一種電磁分布態(tài)勢圖或路徑電磁分布圖的繪制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種基于福射源的定位信息，如何在矢量地圖上繪制出電磁分布態(tài)勢 圖或路徑電磁分布圖的方法，本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 在無線通信領(lǐng)域中，為了對電磁頻譜資源進行有效的管理和利用，需要及時、準(zhǔn)確 地獲知空間中的電磁分布態(tài)勢，并W直觀的方式對空間環(huán)境中的電磁頻譜占用情況進行描 繪。
[0003] 目前對電磁分布態(tài)勢的研究思路主要為:在不同電磁環(huán)境中，根據(jù)電波傳播特性 和無線信道的特點，通過選定某種合適的電波傳播經(jīng)驗?zāi)Ｐ?，查找待觀察區(qū)域的福射源，然 后計算待觀察區(qū)域中各點處的電磁功率信息，W等高線方式描述待觀察區(qū)域的電磁能量空 間分布，運就是電磁頻譜態(tài)勢圖。但是，由于實際空間環(huán)境的復(fù)雜、多變，因而難W找到一個 合適于所有頻率、各種空間環(huán)境的電波傳播模型，即使針對某一個較小的頻率范圍、特定的 空間環(huán)境有某種可用的電波傳播模型，往往也因為模型過于復(fù)雜、參數(shù)多且可變而使得實 際使用效果不佳，最終導(dǎo)致不能快速得到可靠可信、具備任意地理精度的電磁分布態(tài)勢數(shù) 據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提出了一種基于福射源定位信息的電磁分布態(tài)勢圖或路徑電磁分布圖的 繪制方法，該方法無需選擇電波傳播經(jīng)驗?zāi)Ｐ?。利用多個已知位置的探測終端所接收的信 號功率信息，即可繪制出電磁分布態(tài)勢圖，并直觀地呈現(xiàn)在矢量地圖上;如果利用單個移動 式探測終端在不同時刻、不同位置處接收的信號功率信息，則可W繪制出路徑電磁分布圖。
[0005] 電磁分布態(tài)勢圖的繪制方法如下：
[0006] 第1步:利用至少5個不同位置處的探測終端的接收信號功率及探測終端的位置信 息，確定福射源的位置坐標(biāo)化〇,8〇，批）、等效福射功率扣(地111)、電波傳播路徑損耗綜合指數(shù) T ;
[0007] 第2步：在矢量地圖上，建立局部直角坐標(biāo)系，坐標(biāo)系原點為福射源所在位置點 (Lo，Bo，化），正正方正為+X軸、正正方正為+y軸、天天方正為+Z軸。根據(jù)需要繪制電磁分布態(tài) 勢圖的平面區(qū)域半徑R米、平面區(qū)域高度化米、經(jīng)締度分辨率A分參數(shù)，對該矩形平面區(qū)域 進行網(wǎng)格化并確定各網(wǎng)格點在局部直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值(坐標(biāo)值序號）
[0008] 第3步:根據(jù)第1步得到的福射源定位結(jié)果，計算第2步得到的各網(wǎng)格點的到達信號 功率值；
[0009] 第4步:根據(jù)第3步計算得到的每個網(wǎng)格點的到達信號功率值，將其映射為ARGB彩 色并同時標(biāo)注到矢量地圖的各個對應(yīng)網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)；
[0010] 第5步:每間隔一定的時間，重復(fù)前述步驟1至步驟4,由此得到不斷更新的電磁分 布態(tài)勢圖。
[0011] 路徑電磁分布圖的繪制方法如下：
[0012] 第一步:根據(jù)單個移動探測終端至少在5個不同時刻和不同位置處的接收信號參 數(shù)及探測終端的位置信息，確定固定位置的福射源的位置坐標(biāo)化o，Bo,冊）、等效福射功率Po (地m)、電波傳播路徑損耗綜合指數(shù)丫?？蒞不斷地利用探測終端移動到新位置處時所接收 的信號功率等信息，重復(fù)該定位計算過程，對固定位置的福射源不斷地進行定位，從而得到 一定時間范圍內(nèi)對同一個固定位置的福射源的多次定位結(jié)果；
[0013] 第二步:將移動探測終端在每個位置處接收到的信號功率值映射為ARGB彩色并及 時標(biāo)注到矢量地圖的對應(yīng)坐標(biāo)位置處；
[0014] 第Ξ步:將第一步得到的針對固定位置福射源的多次定位結(jié)果，連續(xù)標(biāo)注到矢量 地圖的對應(yīng)坐標(biāo)位置處；
[0015] 第四步:對第一步得到的針對固定位置福射源的多次定位結(jié)果，計算其坐標(biāo)均值、 坐標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)差、50 %概率圓半徑，并將均值坐標(biāo)和50 %概率圓標(biāo)注到矢量地圖上。
[0016] 本發(fā)明方法中，利用多個探測終端進行福射源定位和計算電磁分布態(tài)勢數(shù)據(jù)時， 可W在多個探測終端中選擇至少5個合適的探測終端，使用運些探測終端的位置及所接收 的信號功率等參數(shù)實現(xiàn)對福射源的聯(lián)合定位，得到福射源的地理位置、福射源的等效發(fā)射 功率、電波傳播路徑損耗綜合指數(shù)，再計算福射源在指定區(qū)域中各網(wǎng)格點處的到達功率，W 色溫圖（熱力圖）的方式直觀地呈現(xiàn)在矢量地圖上。其中，電波傳播路徑損耗綜合指數(shù)是一 種在指定區(qū)域內(nèi)反映電波傳播特性的綜合參數(shù)，該參數(shù)根據(jù)所選定的至少5個探測終端的 當(dāng)前接收功率信息迭代計算出來，可W保證在各探測終端位置處使用該參數(shù)計算得到的信 號到達功率等于探測終端的實際接收功率。參與福射源定位迭代計算過程的探測終端數(shù)量 越多，所得到的電波傳播路徑損耗綜合指數(shù)的準(zhǔn)確性和可靠性就越高，由此就可W將該參 數(shù)外推應(yīng)用于指定區(qū)域內(nèi)的其它網(wǎng)格位置點。運種計算網(wǎng)格點信號到達功率的方法，避免 了選擇電波傳播經(jīng)驗?zāi)Ｐ偷睦щy和模型參數(shù)不確定性，簡單易用，且誤差隨著所使用的探 測終端數(shù)量的增加而顯著減小。
[0017] 利用單個移動探測終端在不同時刻、不同位置處所接收的信號功率，同樣可W對 位置固定、發(fā)射功率相對穩(wěn)定的福射源進行定位。同樣地，定位結(jié)果的誤差隨著所使用的移 動探測終端的位置點數(shù)的增加而改善。因此，在探測終端移動過程中，進行連續(xù)定位，最終 可W得到福射源位置的坐標(biāo)均值及概率分布圓半徑。同時，將移動探測終端沿移動路徑各 點處的接收功率值W色溫圖方式標(biāo)注在矢量地圖上，就得到了路徑電磁分布圖。
【附圖說明】
[0018] 圖1是電磁分布態(tài)勢圖繪制流程圖；
[0019] 圖2是路徑電磁分布圖繪制流程圖；
[0020] 圖3是電磁分布態(tài)勢區(qū)域內(nèi)的每個網(wǎng)格點的坐標(biāo)序號。
【具體實施方式】
[0021] W下結(jié)合附圖對本發(fā)明的內(nèi)容及【具體實施方式】作進一步說明。
[0022] 圖1給出了一種基于福射源定位信息的電磁分布態(tài)勢圖的繪制流程，其中具體步 驟為：
[0023] (1)利用至少5個不同位置處的探測終端的接收信號功率及探測終端的位置信息， 確定福射源的位置坐標(biāo)化〇，Bo,冊）、等效福射功率Po(地m)、電波傳播路徑損耗綜合指數(shù)丫。 計算福射源定位信息的具體步驟如下：
[0024] 第1步:首先指定探測終端接收福射源發(fā)出的信號的頻率范圍和接收時間段，接收 時間段為起始時刻到終止時刻，如果探測終端在該指定接收信號的頻率范圍和接收時間段 內(nèi)有接收到信號功率譜信息，則將該探測終端列入待用探測終端集；
[0025] 第2步：中屯、站在待用探測終端集里，任意選定一個探測終端，記為Mo,然后W該探 測終端Mo為中屯、，在剩下的探測終端里面篩選出WMo為中屯、、且盡量關(guān)于Mo成中屯、對稱的N 個探測終端，N> 5;
[0026] 第3步:根據(jù)指定接收信號的頻率范圍，中屯、站計算出第2步中各探測終端在該指 定接收信號的頻率范圍內(nèi)所接收信號的功率。該接收功率的計算方法為:對該指定接收信 號范圍內(nèi)的信號功率譜Pm(f)進行積分；
[0027] 第4步:根據(jù)各探測終端所接收信號的功率，W及各探測終端的位置坐標(biāo)，進行福 射源的粗略定位；
[0028] 第5步：中屯、站W(wǎng)該福射源的粗略定位點為中屯、，重新在待用探測終端集里選取出 關(guān)于該福射源的粗略定位點盡量成中屯、對稱的N個探測終端，N含5,然后再次進行福射源定 位，得到精確的福射源定位結(jié)果并輸出。
[0029] (2) W福射源所在位置點化ο，Βο,冊)位坐標(biāo)原點、正正方正為+X軸、正正方正為+y 軸、天天方正為+Z軸，建立拘捕直角坐標(biāo)系。根據(jù)需要繪制電磁分布態(tài)勢圖的平面區(qū)域半徑 Radius(米）、平面區(qū)域高度化(米）、經(jīng)締度分辨率Δ (分)等參數(shù)，計算出該平面區(qū)域(矩形 平面)沿西-正方正(+X軸方正）、南-正方正(+y軸方正）的網(wǎng)格邊長Δχ(米)和Δγ(米），其值 分別為：
[0032]根據(jù)西-正方正網(wǎng)格邊長Δ X、南-正方正網(wǎng)格邊長Δ y、電磁分布態(tài)勢的地理半徑 Radius計算出在運兩個方正上的網(wǎng)格數(shù)量Nx、Ny:
[0035] 各網(wǎng)格點在局部直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為(i · Ax，j . Ay，〇)，坐標(biāo)序號為（i，j，〇)， 如圖3所示。其中，-Nx y如x，-Ny y如y。當(dāng)Nx、Ny很大時，表示半徑Radius很大或設(shè)置的地 理分辨率Δ很高。各網(wǎng)格點的實際大地經(jīng)-締-高坐標(biāo)為
[0036] (3)計算每個網(wǎng)格點處的信號到達功率
[0037] 網(wǎng)格點的信號到達功率計算公式如下：
[00；3 引
[0039] 其中，d為各網(wǎng)格點到福射源(局部直角坐標(biāo)系的坐標(biāo)原