CN117459898A - 一种应急定位通信方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及应急通信技术领域，尤其涉及一种应急定位通信方法及系统。以若干移动终端作为收发机行至待定位通信区域；以UWB超宽带无线载波通信技术获取收发机第一定位；通过移动终端摄像头获取图像信息，以VSLAM同步定位与地图构建技术构建虚拟地图，并获取收发机第二定位；以卡尔曼滤波算法融合第一定位和第二定位，完成收发机定位。本发明VSLAM、MEMS、UWB、GNSS等核心关键技术，实现了未知环境大场景视觉实时建模、卫星拒止条件下厘米级定位。
Description
技术领域
本发明涉及应急通信技术领域，尤其涉及一种应急定位通信方法及系统。
背景技术
应急定位通信指控系统是一种结合了应急管理和通信技术的解决方案，通常利用窄带数字对讲机、应急指挥GIS系统和应急指挥APP等设备和组件，实现灾区与救援指挥中心的实时信息互通。目前方案多采用救灾人员携带具备GPS及北斗定位回传功能的对讲机，对讲机可以通过超短波实时将人员的坐标发回至前线指挥部及后方指挥中心，并在GIS地图上实时显示，让指挥人员掌握人员分布情况。指挥员还可以通过对讲机与救灾人员直接进行通话，部署救灾工作，从而提高救灾指挥效率。
国内现状以野外救援人员定位系统为例，该系统采用“北斗卫星+自组网+4G/5G”通信模式，在野外、偏远山区等地也可将救援人员的位置、状态等信息传输到指挥平台。系统同时具有北斗/GPS高精度定位、惯导定位功能，可在一定程度上解决高山密林、室内地下的卫星定位“盲区”问题。当有救援人员遇到险情时，指挥平台可以根据其报警位置，指派其他人员前去营救。系统解决了野外救援时“救援人员位置丢失”，“指挥员无法对救援现场人员快速指挥调度”等痛点问题。系统组成主要有人员定位终端、班组定位终端、北斗通信终端、指控平板、快速供电装置等，如图1所示；系统部署和工作原理如图2所示。
从上述情况可知，应急定位通信指控系统主要体现在终端位置定位信息，功能单一、可视化和智能化等功能欠缺。应急定位通信指控系统在快速部署、高效沟通方面比较成熟，但是在高精度定位、环境建模方面，还需要进一步完善。采用GPS、北斗可以精确确定救援队伍和受灾区域的位置，但是当处于室内救援或森林野外时，GPS及北斗信号被遮挡，存在无法定位的情况。另外，在未知场景下，救灾人员和指挥人员都不能尽快熟悉室内建筑物或周围环境情况，即便有视频图像，对室内二维/三维地图模型的信息也不能实时掌握。
发明内容
本发明提供一种应急定位通信方法及系统，其可以在没有卫星信号时实现应急通信与地图构建。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种应急定位通信方法，具体方法如下：
以若干移动终端作为收发机行至待定位通信区域；
以UWB超宽带无线载波通信技术获取收发机第一定位；
通过移动终端摄像头获取图像信息，以VSLAM同步定位与地图构建技术构建虚拟地图，并获取收发机第二定位；
以卡尔曼滤波算法融合第一定位和第二定位，完成收发机定位。
作为上述技术方案的优选，以UWB超宽带无线载波通信技术获取收发机第一定位，具体方法如下：
完成收发机之间的测距离；
以任意具有卫星定位信号的收发机作为锚点，以不具有卫星定位信号的收发机作为标签；以锚点为基准，根据锚点与标签的距离值，定位标签的坐标。
作为上述技术方案的优选，完成收发机之间的测距离，具体方法如下：
以第一收发机发起第一无线电消息，并记录发送第一无线电消息的发送时间戳t1；
第二收发机收第一无线电消息，并在预设时延treplyB后向第一收发机发送回复；
第一收发机收到回复后记录接收回复的时间戳t2，再经过预设时延treplyA后发送第二无线电消息至第二收发机，记录发送第二无线电消息的时间戳t3；
第二收发机接收第二无线电消息的时间戳记录为t4；
根据公式计算信号飞行时间：
TOF = (troundA - treplyA + troundB - treplyB）/4
其中：
troundA= treplyB + 2TOF = t2 - t1；
troundB = treplyA + 2TOF = t4 - t0；
重复计算，获取若干收发机之间的距离值。
作为上述技术方案的优选，定位标签的坐标，具体方法如下：
将锚点的经度L、纬度B和高度H转换为三维地心直角坐标XYZ；
通过标签与锚点的距离值，计算标签的三维地心直角坐标；
将标签的三维地心直角坐标转换为标签的经度L、纬度B和高度H；
经纬度转换为三维地心直角坐标公式如下：
三维地心直角坐标转换为经纬度公式如下：
其中，
式中，L：经度；B：纬度；H：高度；X，Y，Z：直角坐标，右手系；a：参考椭球的长半轴；b：参考椭球的短半轴；e^2：第一偏心率；e'^2：第二偏心率；N：曲率半径。
作为上述技术方案的优选，通过VSLAM同步定位与地图构建技术，构建虚拟地图，具体方法如下：
寻找每一帧图像信息的特征点与局部地图匹配；
局部地图优化；
纠正累计漂移；
计算优化结果和运动的解。
作为上述技术方案的优选，以卡尔曼滤波算法融合第一定位和第二定位，具体方法如下：
以惯导系统导航误差方程建立状态方程：
式中，为姿态误差角，/>分别表示IMU所在的纬度、经度和高度，/>分别表示地球子午圈和卯酉圈半径，/>表示陀螺仪的角速度测量误差，/>表示加表的比力测量误差；
以第一定位和第二定位建立测量方程：
UWB超宽带无线载波通信技术和VSLAM同步定位与地图构建技术给出的速度和位置信息为，误差为/>和/>；
滤波器量测方程为
式中
；
卡尔曼滤波结束后，进行姿态、速度和位置的状态反馈：
。
作为上述技术方案的优选，所述移动终端包括：带有定位终端的人类，和/或无人机，和/或机器狗。
本发明另一方面还提供了一种应急定位通信系统，包括：位置数据管理平台、数字孪生指控平台，以及安装在每个移动终端上的VSLAM模块和UWB模块；
所述VSLAM模块，根据移动终端摄像头获取图像信息，获取收发机第二定位；
所述UWB模块，获取第一定位；
所述位置数据管理平台，通过融合第一定位和第二定位；
所述数字孪生指控平台，根据融合定位以及图像信息构建虚拟地图，以及人机交互界面。
作为上述技术方案的优选，所述UWB模块包括ZYNQ7020信息处理芯片、DW1000UWB收发芯片、GC1103射频前端模块和全向天线。
由于采用了以上方案，本发明具有以下有益效果：
1、本发明基于视觉即时定位与构图、微惯性系统、超宽带、卫星导航系统等核心关键技术，实现了未知环境大场景视觉实时建模、卫星拒止条件下厘米级定位，打造了沉浸式智能化应急定位通信指控系统，最大程度保障任务人员生命安全；能为应急救援和公共安全领域提供强有力的技术支撑和保障，提高对应急事件的快速响应和高效指挥能力。
2、当卫星信号良好时，通过RTK获取终端的高精度厘米级定位；当卫星信号拒止条件下，通过UWB超宽带无线载波通信技术/MEMS微系统实现相对厘米级定位。网络中各节点都可以装配厘米级定位/通信模组，如果部分节点可以获得GNSS全球导航卫星系统定位信息，无需设置UWB超宽带无线载波通信技术基站，整个网络就可以获得高精度定位信息，提高了网络的抗干扰能力、鲁棒性，并且可以实现协同定位、蜂群等群体智能功能。
3、VSLAM同步定位与地图构建与UWB超宽带无线载波通信技术/MEMS微系统/GNSS全球导航卫星系统定位系统的信息融合，通过引入精确位置信息，捕获视觉上不同的位置点并编织为位置点的云库，通过这些点搭建场景，确立虚拟图像的位置。并且使用三项关键技术将虚拟内容与真实世界整合到一起，包括运动跟踪、环境理解和光线评估。UWB超宽带无线载波通信技术/MEMS微系统/GNSS全球导航卫星系统模组输出信息还可用于补偿运动造成的图像模糊，从而提升VSLAM同步定位与地图构建的鲁棒性。
4、VSLAM同步定位与地图构建对地标的观测信息用于校正惯性导航的累积误差，从而实现组合增强。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
图1为背景技术中的传统通信系统组成设备；
图2为背景技术中传统通信系统示意图；
图3为实施例2中无人机协同构建应急通信系统的展示图；
图4为实施例2中UWB模块的电路结构示意图；
图5为实施例1中收发机之间的测距离流程示意图；
图6为实施例1中收发机定位原理示意图；
图7为实施例1第一定位、第二定位以及融合定位的计算原理图；
图8为实施例2中VSLAM模块信息处理流程示意图；
图9为实施例2中位置数据管理平台结构示意图；
图10为实施例2中应急定位通信系统框架结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种应急定位通信方法，以若干移动终端作为收发机行至待定位通信区域，网络构建的具体步骤如下：
S1、以UWB超宽带无线载波通信技术获取收发机第一定位。
如图5所示，具体方法如下：
S11、完成收发机之间的测距离。
S111、以第一收发机发起第一无线电消息，并记录发送第一无线电消息的发送时间戳t1；
S112、第二收发机收第一无线电消息，并在预设时延treplyB后向第一收发机发送回复；
S113、第一收发机收到回复后记录接收回复的时间戳t2，再经过预设时延treplyA后发送第二无线电消息至第二收发机，记录发送第二无线电消息的时间戳t3；
S114、第二收发机接收第二无线电消息的时间戳记录为t4；
S115、根据公式计算信号飞行时间：
TOF = (troundA - treplyA + troundB - treplyB）/4
其中：
troundA= treplyB + 2TOF = t2 - t1；
troundB = treplyA + 2TOF = t4 - t0；
S116、重复计算，获取若干收发机之间的距离值。
S12、以任意具有卫星定位信号的收发机作为锚点，以不具有卫星定位信号的收发机作为标签；以锚点为基准，根据锚点与标签的距离值，定位标签的坐标。
具体方法如下：
S121、将锚点的经度L、纬度B和高度H转换为三维地心直角坐标XYZ；
S122、通过标签与锚点的距离值，计算标签的三维地心直角坐标；
S123、将标签的三维地心直角坐标转换为标签的经度L、纬度B和高度H；
经纬度转换为三维地心直角坐标公式如下：
三维地心直角坐标转换为经纬度公式如下：
其中，
式中，L：经度；B：纬度；H：高度；X，Y，Z：直角坐标，右手系；a：参考椭球的长半轴；b：参考椭球的短半轴；e^2：第一偏心率；e'^2：第二偏心率；N：曲率半径。
该实施例步骤S1中，如图6所示，AP1、AP2、AP3分别指的是3个Anchor锚。当Tag标签与3个Anchor锚利用图4中方法完成测距后，就会有3个对应的距离值d1、d2、d3。以Anchor为圆心，3个圆相交于一点即为Tag所在位置。通过UWB超宽带无线载波通信技术组网，各节点可以测得相互之间的距离值，通过UWB超宽带无线载波通信技术通信，可以发送节点的GPS/北斗的卫星定位值。因此，整个UWB超宽带无线载波通信技术组网完成了协同定位，提高了网络定位的健壮性，并且通过UWB超宽带无线载波通信技术技术在集群中无人机精确测距，实现无人机预警与处置功能。通过UWB超宽带无线载波通信技术传感器设备实现对无人机飞行状态的实时监测，对无人机集群的安全距离制定相应的安全阈值，当超出安全阈值范围时，能够及时发现无人机飞行异常情况。根据与邻居无人机的相对距离，相邻较近的无人机向相反的方向运动，从而避免机间碰撞；相邻较远的无人机做相向运动，从而避免失联。在发现无人机飞行异常情况后，系统会及时发出预警信号，并采取相应的处置措施，从而实现对无人机飞行的高效应对。
S2、通过移动终端摄像头获取图像信息，以VSLAM同步定位与地图构建技术构建虚拟地图，并获取收发机第二定位。
具体方法如下：
S21、寻找每一帧图像信息的特征点与局部地图匹配；
S22、局部地图优化；
S23、纠正累计漂移；
S24、计算优化结果和运动的解。
S3、以卡尔曼滤波算法融合第一定位和第二定位，完成收发机定位。卡尔曼滤波周期内的计算步骤有五步如下：
计算状态一步预测：
计算一步预测均方差阵：
计算滤波增益矩阵：
计算状态最优估计：
计算状态估计均方差阵：
具体方法如下：
以惯导系统导航误差方程建立状态方程：
式中，为姿态误差角，/>分别表示IMU所在的纬度、经度和高度，/>分别表示地球子午圈和卯酉圈半径，/>表示陀螺仪的角速度测量误差，/>表示加表的比力测量误差；
以第一定位和第二定位建立测量方程：
UWB超宽带无线载波通信技术和VSLAM同步定位与地图构建技术给出的速度和位置信息为，误差为/>和/>；
滤波器量测方程为
式中
；
卡尔曼滤波结束后，进行姿态、速度和位置的状态反馈：
。
该实施例中，通过上述方式，得到多源信息融合后的高精度的位置、姿态。VSLAM同步定位与地图构建输出的位置、速度精度很高，可以校正惯性导航的累积误差，当光照、视角等发生强烈变化时，VSLAM同步定位与地图构建前端位姿面临失效风险，通过惯性输出的姿态信息，保障VSLAM同步定位与地图构建位姿的强跟踪，补偿运动造成的图像模糊，从而实现组合增强。
实施例2：
一种应急定位通信系统，包括：位置数据管理平台、数字孪生指控平台，以及安装在每个移动终端上的VSLAM模块和UWB模块；
所述VSLAM模块，根据移动终端摄像头获取图像信息，获取收发机第二定位；
所述UWB模块，获取第一定位；
所述位置数据管理平台，通过融合第一定位和第二定位；
所述数字孪生指控平台，根据融合定位以及图像信息构建虚拟地图，以及人机交互界面。
所述UWB模块包括ZYNQ7020信息处理芯片、DW1000UWB收发芯片、GC1103射频前端模块和全向天线。
该实施例中，采用了高精度厘米级定位/通信模组，该模组集成UWB超宽带无线载波通信技术/MEMS微系统/GNSS全球导航卫星系统等关键技术。针对UWB超宽带无线载波通信技术脉冲定位通信系统，开展了UWB超宽带无线载波通信技术电路、软件及天线设计技术、UWB超宽带无线载波通信技术定位算法优化、UWB超宽带无线载波通信技术定位误差分析及消除技术、UWB超宽带无线载波通信技术无基站自组网通信技术等研究，实现了超长距离厘米级定位和窄带自组网通信；针对MEMS微系统/GNSS全球导航卫星系统组合导航系统，开展了自适应卡尔曼滤波算法、MEMS微系统系统级标定技术等研究，实现了精确定位定姿；在UWB超宽带无线载波通信技术脉冲定位通信系统和MEMS微系统/GNSS全球导航卫星系统组合导航系统软硬件集成的基础上，进行了多源融合定位技术、粗差探测和信源互检技术、传感器误差估计与优化技术等研究，研制出了高精度厘米级定位/通信模组。当卫星信号良好时，通过GNSS全球导航卫星系统获取终端的高精度定位。当卫星信号拒止条件下，通过UWB超宽带无线载波通信技术/MEMS微系统实现相对厘米级定位。该模组体积为80mm×45mm×35mm，重约200g，具有体积小、重量轻、布设/携带方便、成本低等优点，可应用于室内外融合定位、智能交通、无线视频传输等领域。
位置数据管理平台为采用了基于RGB-D摄像头的VSLAM模块、ORB-SLAM3算法应用的高性能算力平台，研制出了视觉增强型模块。利用UWB超宽带无线载波通信技术/MEMS微系统/GNSS全球导航卫星系统与VSLAM同步定位与地图构建进行深度融合，实现定位与建模互相辅助，提高系统的鲁棒性。在VSLAM同步定位与地图构建系统中需要根据多帧的观测重构地标的三维位置信息，尤其在光照、视角等发生强烈变化时，VSLAM同步定位与地图构建前端面临失效风险。将UWB超宽带无线载波通信技术/MEMS微系统/GNSS全球导航卫星系统模组测量的位姿信息用于VSLAM同步定位与地图构建帧间数据匹配，可以作为帧间匹配算法的初值，而相对准确的初值可以有效提升配准算法的精度和收敛速度。UWB超宽带无线载波通信技术/MEMS微系统/GNSS全球导航卫星系统模组输出信息还可用于补偿运动造成的图像模糊，从而提升VSLAM同步定位与地图构建的鲁棒性。另一方面，VSLAM同步定位与地图构建对地标的观测信息用于校正惯性导航的累积误差，从而实现组合增强。
UWB模块如图4所示，射频电路中最核心的部分是射频收发芯片，射频发射信号都起源于射频收发芯片，而射频接收信号也最终在射频收发芯片内部结束。UWB超宽带无线载波通信技术通常采用 DW1000，DW1000 是一个完全集成的低功耗射频收发器，遵循 IEEE802.15.4-2011 超宽带标准。它可以被用于双向测距或者TDOA定位系统中，精度为10cm。电路中射频前端模块，包含功率放大器PA、低噪声放大器LNA、滤波器Filter、射频开关Switch。ZYNQ 7020是一款集成双核 ARM Cortex-A9 + Artix-7 FPGA架构的单芯片SoC，其中双核ARM为处理器系统部分 Processor System，FPGA 为可编程逻辑部分 ProgrammableLogic。
如图7所示，UWB模块采用UWB与MEMS紧组合，UWB超宽带无线载波通信技术/MEMS微系统组合方式可以分为松组合和紧组合，其中松组合利用UWB超宽带无线载波通信技术解算的位置或速度信息与MEMS微系统推算的位置或速度信息进行组合滤波，其导航结果的精度依赖于UWB超宽带无线载波通信技术解算的精度，算法冗余度较高；而紧组合利用UWB超宽带无线载波通信技术的原始测距信息与MEMS微系统推算的距离信息进行组合，能够较好地利用MEMS微系统短时推算的距离信息鉴别 UWB超宽带无线载波通信技术中的NLOS误差，从而减少 NLOS 误差的影响。利用经过标准时间偏差改正后的 RTT 测距信息与MEMS微系统推算的距离信息作为量测信息，按设定的阈值剔除NLOS误差，通过扩展卡尔曼滤波进行组合导航，能够提升在NLOS环境下的定位定姿精度。基于伪距测量和超宽带测量的特征，设计各UWB超宽带无线载波通信技术之间的双差、双差变化率、超宽带测距测速以及定位数据做差的量测方程，并设计相对导航状态方程，结合扩展卡尔曼滤波器对状态进行估计，实现无基站集群系统定位。
该实施例中，VSLAM同步定位与地图构建包含三个线程，如图8所示，一个通过每一帧寻找特征点与局部地图匹配并用motion-only BA最小化重投影误差，实现相机定位和跟踪的线程；局部地图和管理局部地图并优化，实现local BA 的线程；回环检测线程和通过pose-graph optimization纠正累计漂移的线程。该线程启动第四个线程在pose-graphoptimization后做full BA，来计算优化的结果和运动的解。VSLAM同步定位与地图构建系统采用相同的特征做跟踪、建图和位置识别。该特征对旋转和尺度鲁棒，对相机的自动增益和自动曝光以及光照改变具有很好的不变性。提取和匹配速度快，可以实时并有很好的精确性和召回率。本发明的VSLAM同步定位与地图构建与UWB超宽带无线载波通信技术/MEMS微系统融合主要是利用卡尔曼滤波算法将VSLAM同步定位与地图构建的相对位移增量和UWB超宽带无线载波通信技术的全局绝对坐标进行融合，利用UWB超宽带无线载波通信技术/MEMS微系统提供的全局定位信息补偿VSLAM同步定位与地图构建的累计误差。首先必须考虑到VSLAM同步定位与地图构建与UWB超宽带无线载波通信技术/MEMS微系统两种定位方式的时间同步与坐标系统一。通过添加时间戳和内插值方法，实现时间同步；通过Umeyamaalgorithm算法求解出来两个坐标系之间的变换矩阵，把VSLAM同步定位与地图构建相机坐标系转换到UWB超宽带无线载波通信技术/MEMS微系统坐标系，实现坐标系统一。经过时间同步与坐标系统一后，运用卡尔曼滤波算法对VSLAM同步定位与地图构建数据和UWB超宽带无线载波通信技术/MEMS微系统数据进行融合，得到更加准确的定位信息和姿态信息。
该实施例中，位置数据管理平台如图9所示，实时接收UWB超宽带无线载波通信技术组网设备输出的协同定位数据、视觉增强模块VSLAM同步定位与地图构建输出的点云和姿态数据、倾斜摄像数据，并通过存储转换层，根据数据类型存储在时序数据库、关系型数据库或内存数据库，接着基于websocket协议实时推送给数字孪生指控平台渲染和展示。存储的协同定位、点云、姿态等丰富的数据，可在数字孪生平台随时回放渲染历史现场场景、定位和行动轨迹等可视化数据，支撑复盘分析场景，持续提高应急事件处置水平。
该实施例中，移动终端为关键设备可以是加装四足机器人、无人机、数字单兵等终端等，如图3所示。感知前端采用了UWB超宽带无线载波通信技术/MEMS微系统/GNSS全球导航卫星系统/VSLAM同步定位与地图构建等多源融合定位和建模技术，并且利用单兵装备、无人机、机器狗等形成立体化、全场景、智能化的终端感知；通信链路采用了5G/自组网保证信息的安全、可靠、畅通；数字孪生平台实现了沉浸式、全局化、辅助决策指控。该系统实现了终端智能感知、宽带畅通畅联、云台智能管控，并且系统良好的鲁棒性、可靠性，可以保障军民特殊场合或极端条件下使用，比如应用于消防侦察、应急救援、无人巡检、数字单兵等领域。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种应急定位通信方法，其特征在于，具体方法如下：
以若干移动终端作为收发机行至待定位通信区域；
以UWB超宽带无线载波通信技术获取收发机第一定位；
通过移动终端摄像头获取图像信息，以VSLAM同步定位与地图构建技术构建虚拟地图，并获取收发机第二定位；
以卡尔曼滤波算法融合第一定位和第二定位，完成收发机定位。
2.如权利要求1所述的应急定位通信方法，其特征在于，以UWB超宽带无线载波通信技术获取收发机第一定位，具体方法如下：
完成收发机之间的测距离；
以任意具有卫星定位信号的收发机作为锚点，以不具有卫星定位信号的收发机作为标签；以锚点为基准，根据锚点与标签的距离值，定位标签的坐标。
3.如权利要求2所述的应急定位通信方法，其特征在于，完成收发机之间的测距离，具体方法如下：
以第一收发机发起第一无线电消息，并记录发送第一无线电消息的发送时间戳t1；
第二收发机收第一无线电消息，并在预设时延treplyB后向第一收发机发送回复；
第一收发机收到回复后记录接收回复的时间戳t2，再经过预设时延treplyA后发送第二无线电消息至第二收发机，记录发送第二无线电消息的时间戳t3；
第二收发机接收第二无线电消息的时间戳记录为t4；
根据公式计算信号飞行时间：
TOF = (troundA - treplyA + troundB - treplyB）/4
其中：
troundA= treplyB + 2TOF = t2 - t1；
troundB = treplyA + 2TOF = t4 - t0；
重复计算，获取若干收发机之间的距离值。
4.如权利要求3所述的应急定位通信方法，其特征在于，定位标签的坐标，具体方法如下：
将锚点的经度L、纬度B和高度H转换为三维地心直角坐标XYZ；
通过标签与锚点的距离值，计算标签的三维地心直角坐标；
将标签的三维地心直角坐标转换为标签的经度L、纬度B和高度H；
经纬度转换为三维地心直角坐标公式如下：
三维地心直角坐标转换为经纬度公式如下：
其中，
式中，L：经度；B：纬度；H：高度；X，Y，Z：直角坐标，右手系；a：参考椭球的长半轴；b：参考椭球的短半轴；e^2：第一偏心率；e'^2：第二偏心率；N：曲率半径。
5.如权利要求4所述的应急定位通信方法，其特征在于，通过VSLAM同步定位与地图构建技术，构建虚拟地图，具体方法如下：
寻找每一帧图像信息的特征点与局部地图匹配；
局部地图优化；
纠正累计漂移；
计算优化结果和运动的解。
6.如权利要求5所述的应急定位通信方法，其特征在于，以卡尔曼滤波算法融合第一定位和第二定位，具体方法如下：
以惯导系统导航误差方程建立状态方程：
式中，为姿态误差角，/>分别表示IMU所在的纬度、经度和高度，/>分别表示地球子午圈和卯酉圈半径，/>表示陀螺仪的角速度测量误差，/>表示加表的比力测量误差；
以第一定位和第二定位建立测量方程：
UWB超宽带无线载波通信技术和VSLAM同步定位与地图构建技术给出的速度和位置信息为，误差为/>和/>；
滤波器量测方程为
式中
；
卡尔曼滤波结束后，进行姿态、速度和位置的状态反馈：
。
7.如权利要求1所述的应急定位通信方法，其特征在于，所述移动终端包括：带有定位终端的人类，和/或无人机，和/或机器狗。
8.一种应急定位通信系统，其特征在于，包括：位置数据管理平台、数字孪生指控平台，以及安装在每个移动终端上的VSLAM模块和UWB模块；
所述VSLAM模块，根据移动终端摄像头获取图像信息，获取收发机第二定位；
所述UWB模块，获取第一定位；
所述位置数据管理平台，通过融合第一定位和第二定位；
所述数字孪生指控平台，根据融合定位以及图像信息构建虚拟地图，以及人机交互界面。
9.如权利要求8所述的应急定位通信系统，其特征在于，所述UWB模块包括ZYNQ7020信息处理芯片、DW1000UWB收发芯片、GC1103射频前端模块和全向天线。
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