探讨APRS系统在户外搜救过程中的应用

楚天

户外救援的大致流程是：接到求救，救援队出动，到达救援现场，开始搜救，找到受困者，实施救援，受困者获救，救援完成。绝大多数救援现场环境复杂，受困者往往没有GPS定位系统或者无法说清自己所处的位置。救援队往往只能确定受困者的大致位置，然后派出数个搜救小组进行拉网式搜索。在山区等无电信网络覆盖的地区，各个搜救小组间只能通过手台和指挥部保持联络，搜救小组会频繁地向指挥部报告本小组的位置，并接收指挥部的指令。这一方面会使无线电频道过于繁忙，增加指挥部电台值守人员工作量，另一方面会过多消耗搜救小组手台电池中宝贵的电量。通过APRS系统，各个搜救分队会自动向指挥部报告位置信息，指挥部接收到后会在电脑上显示出各小分队的位置。如果使用支持航点输出的APRS模块（如OpenTracker+），在搜救小组的GPS屏幕上还会显示其他小队的位置（需要GPS支持航点输入功能）。如果指挥部能连接互联网，指挥部还可以把接收到的各个小组发来的APRS数据流转发到互联网。后方可以通过电脑实时观察个小组的运动轨迹。

2010年2月20日，为了检验OpenTracker+这个模块在户外搜救中的效果，北京的一些HAM进行了一次模拟搜救演练。本次演练使用的都是常用的设备。
  
本次测试的地点是香山公园。香山公园是北京京西的一处旅游胜地。香山主峰海拔557米。
本次测试分为基地组和3个爬山组。用于模拟救援中指挥部和搜救组。基地组设在距离香山5公里的一个HAM家里。为了模拟救援现场受物资保障及外部环境限制，我们没有使用高增的基地GP天线。而是使用了一根车载770H天线，将770H通过吸盘安装到房顶（平房）。为了改善天线驻波，因地制宜，使用一个脸盆放到吸盘下当作地网，经测试，这对通信效果有很大的改善。
电台使用的是Yaesu FT-7800R。APRS接入电脑使用的是一台瘦客户机（Via 733MHz CPU, 256MB RAM,4G 电子DOM盘)、0906电脑电台连接器。

手持APRS系统的作用是将接收到的GPS坐标、高度、航向、速度等通过APRS模块编码后使用手台发送。并接收其他手持APRS系统/数字中继发来的APRS信号。解码后以航点模式显示在手持GPS屏幕上。

为了检测OpenTracker+对不同设备的兼容性，我们配置了3套手持APRS系统。

第一套：高明GPS 60CSX、OpenTracker+、LT-6100（VHF波段）手台+钻石SRH-815天线。
第二套：环天BR-355GPS模块、OpenTracker+、KG-UVD1P手台、手台原装天线。
第三套：高明GPS 12XL、OpenTracker+、VX-3R手台、钻石SRH-771天线。

将基地台，三套手持APRS系统电台调到同一频率。本次使用的是APRS亚洲通用频率144.640MHz。


实地测试：

三个小组从香山东门进入香山。将GPS中所有航点清除。由于第二套系统用的是GPS模块，没有屏幕，故第二套系统无法查看其它小组的位置。本次测试同时保留传统的语音通联作为对比。每个小组携带一台UHF手台，使用频率434.750MHz。

三个小组从山脚下勤政殿分开，各自沿一条路上山。约定在香山顶峰汇合。当三个小组无法目视时，通过手台下令打开手持APRS系统。当GPS定位后手持APRS系统陆续收到另外两个小组发送过来的APRS信标。在GPS屏幕上显示出另外两个小组的位置。因为本组使用的GPS 12XL是高明早期产品没有提供地图，使用雷达图模式，可以直观的看到另外两个小组位置、距离。第一组使用的高明GPS 60CSX包含地图，可以从GPS上直观的查看到地名等信息。通过手台询问第一组，得到的回复是同样收到二、三组的位置信息。因第二组使用的是GPS模块，故无法看到一、三组的位置。此时基地还无法接收到我们的信号。因基地距离我们太远了，而且没有高度。开始爬山，每隔一分钟，GPS上其他两组的位置就会更新一次。而且更新顺序是按照第二组、第三组顺序更新。因为我们设置了发射时隙，系统会按照指定时间间隔、顺序发送数据。我们可以方便的了解其他小组与我的距离和位置。爬到300米时，GPS屏幕上出现了本小组的呼号，这是因为基地可以接收到我们发出的APRS信标了。经过解码，APRS数字中继将接收到的信号转发送出去。本组的手持机接收到来自基地中继转发的APRS信号，解码后将本组的呼号显示在GPS屏幕上。同时基地将解码的APRS数据上传到互联网。此时可以通过基地电脑或者通过网络实时监控3个小组的运动轨迹了。如果哪个小组偏离预定的线路，基地可已通过电台语音通知该组。如果线路临时有变动，基地也可以在电脑上察看到各小组实时位置，选择一个最合适的小组去执行新任务。在爬山的过程中发现一组和二组的距离越来越近，大概有50米左右了，通过手台语音询问各自位置，原来第一小组从一条盘山道转到主道了和第二小组走到同一条道路上了。很快电台中传来第一组第二组汇合的声音，和GPS屏幕显示基本吻合。五分钟后电台中传来“第一，第二小组已经到达山顶”的声音。当本组距离山顶还有一段距离时，基地下令：“第一、第二小组原地待命，第三小组通过APRS系统和另外两组汇合”。这是为了模拟通过APRS寻找受困人员。当通过雷达图显示本组离一、二组还有400米时，我启动GPS的导航功能，选择第一组通过APRS信标在GPS中生成航点。此时GPS屏幕是一个罗盘，显示第一组与本组间的方向，距离等信息。通过GPS的引导很顺利的和第一组汇合。当两组汇合后，GPS屏幕显示两小组间距离为20米。

资料参考

本报告引用了BD6CR的《APRS实验笔记》（ http://www.qsl.net/bd6cr/aprsnotes.pdf）
OpenTracker+说明书、Tracker2说明书中的部分内容。

致谢

感谢本次参与测试的全体成员。他们是：BG1QQT，BH1IYU，BH1IOT，BH1IGB。

(2010年2月20日OPENTRACKER应急救援定位系统测试报告)      作者：BH1IGB

个人觉得这套配置，极大提高了野外搜救的工作效率，具有很高的通联性和便利性。感兴趣的同学可以查看带图的原贴地址：http://www.chinaera.org/bbs/view ... 6972&extra=page%3D1