗尽停止工作后开始工作，III、IV……依次从上一电池电量耗尽开始工作，该状态下的工作终端在固定的时间如每半小时或每1小时间歇性的与外界交流且交流完毕即刻关机以节能，该状态直至电量耗尽或用户得到救助解除报警状态。

本发明工作终端还具有近距离交流功能

本发明除了通过服务器与外界交流外，还可以在200～100米左右的范围内与搜救者进行近距离交流。这种近距离交流主要通过低功耗的BLE(通信距离一般100m左右)或ZIGBEE(通信距离一般200m左右，如通信环境好和选择2.4GHz频率且功率偏高的设备时可将通信距离提高到2～3km)来实现，这样可以工作部的长久不间断通信。受困者发出求助信号和搜救活动开始之初，搜救者距离受困者的距离较远，此时的BLE或ZIGBEE处于关闭状态以节约能耗。当搜救者距离求助者距离较近时，服务器向工作部发出开启BLE或ZIGBEE的指令(服务器在搜救者即将接近受困者工作部ZIGBEE工作范围最近的一次交流中发出开启指令)，搜救者通过自己的工作部与受困者进行交流直至电量耗尽或得到救助为止。

本发明工作终端在极端情况可采用如下工作方式：

本发明还可以在如下极端情况下工作：①无移动信号覆盖(或移动信号极弱)：本发明利用的ZIGBEE具有中继功能，他可以在区域内无移动信号时自身构成类似的移动基站。通过组网或单线延长的方式，无移动信号区域内的工作终端也可以通过ZIGBEE这种所谓的移动基站与服务器相连并进行交互信息。基于此功能，本发明不但可以克服局部信号较差或缺失的问题继续开展工作，也可以在完全无移动信号覆盖的区域内开展工作；②天黑后的无路网信息丛林：当特殊原因延误进程导致天黑之前无法走出山林，基于本发明的导航功能可以在夜间进行导航，这可以避免林间过夜时的各种危险和物资不足等问题；③植被高大且茂盛：无路网信息存在时，当山间的树木和植被极为高大且地形标志也不明显时的道路很难识别，同样利用本发明的导航功能可以极大的提高工作(活动)效率。

本发明还提供一种用于实施上述方法的导航装置，该导航装置为一便携的工作终端。

工作终端包括如图4所示：

控制模块、人机接口、现场信息获取模块、储存模块、数据通讯模块、电池模块、择接通电路模块；

人机接口包括显示模块单元和输入模块单元(两者也可合二唯一，如采用触摸屏),输入模块单元包括键盘和声控输入模块；

现场信息获取模块包括成像模块单元和卫星定位模块单元，卫星定位模块单元包括BDS、GPS和/或GLONASS构件，卫星定位模块单元兼容BDS、GPS和GLONASS三套卫星定位系统；

储存模块包括FLASH模块单元，EEPROM模块单元，DDRAM模块等，还可根据具体需要配置MICROSD模块单元和/或TIF模块单元；

数据通讯模块包括移动通讯模块单元如GPRS、GSM、TDSCDMA或LTE等和低功耗的近距离通讯模块如BLE蓝牙通信模块单元或ZIGBEE通信模块单元，近距离通讯模块包括具有中继功能的通讯模块如ZIGBEE，数据通讯模块还可包括UART串口模块单元、WIFI通信模块单元、BT4.0蓝牙通信模块单元，、USB串口模块单元，如PC端USB或MICROUSB等；

电池模块包括两个以上独立工作的电池单元，电池单元可为大容量锂电池，也可由电池组构成；

显示模块、输入模块单元、成像模块单元、存储模块、卫星定位模块单元、移动通讯模块单元、近距离通讯模块分别与控制模块相连，电池单元通过选择接通电路模块与控制模块相连，控制模块通过选择接通电路模块自动切换作为工作终端的供电电源的电池单元。

工作终端2与服务器1组成导航系统，服务器1与工作终端2无线通讯，如图5所示。服务器根据需要配置连接信号发射终端的互联网，即通过互联网和信号发射终端向工作终端发出控制指令；也可配置移动通讯模块单元(如GPRS、GSM、TDSCDMA或LTE等)、COM(UART)串口模块单元、USB串口模块单元(如普通USB或MICROUSB)，即通过移动通信适配器和移动通信网络将控制指令推送给工作部；服务器的功能主要包括：接收并存储工作部发出的实时位置及随时拍摄的影像资料，依据控制协议发出指令配置工作终端功能以指导工作终端工作。

本发明的实施方式不限于此，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种山区野外调查、勘察及搜寻工作的导航方法，其特征在于，用于目标地物与出发地之间完全没有路网覆盖或部分没有路网覆盖情况下的导航，在没有路网覆盖的地区，利用遥感图像和/或遥感图像和地形图联合构建路线。

2.根据权利要求1所述的导航方法，其特征在于，在有路网覆盖的地区，利用路网地图构建路线。

3.根据权利要求2所述的导航方法，其特征在于，定量化所构建路线的可达性难易程度值和线路长度。

4.根据权利要求3所述的导航方法，其特征在于，所述导航方法包括如下具体步骤：

(1)将目标区域的路网地图、遥感图像和地形图导入工作终端形成基础数据库；

(2)对导入的基础数据按卫星定位系统进行位置校准；

(3)获取目标站点位置，所述目标站点为由所述出发地到所述目标地物之间的途径站点或为所述目标地物；

(4)获取出发地位置，所述出发地位置为所述工作终端的实时位置或指定的除实时位置外的其他位置；

(5)获取连接目标站点位置P1和出发地位置P2的路线，包括：

①若目标站点位置P1和出发地位置P2之间能通过路网连接，根据路网地图以规划求解的方式规划出多条推荐路线，并定量化计算出多种推荐路线的线路长度和可达性难易程度值；

②若目标站点位置P1和出发地位置P2之间无路网覆盖，但在遥感图像上能识别出道路，以规划求解的方式规划出多条推荐路线，并定量化计算出多种推荐路线的线路长度和可达性难易程度值；

③若目标站点位置P1和出发地位置P2之间既无法通过路网连接，在遥感图像上也没有道路连接时，包括以下步骤：

a)首先，根据地形图中目标站点位置P1和出发地位置P2的高程差，提供至少一条推荐路线，路线推荐原则为：尽可能少的跨越等高线，穿越等高线时选择等高线稀疏的部位；

b)然后，将由地形图确定的推荐路线投影到对应的遥感图像上，剔除需途径无法穿越的障碍物的路线；

c)最后，定量化计算出剩余各条推荐路线的线路长度和可达性难易程度值；

(6)获取用户根据自身实际情况选定的最优路线；

(7)提供所选路线的全程导航。

5.根据权利要求4所述的导航方法，其特征在于，所述导航方法还包括位置通报步骤，所述位置通报步骤为：在导航过程中，所述工作终端实时通报其位置信息至服务器，所述服务器存储所述工作终端的实时位置信息，以便服务器对用户进行定位和记录用户的行进路线，方便展开搜救工作。

6.根据权利要求5所述的导航方法，其特征在于，所述导航方法还包括影像保存步骤，所述影像保存步骤为：在导航过程中，所述工作终端将在沿途拍摄的影像资料及其拍摄位置、拍摄时间信息发送到所述服务器，所述服务器存储所述影像资料，并在存储所述影像资料时，对所述影像资料赋予位置及时间属性，以供将来需要时可准确的重现原有路径和特殊地物情况。

7.根据权利要求6所述的导航方法，其特征在于，所述导航方法还包括主动报警和自动报警两步骤，其中，主动报警步骤为：在收到用户的报警指令后，所述工作终端向所述服务器主动发出报警信号；自动报警步骤为：当所述服务器在某限定时间内接收到的所述终端的位置信息变化不大，即位置始终处于设定范围内，且发出询问信息到所述终端而未获得回应，则视为所述工作终端自动报警；

所述服务器在收到所述报警信号或视所述工作终端自动报警后，确定所述工作终端的用户受困；

所述服务器在确定所述工作终端的用户受困后，发送受困者的位置信息给所述工作终端附近的搜救人员，以便搜救人员根据服务器内储存的受困者的位置信息及路线信息对其展开搜救工作；

所述导航方法还包括解除报警步骤，所述解除报警步骤为：在收到用户解除报警的指令后，所述工作终端向所述服务器发送解除报警状态指令，所述服务器收到所述解除报警状态指令后，向所述搜救者发出受困解除和搜救取消的指令。

8.根据权利要求7所述的导航方法，其特征在于，所述导航方法还包括工作电源和备用电源管理步骤，所述工作电源和备用电源根据电源当前的工作状态划分，所述工作电源管理步骤为：所述工作终端响应所述服务器确定所述工作终端的用户受困后发出的指令，使所述工作终端自动转换为低功耗的待机模式，此时，所述工作终端处于低功耗的节能待机状态，停止与外界的交流，且在接收到所述服务器的指令后，才调整到工作状态与外界交流，交流结束后，立刻返回低功耗的节能待机状态；

所述后备电源管理步骤为：在所述工作电源消耗殆尽停止工作后，所述工作终端使后备电源依次从上一电源电量耗尽后开始工作，此时，所述工作终端间歇性的与外界交流，且交流完毕后立即关机以节能，该状态直至所述工作终端的所有电池单元电量耗尽或所述工作终端的报警状态解除。

9.根据权利要求8所述的导航方法，其特征在于，所述导航方法还包括通讯方式转换步骤，所述通讯方式转换步骤为：所述服务器在判断搜救者即将进入或已进入所述工作终端的近距离通讯模块的通讯范围内时，向所述工作终端发送开启其近距离通讯模块的指令，所述工作终端在收到所述指令后，开启其近距离通讯模块，通过所述近距离通讯模块与处于所述近距离通讯模块通讯范围内的搜救者通讯。

10.一种用于实施权利要求1～9任一项所述的导航方法的导航装置，它为一便携的工作终端，所述工作终端包括控制模块、人机接口、现场信息获取模块、储存模块、数据通讯模块、电池模块；所述人机接口包括显示模块单元和输入模块单元；所述现场信息获取模块包括成像模块单元和卫星定位模块单元；所述数据通讯模块包括移动通讯模块单元和低功耗的近距离通讯模块，所述近距离通讯模块包括具有中继功能的通讯模块；所述显示模块、输入模块单元、存储模块、成像模块单元、卫星定位模块单元、移动通讯模块单元、近距离通讯模块分别与所述控制模块相连；其特征在于：所述工作终端还包括选择接通电路模块，所述电池模块包括两个以上独立工作的电池单元，所述电池单元通过所述选择接通电路模块与所述控制模块相连，所述控制模块通过所述选择接通电路模块自动切换作为所述工作终端的供电电源的电池单元。