深挖雪崩探测器 | 是什么?买哪种?怎么用?

旅行   2023-01-18 20:07  
中国的滑雪爆发式发展,玩Backcountry登山滑雪的人也开始多了起来,雪崩三件套渐入大众的视野。这期我想深挖一下雪崩探测器,有理论,也有使用方法,希望让有兴趣的朋友可以看到这些内容。
目前主流探测器大致可以分3种:

1. 雪崩信标Beacon,每个设备发射信号接收信号,队友互助探测;

2. RECCO,救援队配置雷达主机,每人配低成本反射器,被救援被探测;

3. PLB,通信式产品,向救援队发求救位置信号,被救援被探测。
还有部分小众产品、还有靠手机App实现的探测方式,各款思路不同导致实现方式不同,细细研究很有意思。
从历史到现在,中国暂时还没有为雪崩探测器的技术制定作出很多贡献,倒是在翻译资料中发现不少信标的电子模块都是在中国采购的。

雪崩探测器:简称探测器,是这类型产品的泛指,反之具体到每一个产品也都可以叫做雪崩探测器。

雪崩信标:简称信标,英文叫:Avalanche Transceiver或Avalanche Beacon,都是一个东西,翻译为雪崩收发器或者雪崩信标,窃以为叫收发器比较直译,叫信标更具像化。国内说的雪崩探测器一般就指信标。
RECCO:RECCO公司出的可以反射信号的便携反射器,及又大又贵的探测器。
PLB:全称叫:Personal Locator Beacons and Satellite Messengers个人位置信标和卫星短信,这个东西在国内只有航空和海事官方使用,没有推广民用,也不适合BC雪崩人群使用,因此本文不详述。
BC:英文全称Backcountry,直译偏远山区,雪圈翻译为后山,也可以泛指雪场外的广泛地区。

RECCO也许是最普遍最流行最被大众所知的“雪崩探测器”了,翻翻你的装备,在背包、冲锋衣、登山鞋、雪鞋、雪服、头盔上、雪裤上也许都有RECCO的存在。

RECCO系统分为两部分,Reflector反射器和Detector探测器。

反射器:

反射器是个无源物,可以理解为是个镜子,将探测器照过来的雷达波反射回去,实现位置探测。
正是因为这样的技术思路,导致RECCO反射器的最大优点是又小又便宜又方便,小到使用者几乎感知不到RECCO在哪里,便宜到各大厂的中高端户外装备都可以出厂预装RECCO,方便到不用充电不用维护永远不用理它却可以随时可以拿来使用。

探测器:

RECCO反射器优点这么多,按能量守恒定律,缺点就都在探测器上了。
探测器又大又贵,使用困难,还需要提前布置。因为贵,目前大部分情况只用于雪场巡逻队、户外搜救队和直升机救援等“官方组织”使用,个人用户接近没有。
因为大,哪怕最先进的手持探测器的大小也和百科全书差不多,的确不适合我们一人一个背着这玩意去BC。
翻了翻历史,1983年第一代RECCO探测器R1堪比扫雷器,大概18KG左右,1995年版本探测器R5,降到了1.6KG,像个正经玩意了,2009年版本探测器R9,就是目前在用的版本,可以同时探测雪崩信标和RECCO信号,搜救更好。
使用困难,简单的web搜索了一下,没有搜到使用的文字视频教程。
提前布置:因为只有探测器才能实现救援,可以理解为必须要先布网络才能使用。RECCO官网可以看到,RECCO基本覆盖了整个Alps山脉、Pyrenees山脉,Skanderna山脉和北美的几个大雪场,在世界其它范围都是零星的存在。
直升机探测器可以迅速覆盖大面积地形(官方宣传6分钟内可覆盖一平方公里),这显然加快了野外搜救的“搜索”工作。
这也是为什么RECCO反射器除了在各类冬季装备中出现外,也在夏季专用装备中出现。

RECCO总结:

1. 个人用户的RECCO反射器,越多越好,不嫌多,越多反射信号越强;
2. 很可惜,和PLB一样,北美欧洲才有,在亚洲几乎没用;
3. RECCO并没有解决“怎么让别人知道你丢了/被埋了”这个灵魂难题;
4. 最重要的,永远不要忘记携带雪崩收发器,RECCO不能替代雪崩收发器!
官网原话:always BE EQUIPPED with an avalanche transceiver.

所有的搜索设备里,只有雪崩信标beacon是专门为雪崩受害者设计的,这从探测器的历史里也能看出一二。
雪崩后的15分钟是黄金救援时间,这么短的时间,大概率只有同行队友才有可能完成救援,所以使用信标通常被认为是找到被埋者的最快方法。
信标是BC三件套之一,三件套是:信标、铲子、探杆。

信标是不可替代的,信标是不可替代的,信标是不可替代的。

信标的优缺点:

优点:
第一时间被救援:雪崩被埋后的15分钟是黄金救援时间,这个时间内能救你的基本只有队友。所以信标被各友商、被业界、被全世界公认无可取代,无论你还有什么雪崩探测技术,都只是锦上添花,信标不能够被取代。
信标简单可靠,技术比较简单,所以产品普遍比较可靠,大多不怎么会坏。

缺点:

产品比较贵,如果你觉得高级AM收音机不值钱,那么三天线中波段近场数字声光收发装置是不是就很高端很值钱了,再加上小众市场,产量小销量小,技术也成熟,几年都没什么好更新的,导致产品价格居高不下。
使用复杂:使用前必须上课,不像RECCO躺着就行了,PLB按个钮等着就行了,信标的使用还是有技术门槛的。而且因为使用频率低,每个雪季都必须需要温习一下,大多欧美、日本雪场学校都有雪崩安全课,一定要上,国内雪友本雪季可以也可在新疆禾木学习到相关知识。
比如BASI教练体系中,3级要求必须通过高山安全课,其中一小部分模块就是信标使用、救援。

国际标准:

2007年,国际最新统一了雪崩信标的技术标准:
  • 457kHz误差±80Hz;
  • -20C~+45C正常工作;
  • 发射状态,+10C下工作200小时(信标工作场景设定在你的雪服兜里);
  • 接收状态,-10C下工作1小时(工作场景设定在你手里,进行搜救);
  • 载波调制方式(脉冲周期) 1000±300ms。

工作原理

信标其实就是个无线电信号收发装置,手机大小,工作在457KHz,就是中波频率,大概接近收音机AM波段频率。
当收发距离低于λ/2π时,叫做近场,传播为磁场为主的闭合磁场,信标通过磁场型天线寻找磁力线,完成追踪定位。
根据公式计算,工作理论上极限距离是104米,不知道94年的产品Arva8000是如何做到127米探测距离的。目前最好的信标产品工作距离在70~95米之间,大部分信标工作距离都在50米左右。这是94年后各厂商综合了技术、成本、实际使用等多方面情况考虑后推出的工作距离。
水的介电常数约为空气的80倍,但磁导率几乎相同。这意味着信标发出的磁力线不会因为雪而产生明显折射(人大部分也是水)。
所以雪崩时被害者的身体姿势不会对定位产生影响,人和雪都挡不住近场磁力线。
所以,简单说这玩意就是个Plus版收音机,高中水平的电子爱好者是可以DIY出来一个不谈精度的信标的。
AM收音机中频(IF)为455KHz,非常接近457KHz,可以通用AM收音机的的中频放大器电路和陶瓷滤波器。
因为工作原理简单,所以信标这玩意是比较稳定可靠的。也正是因为原理简单,所以信标也比较容易受到电子设备的干扰,如图。

雪崩信标使用的是调谐到457kHz的条形天线作为发射和接收天线,由于两端都是开放的,很容易受到周围金属的影响。

如何搜寻定位:

了解了上文的工作原理,就知道信标是依靠近场磁力线强度变化来完成位置探测的,这两张图模拟了磁力线的形状。
我们的搜索行为,在雪面上可以理解为是一个二维运动,横向和纵向。
对应的磁力线分布可以形容为彩虹型和喷泉型,通过模拟图可以看到,单天线和双天线都有一定的探测不足,这也是目前市场主流信标都是3天线的原因。

1. 检查&互查:

国外在离开雪场进入野雪的时候大多会有Gate,可以在此检查信标是否正常工作,或者队友间互相检查。

信标打开到发射状态,一般来说电量要求不低于80%,打开后信标以脉冲形式一直发射电磁波,向近场范围标记你的位置,这也是“信标”这个名字的来历。

2. 揣好信标,避免干扰

把信标揣在兜里或者怀里,注意要绑好安全绳拉好拉锁,离开手机等电子设备30CM以上,比如信标揣怀里那手机就裤兜。

安全绳一定要扣在衣服上并拉好拉锁,户外涉及到性命安全的一般都上双保险。

3. 紧张的5分钟搜救

一切顺利就万事大吉各回各家,万一出现雪崩就开始紧急搜救。

还能蹦跶的队友将信标切换到搜索/接收模式,用信标寻找被埋者位置;

用探杆确定被埋者的身体位置,最精确的位置;
用雪铲迅速挖雪,给被埋者空气,救援成功。
  • 一救一,回转兜弯向下搜索,弯间距40米,信标有信号后跟信号走;

  • 多救一,直线向下搜索,人间距40米,信标有信号后跟信号走;

  • 一救多,同一救一,需要注意的是,能挖出呼吸通道就立刻去救下一个;

  • 多救多,同多救一,需要注意的是,各救各的,千万别几个人去救一个。

救援App用的是Wi-Fi和蓝牙,与专用雪崩信标相比这些频率过高,雪中衰减大,虽然性能较差,但等于0成本。

据说在实际使用中有一定的效果,反正不多介绍了,以下就当头脑风暴了。

iSIS

先注册再使用,遇险了发送消息给注册的应急联系人。通过结合GPS、wifi、蓝牙进行搜索。

Snøg

Snøg类似于wifi强度测试器,wifi信号强度显示在搜索者智能手机的屏幕上,只能提供一个大概的距离和方向。

SnoWhere

SnoWhere通过蓝牙发送GPS位置,这个App最大的问题就是手机天线灵敏度不够,雪下基本收不到GPS信号,大概能达到2~3米精度,也就是12平方米的范围要靠插探杆来搜寻……

1. 经常练习

信标只有经常练习,才能在关键时刻发挥作用,而大多数人都没有进行足够的练习。因此,信标的使用并没有像人们希望的那样提高存活率。
对于经常练习的人来说,信标已经拯救了许多人的生命,而且效果非常好。
大约25%的雪崩受害者死于下坠过程中撞到树木和岩石,因此信标只能帮助75%的人在被埋葬之前幸存。

2. 心理建设

需要说的是,即使是经常练习,也无法练习到真正雪崩时的震撼,队友被埋的恐惧和大脑空白的不知所措。

当迈出BC这步,别盲目的傻高兴以为就是出去刷个粉雪玩,你已经走出了温室,真正的触及大自然。天地不仁,万物刍狗,一定做好心理建设,你的队友一定不想雪崩发生后你超度他而不是救援他。

所以,只能多做准备并找到互相可信赖的队友。

3. 救援时间

雪崩被埋后头15分钟是黄金救援时间,被埋后15分钟存活率急剧下降。

被埋者的主要死亡原因是窒息、体温过低和外伤。

前15分钟的时间分配大概是:

  • 5分钟左右完成信标搜索;
  • 2分钟左右完成探杆探测;
  • 4分钟左右挖到人供给空气。

写了这么多,你终于知道Burton的顶级雪服AK457为什么在AK后面又加了个457;
知道了为什么搜索间隔大概是40米,因为信标探测范围大概是40米;
知道了为什么信标找到信号后为什么走弧形,因为要沿着弯曲的磁力线走。
是不是发现目前国内还是信标最实用,想马上搞一个?买了信标没有用,还需多做练习。
是不是发现去BC最有用的除了雪崩三件套就是靠谱的队友?记得自己也要努力成为被别人信赖的队友哦!
BC的时候,珍爱生命,享受天地,科学滑雪。带走所有的垃圾,除了脚印和完美的弧线,什么都不要留下。
最后的一句话:
信标不会降低雪崩遇险的可能性,这是一种缩短救援人员寻找被埋者时间的设备,信标可以略微提高被埋者生存率。

22-23雪季 新疆相关教学

热雪学院 x AARE 雪崩安全理论培训(线上,限时免费

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· 1.23 - 1.24 春节假期标准一级课程,剩余2位

· 1.25 - 1.26 春节假期标准一级课程,2

· 1.27 - 1.28 春节假期标准一级课程,余3

· 2.1 禾木居民社区课程,免费,报名开放中

· 2.2 AARE成员内训,专业级雪层分析、记录与解读,免费,报名开放中




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关于小彭:

程序员,自由译者,连续创业者。夏天和大家分享马背旅行的快乐,冬天在雪山上释放好奇心,自2020年夏天搬至崇礼做山民,2021冬天旅居禾木。

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