基于北斗导航技术的探险旅游救援系统设计

徐知宇+和秀娟+陈林+林孝松

摘要：指出了随着旅游业的发展，探险旅游成为人们热衷的旅游方式，然而一些探险旅游系统尚未完善造成探险事故频发，解决探险旅游安全问题迫在眉睫。结合北斗卫星导航技术和安全应急救援平台设计了探险旅游系统——“探险之星”，该系统主要包括用户中心、指挥中心和数据库技术中心三个模块。探险者通过用户中心可进行高精度定位查询、路径导航、天气预报，当发生意外事故，通过“一键呼救”、“亲友链接”可及时与救援队和亲人取得联系；探险区管理者通过指挥中心进行监控管理、实时天气情况推送、实时灾害预警推送、對意外事故进行遇难分析、救援调度，保证救援力量在第一时间投送到位；数据库技术中心向用户提供GIS服务平台、救援系统、医疗系统等功能。因此，“探险之星”为探险旅游发展提供了更先进便捷的服务，在探险旅游、户外活动、应急救援等领域有广阔的应用前景。

关键词：北斗；探险旅游；应急救援

中图分类号：TN967

文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2017）14-0259-03

1 引言

随着人们生活水平的提高，旅游业发展迅速，探险旅游也逐渐脱颖而出成为人们热衷的旅游方式。国外探险旅游发展较早，目前已具备多样化的探险活动形式，专业化的组织管理，成熟化的保障体系。与国外探险旅游相比，我国对探险旅游系统管理和救援体系的研究处于初级阶段，关注点主要集中在探险旅游安全事故的原因探讨和旅游安全保障体系的构建等。

随着北斗技术的发展，北斗卫星导航系统和互联网技术在发展智慧旅游产业中得到应用，邹金仁学者提出将北斗卫星导航系统应用在旅游景区的设计方案[1]。陈敏等应用北斗导航技术建立山地旅游的游客应急救援保障体系，提升旅游安全防范与救援[2]。北斗卫星导航系统不仅有高精度的定位导航功能，还具有短报文通讯功能，通过卫星导航终端设备向外界发送目标的所在位置和实时情况，因此在应急救援方面有很大帮助，汶川地震期间北斗系统在救援抢险中起到非常重要的作用，提高了抢险救灾时效。

结合北斗卫星导航技术和安全应急救援平台设计探险旅游救援系统——探险之星，为探险旅游发展提供更先进，便捷的服务。

2 北斗探险旅游救援系统组成及功能设计

2.1 北斗探险旅游救援系统组成

北斗探险旅游救援系统主要分为3个模块：用户中心、控制中心和数据库技术中心。每个模块下有各自的功能，如图1所示。

用户中心是客户手持终端的应用模块，其为探险旅游者提供导航定位、紧急呼救等在探险过程中方便快捷实用的功能；指挥中心是基地统筹规划监控管理整个系统的应用模块，控制中心实时监控用户的生理体征信息、地理位置，并主动推送相关预警消息，当用户发出求救信号后，指挥中心迅速分析遇难等级，确定救援规模和救援路线，派遣救援小组出动；数据库技术中心有许多应用接口，可以将其他系统或者平台接入，扩展其功能。

2.2 探险之星用户中心功能

2.2.1 高精度定位查询与路径记录

用户终端设备能够实时提供其所在位置的经度、纬度与高程，定位精度小于20 m，并以标准形式显示（经度，度/分/秒）、（纬度，度/分/秒）、（高程，m）、（时间，年月日时分秒）[3]。同时用，用户终端能实时记录用户的历史路线，并将数据每隔一定时间间隔通过北斗卫星发送给指挥中心。在户紧急呼救时指挥中心可以调出用户的行进路线进而展开救援。

2.2.2 天气查询

用户终端可以通过天气查询功能获得探险区域的天气情况。指挥中心通过与气象部门合作获得探险区域的实时天气情况，用户可以查询由指挥中心发出的天气预警情况，以便及时调整路线或是做出应对措施。

2.2.3 短文通讯

北斗系统用户终端具有双向短文通讯功能，类似于人们在生活中使用手机的短信功能。短文通讯功能可以实现用户与用户，用户与指挥中心之间的通信交流。北斗覆盖范围大，没有通讯盲区，现有的公共通讯网络在景区中总存在一些盲点，北斗的短报文通信功能正好弥补了这一不足，它能在公网覆盖不到的地方和公网遭受破坏的情况下，还能保证终端与中心的可靠联系，为景区最低限度的通信保障[1]。当探险者进入信号不好的偏僻地域或者不幸掉入洞穴等情况时短文通讯的作用至关重要。

2.2.4 电子路标查询

庞大的数据库系统涵盖了野外探险区域的所有地理信息，在服务范围内，探险者可以利用手持终端的电子路标查询查询功能，可以在基于GIS系统制作的三维地图中查找出各个功能区，如宿营区、瞭望区、水源区、危险区等。并且能够显示出各个地域的地貌、植被类型，如山地、河流、沼泽、灌木林、草地等，有利于探险爱好者做出适合自己的选择。

2.2.5 一键呼救

手持终端提供了一键呼救的功能，用户在探险的过程中遇到危险的时候可以快速按下一键求救功能键，指挥中心收到求救后，首先确定用户的地理位置与环境，进行遇难分析确定救援规模，然后基于GIS平台的最短路径分析，找出一条最佳路径进行救援。另一方面，呼救操作简单使获救的可能性更大。

2.2.6 亲友链接

用户亲友能在系统平台上登录用户的账号，平台够提供用户的生理体征信息、自然环境地理信息服务、导航服务、安全预警及风险提示服务。因此当用户在手机信号不好的地方，用户亲友可以通过平台知晓用户的安全以及位置情况。

2.3 探险之星指挥中心功能

2.3.1 监控管理

具有监控管理的功能。指挥中心可以采集探险区域的环境特征，掌握不同的时间季节区域内的变化，有利于实时了解探险区的环境变化。更重要的是监控中心能够接收到用户终端发出的信号，一旦监控中心接收到探险者的一键求救信号，就可在第一时间锁定信号，进行监控，以便进行进一步的救援。

2.3.2 遇难分析

指挥中心可以通过锁定发出一键求救信号的用户，快速确定求救者的位置，然后通过数据库的海量信息提取周边的地理环境信息，结合天气情况及时分析出遇难者的遇难类型，以便为高效的救援工作做准备。

2.3.3 救援调度

经过一系列的定位和分析，指揮中心可以根据待解救人员的位置从数据库中搜索出进行救援的最佳路径，以及确定进行救援的设备，同时还可以根据遇难分析的结果调度相应的救援人员，并大致确定救援所需要的时间。以此通过大量的数据基础，最大程度地节约救援资源而保证救援效率。

2.3.4 实时天气情况消息推送

指挥中心通过与气象部门合作，可以获得探险区域的天气信息，为探险用户提供天气信息，用户不仅可以通过手持终端查询获取天气信息，指挥中心也会在天气突变时主动给用户发送天气情况。

2.3.5 实时灾害预警消息推送

指挥中心可以根据天气信息结合数据库中的地理环境数据预测探险区域的灾害险情，并锁定易发生灾害的位置区域，如泥石流易发生点等。实时灾害预警消息推送功能可以将消息传送到灾害点附近5 km范围内所包含的探险者手持终端中。

2.3.6 北斗定位

北斗卫星导航系统可以全天候、全天时为用户提供高精度定位、导航、授时服务，是继美国的全球定位系统（GPS）、俄罗斯的格洛纳斯（GLONASS）定位系统之后的世界第3个成熟的卫星导航系统。北斗卫星定位技术，利用35颗卫星在离地面2万多km的高空，以固定的周期环绕地球运行。通过观测4颗以上的卫星的位置，采用后方交会法准确获取目标位置坐标[4]。

2.4 探险之星数据库技术中心功能

数据库技术中心基于java技术和标准数据库接口，为不同的数据库系统、应用系统、专用中间系统提供接入组件，通过对接口协议需求进行抽象，使用TongIntegrtor框架，就可以和特定的系统交互[5]。另外提供了定制接口，可以方便快捷的添加具有新功能的应用。因此，数据库技术中心可以将其他系统或者平台接入，扩展其功能，如GIS服务平台、互联网、救援系统、医疗系统等等。控制中心通过调用数据库的接口向用户提供服务如图2。

3 结语

结合北斗卫星导航技术和安全应急救援平台设计的探险旅游救援系统——“探险之星”，包括用户中心、指挥中心和数据库技术中心三个模块。用户中心不仅为探险旅游者提供高精度定位查询、路径导航、天气预报等基础功能，还能在危急关头通过一键呼救、亲友链接及时与救援队和亲人取得联系；指挥中心提供旅游区管理者进行监控管理、实时天气情况推送、实时灾害预警推送、对意外事故进行遇难分析、救援调度等功能；数据库技术中心向用户提供GIS服务平台、救援系统、医疗系统等功能。“探险之星”为探险旅游发展提供更先进便捷的服务，在探险旅游、户外活动、地质勘探、应急救援等领域有着广阔的应用前景。

参考文献：

[1]邹金仁.北斗卫星导航系统在旅游景区的应用[J].发展研究，2013（2）：116～117.

[2]陈 敏，高雪芬.北斗导航技术在山地休闲旅游应急救援管理中的应用[J].四川林业科技，2016，37（1）：111～114.

[3]沙永胜.一种北斗手持机天线[J].电子世界，2014（1）：29～30.

[4]陈 坡.北斗卫星导航系统定位精度分析[J].海洋测绘，2013，33（5）：34～37.

[5]黄 伟，罗新民.基于FPGA的高速数据采集系统接口设计[J].单片机与嵌入式系统应用， 2006（4）：34～37.